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MBR膜的選型、清洗,膜池計算!

日期:03-15  點擊:157  屬于:技術(shù)應(yīng)用
什么是MBR?  
                                                                    
MBR又稱膜生物反應(yīng)器,是一種由活性污泥法與膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。MBR膜目前主要分四種:中空纖維膜、平板膜、陶瓷膜、管式膜。

 

中空纖維膜(又稱簾式膜)和平板膜一起稱為“有機膜”,主要材質(zhì)是PVDF(聚偏氟乙烯)這是現(xiàn)在市場上所有膜的主要材質(zhì)。但是現(xiàn)在又新出了一個PTFE(聚四氟乙烯)材質(zhì)的,據(jù)說更優(yōu)于PVDF,拉膜的時候孔徑分布會更均勻,號稱“塑料王”。

 

陶瓷膜也是近些年新出來的,和有機平板膜一起稱為“平板膜”,陶瓷膜化學(xué)穩(wěn)定性非常好,能耐酸、耐堿、耐有機溶劑,耐高溫;孔徑分布窄、分離效率高等優(yōu)點。我接觸的陶瓷膜主要材質(zhì)是氧化鋁、氧化鈦,好像還有氧化硅。

 

有機管式膜作為膜元件的一種形式,適用于超濾、微濾、甚至是納濾等膜分離技術(shù),其優(yōu)點是流道寬,料液在管內(nèi)湍流流動,對料液的預(yù)處理精度要求低。管式膜易于清洗,除可用化學(xué)試劑清洗外,還可以用機械物理擦洗的方法。管式膜組件的壓力損失小,因此其流道長(最長可串聯(lián)48米),過濾效率高。
圖片
平板膜就是一片板(一般是ABS)上面有導(dǎo)流道,雙面貼上襯布和PVDF材質(zhì)的膜片,經(jīng)過無縫焊接之后形成的一塊膜片。還有兩種膜片也稱之為平板膜,一是軟片膜,二是柔性膜。平板膜組件:常見的是由304不銹鋼焊成的架子,將膜片一片片插入其中進行固定,裝上曝氣管件和集水管件等,稱為膜組件。目前常見的的10-250片之間可以整數(shù)形成組件,無論單片膜的大小。從理論上講,膜片破損,產(chǎn)水下降后,可以單片排查,單片更換,從而節(jié)省更換費用。
 
膜組件如何選型?
 
根據(jù)水質(zhì)來進行選擇膜通量,10-26L/m2h,舉例:生活污水可以選擇18-22L/m2h,電鍍、醫(yī)藥等廢水可以選擇12.5-15L/m2h來進行計算。還要注意處理的水進入膜池的成分,是否有大量的油、鈣鎂離子、以及可以和膜相融的有機溶劑等等。

膜池計算公式:
 
膜片數(shù)量n=Q÷N÷Ax1000
  • Q:日處理水量t/d
  • N:膜片的通量L/m2d(通量的選擇上面已經(jīng)提到了,換成天就可以了,盡量取最低值)
  • A:每張膜片的有效面積(常見的有1.5,0.8平米,也會有2、1.6、1.0、0.9平米的)
  •  
因為選擇膜面積和建造的膜池有關(guān)系,所以要先確定膜池的深度,3-3.5米的有效水深可以選擇1.5平米的膜片,2.2-2.5米的有效水深可以選擇0.8-1.0米的膜片。一般土建池子考慮1.5,鋼箱體池子考慮0.8。

 

膜池的選擇,有效水深決定選擇的膜片大小,池長決定放置的組件數(shù)量,池寬決定單個組件放置的膜片數(shù)量。

 

以1.5平米左右的平膜為例,長度大概在1600-1800mm之間,寬度在470-550mm之間,厚度在5-7.5mm之間。大同小異。

 

以一個100t/d的生活污水為例計算膜片數(shù)量:

 

根據(jù)公式:n=100÷400÷0.8x1000=312.5(片)非整數(shù),這時候就要取整。因為400L/m2d已經(jīng)取了最小值,這里就可以直接取值300片。100片一個組件需要3個組件,150片一個組件需要2個組件。根據(jù)膜池大小進行選擇。                                                                                               
這兩種分別需要的膜池大?。?/section>

 

  • 3個組件的:4*2.5*2.8m或者3.5*2.5*2.8m
  • 2個組件的:3*3.2*2.8m
     
膜池的長度是組件數(shù)+1米即可,這是保證組件的均勻放置。組件數(shù)多的情況下可以進行壓縮,少則不行。要考慮安裝。

 

膜池的寬度,考慮組件的寬度放置后,曝氣系統(tǒng)和集水系統(tǒng)的走管,以及工人的安裝后期維護是否方便,要給出較寬裕的空間。常見的組件寬度按照每片膜11-14毫米進行計算,兩端的架子各預(yù)留200毫米,集水和曝氣各預(yù)留350毫米的安裝部分。100片膜需要的寬度:100x14+400+700=2500毫米
 
膜組件如何清洗?
 
平板膜操作壓力0-35KPa,膜池的混合液在自吸泵(10分鐘為一個工作周期,抽8分鐘停2分鐘)的作用下,透過高分子材料制成的微孔濾膜,利用其均一孔徑,來截留水中的微粒、細菌等,使其不能通過濾膜而被去除,對生化反應(yīng)池內(nèi)的含泥污水進行過濾,實現(xiàn)泥水分離。所以說,平板膜起著過濾的作用:

 

1、膜截留了反應(yīng)池中的微生物,使池中的活性污泥濃度大增加(常見的濃度6000-12000mg/L左右),使降解污水的生化反應(yīng)進行得更迅速更徹底;

 

2、由于膜的高過濾精度,保證了出水清澈透明,得到高質(zhì)量的產(chǎn)水。所以這里說明一下膜不是萬能的,它有孔徑,能通過孔徑的都過濾不了,不要把提標的希望全部寄托于這個環(huán)節(jié)。過濾不了的就會在膜孔附近形成污堵,也就是我們說的膜堵了,產(chǎn)水不足,通量達不到。

 

說道堵膜,就要說一下膜組件的清洗,清洗主要分為:在線清洗和離線清洗。

 

這里主要說一下在線清洗,清洗一般使用在線化學(xué)清洗的方法,清洗周期視膜的污染情況而定,水質(zhì)好些的比如生活污水可能3、4個月清洗一次,水質(zhì)不好的比如垃圾滲濾液15天、20天就要清洗一次,具體是根據(jù)產(chǎn)水量和負壓來進行判斷。溶液的配制,常見的清洗是先堿洗后視情況進行酸洗,也會有先酸洗在堿洗的情況。
堿洗主要是次氯酸鈉和氫氧化鈉的混合水溶液。酸洗常用草酸或者檸檬酸。鈣離子多的話,盡量不要用草酸。這個不同的廠家會給出相應(yīng)的參數(shù),基本都是每片膜3-5L溶液,加起來計算需要多少就好了。加藥分為重力自流或者加藥泵搭進去。

 

清洗的簡單操作:
 
膜運行輕微污染時可采用在線清洗的方法,操作簡單、費用較低、效果明顯;一般先進行堿洗,再進行酸洗,可采用重力自流或計量泵加藥。

 

堿洗:配制2000~5000mg/L次氯酸鈉和1000mg/L氫氧化鈉混合水溶液,用高液位清洗水箱靜水壓灌入抽吸管路至膜元件,藥液用量3-5L/片,浸泡5小時以上。
酸洗:配制1000mg/L草酸(或檸檬酸)溶液,在線清洗,水量同上,浸泡3-5小時。

 

注意:以上藥劑都是按純度100%計算的,當選擇的藥劑含有雜質(zhì)時,按相應(yīng)純度計算出相應(yīng)的藥劑量。采用藥液重力自流的方式把藥液通過膜抽吸管路上預(yù)留的加藥口注入到膜片內(nèi)清洗膜片的方式。       
                                                  
離線清洗又稱之為維護下清洗,一般一年或者在線清洗無法恢復(fù)膜通量的時候進行離線清晰。設(shè)置一個離線清洗池或者膜池內(nèi)清洗,也就是整池加藥整體浸泡,通過曝氣沖刷來恢復(fù)通量。

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( 來源|微信公眾號「水處理新視野」)

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