膜生物反应器(MBR)-工艺设计
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2023年03月10日 15:58:28
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知识点:膜生物反应器工艺 一个完整的MBR工艺流程由预处理(一般采用精细格栅)系统、生化系统、膜系统、系统组成。但就膜系统自身来讲,主要包括产水系统、曝气系统、反冲洗系统、加药系统、自动控制系统、污泥回流系统、碳源投加系统等。在进行一个MBR系统的设计前首先应该分析进水的水质条件,主要包括BOD、COD、SS、TN、TP、碱度等等,其次应该收集该项目的咨询报告、场地资料等,如果是提标改造项目,还应收集该项目的图纸、运行数据等,明确处理规模和出水水质要求。

知识点:膜生物反应器工艺

一个完整的MBR工艺流程由预处理(一般采用精细格栅)系统、生化系统、膜系统、系统组成。但就膜系统自身来讲,主要包括产水系统、曝气系统、反冲洗系统、加药系统、自动控制系统、污泥回流系统、碳源投加系统等。在进行一个MBR系统的设计前首先应该分析进水的水质条件,主要包括BOD、COD、SS、TN、TP、碱度等等,其次应该收集该项目的咨询报告、场地资料等,如果是提标改造项目,还应收集该项目的图纸、运行数据等,明确处理规模和出水水质要求。

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NO.1


MBR膜池设计




MBR典型工艺流程如下:

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膜池简明设计步骤:

1. 确定MBR瞬时通量

 

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其中:J—理论平均膜通量,m3/m2·d);

t1—抽吸循环周期内抽吸泵运行时间,min

t2—抽吸循环周期内抽吸泵停止时间,min

2. 确定膜元件数

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其中:Q—平均日处理污水量,m3/d

q—瞬时膜通量,m3/m2·d

A—膜元件有效膜面积,m2/片

3. 确定膜组件数

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其中:n—膜元件数,片

n1—每组膜组件含元件数,片/

4. MBR反应池有效容积


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其中:Q—平均日处理污水量,m3/d

S0—膜池进水BOD5浓度,mg/L;

Se—膜池出水BOD5浓度,mg/L;

Nv—膜池BOD5容积负荷,kgBOD5/m3·d

5. MBR膜组件所需空气量

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其中:N—膜组件数,组

  n1—每组膜组件含元件数,片/组

  Q—单片膜所需风量,一般取11~12L/min;

  α—安全系数,一般取1.1。

6. MBR生物处理所需空气量

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其中:a—活性污泥微生物氧化分解有机物过程的需氧率,kgO2/kgBOD5,一般取                       0.42~1.0;

  Q—平均日处理污水量,m3/d

  b—活性污泥微生物内源呼吸自身氧化过程的氧率,kgO2/kgBOD5,一般取                       0.11~0.18

  V—MBR池容积,m3

  Xv—MBR池内挥发性悬浮物浓度,kg/m3

  e—溶解效率,一般取0.02~0.05;

7. MBR自吸泵设计流量

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其中:  Q—平均日处理污水量,m3/d;

  t1—抽吸循环周期内抽吸泵运行时间,min;

  t2—抽吸循环周期内抽吸泵停止时间,min;

  a1—安全系数,一般取1.1。

8. MBR池理论每日污泥量

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其中:  Q—平均日处理污水量,m3/d;

 C0—进水悬浮物浓度,mg/L;

 C1出水悬浮物浓度,mg/L;

 P0—污泥含水率,%。




NO.2


冲洗洗系统设计




一般来说,有机物污染问题可通过碱洗解决,而盐结垢问题可以通过酸洗来解决,因此,可以在MBR运行中加入化学药剂反洗程度。通过类似于地轻度的化学清洗的操作,将MBR膜污染消除在刚形成的阶段,阻止膜污染得不到及时恢复形成协同恶化的效应。

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常用的酸类药剂主要有盐酸、草酸、柠檬酸等,设计pH通常控制在2.5~3.5之间。碱类药剂主要采用氢氧化钠,设计投加浓度一般为0.02%~0.05%。氧化剂类药剂主要采用次氯酸钠,设计投加浓度为0.05%~0.1%。
比如,控制有机物污染可以投加10%的次氯酸钠溶液,清洗时间采用1~2h,也可采用氢氧化钠溶液,投加时设计pH应在12以下,清洗时间1h。控制无机盐污染可采用盐酸,设计投加浓度0.1mol/L,清洗时间采用1~2h
化学清洗的频率操作的条件与进水水质有着很大的关系,通常情况下运行1~3个月或在相同运行条件下透过膜压力比初期上升0.5bar以上时就应进行化学清洗。





NO.3


其他系统设计




MBR膜池运行的自动控制程序按以下执行:

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1. 进行程序转换时所需考虑的缓冲时间应在实际编程时进行考虑
2. 当不进行化学药剂清洗时,MBR系统可按1-2-7或1-2-3-7运行
污泥回流系统的设计:从MBR反应池到缺氧池的硝化液回流量根据要求氮的去除率来确定,从膜生物反应池到缺氧池的循环比为R,硝化液的回流量为RQ。
碳源投加系统设计:硝化液回流至缺氧区进行反硝化脱氮主要靠反硝化菌来完成,而这一还原过程需要有机物提供电子。因此,水中有机物不足时需要外部投加碳源,常用碳源主要有乙酸钠、甲醇、葡萄糖等,可根据需要反硝化去除的总氮量来计算投加量。
碱度补充系统设计:好氧过程中的氨氮硝化需要消耗水中的碱度,因此进水碱度不能保证硝化的顺利进行和氨氮的去除时,必须外加碱度。常用碱类药剂有碳酸钠或碳酸氢钠,1mg碳酸钠相当于0.94mg碳酸钙碱度,1mg碳酸氢钠相当于1.19mg碳酸钙碱度,设计过程中可根据氨氮的去除率以及原水中的碱度核算投加量。



NO.4


MBR工艺案例




MBR它既可以作为小型的污水回用设备,又可以作为较大型污水处理厂(站)的核心处理单元,是污水处理领域研究的热点之一,具有广阔的应用前景。但目前MBR大多用于现状污水处理厂的改造,常见案例如下:
1.普曝池改造为MBR

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  • 为防止MBR堵塞,需要在进水前增加1-3mm的细格栅。
  • 一般普曝池的水力停留时间为5-6小时,改造时需要将原普曝池分为缺氧池和曝气池,其中缺氧池的停留时间根据进水总氮的浓度可设定为1.5-3小时,普曝池剩余部分为曝气池。曝气池中有时需要少量增加曝气器的密度,缺氧池中需要增加潜水搅拌机。

  • 原来的二沉池改造为MBR池,可以利用原池,为节省用地,亦可重建。MBR池中安装膜反应器,增加膜曝气鼓风机,增加膜出水抽吸泵。

  • MBR工艺的回流比一般为200%-300%,回流泵一般需要更换。

  • 其它辅助工作包括,增加电力供应能力,增加仪表,增加一套(或多套)膜清洗设备。

2. A/O工艺改造为MBR

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  • 为防止MBR堵塞,需要在进水前增加3mm的细格栅。

  • 由于池中污泥浓度提高,需要适当增加缺氧池中的搅拌器数量和曝气池中曝气器的数量。

  • 原来的二沉池改造为MBR池,可以利用原池,但实际MBR池的用地比原来的二沉池要小,为节省用地,亦可重建。MBR池中安装膜反应器,增加膜曝气鼓风机,增加膜出水抽吸泵。

  • 其它辅助工作包括,增加电力供应能力,增加仪表,增加一套(或多套)膜清洗设备。

3. 氧化沟工艺改造为MBR

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相关推荐:

1、GB5226.1-2008 机械电气安全

2、GB19517-2009国家电气设备安全技术规范



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