MBR膜调试与运行ppt课件.ppt
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1、,MBR调试与运行,Design Training,一、基本知识,基本知识PVDF材料简述,基本性质。PVDF分子结构式为 -CF2-CH2-n ,结晶度60%-80%,氟含量59%,密度1.75-1.78g/cm3,玻璃化温度-92,脆化温度-62,结晶溶点约170,热分解温度在316以上,力学性能优良,具有良好的耐冲击性、耐磨性和耐切割性,此外还具有压电性、介电性和热电性等特殊性能,其化学稳定性良好,在室温条件下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀,对脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有机溶剂很稳定,在盐酸、硝酸和稀、浓碱液(质量分数在40%)中以及高达100温度以下,其性能基本不变。PVDF具有优异的
2、抗射线、紫外线辐射和耐老化性能,其薄膜浸没在水体中长期置于室外不变脆,不龟裂。,基本知识,膜片规格 1、DF10 2203254 2、DF30 3804707 3、DF80 49010007 4、DF150 51018007,基本知识平片膜简述,平片膜分离技术作为一种集分离与浓缩为一体的高效低污染的净化技术,具有操作简单、维护方便、能耗低、适应性强等特点,已逐渐广泛被环境保护工作者和爱护环境人士认识、认知和在相关行业污水处理中应用。膜材料的化学性质和膜的结构形式决定了膜的分离效果和清洗再生效果。PVDF(聚偏氟乙烯)是一种新兴的、综合性能较为优良的膜材料,其由骨架效应保证了膜的机械强度比其它膜
3、的机械强度都高,在复杂苛刻的环境条件下PVDF材料显示出了它的化学稳定性,并具有突出的介电性、生物相容性、耐热性、高分离精度和高效性,再者,其水力运动形式,决定了平片膜两面产生的跨膜压差较小,因此动力消耗与其它膜相比非常低。,基本知识,膜支架膜支架由5#不锈钢材质制作;上部为抽吸出水区,中部为膜元件组装区,下部为曝气区。膜元件组装为从上至下插入式,便于单张更换。每个组件可插入100-150片,每片为15mm,因此膜支架长度由膜元件数决定,其宽度为625mm,高度由膜元件规格决定。,膜分离综述,膜是两个浓度相之间具有选择性的栅栏(屏障),MBR用浸没式平片膜膜孔径:0.080.3um,微滤(MF
4、)0.11um,超滤(UF)0.10.05um或2000300000MW,纳滤(NF)截留分子量5007500MW,反渗透(RO)氯化钠截留率 99%,水,无机盐NaCl等,小分子有机物、染料、重金属离子等,大分子有机物、蛋白、多肽等,悬浮固体、细菌病毒,基本知识,膜分离过程可由上图示意,相1为原料或上游侧,相2为渗透物或下游侧。原料混合物中某一组分可以比其他组分更快的通过膜而传递到下游侧,从而实现分离。,膜元件是膜分离过程的核心部件,它可以看成是两相之间一个具有透过选择性的屏障,或看作两相之间的界面。 膜元件表面由于空气的从下到上的冲刷,一是为降低膜表面凝胶层的厚度,缓解膜的污堵;二是造成气
5、液两相错流挠动,在膜表面挠动作用下形成循环流。,膜工作原理,空气,基本知识,基本知识 应用形式,图一:(钢制)地面以上形式,图二:(钢制)浅埋或深埋形式,图三:全混凝土砼制式,图二,图一,图三,工艺特点(与传统工艺比较),污泥定期外排,中水回用,格栅,调节池,水解池,清水池,消毒,污泥池,上清液回流,鼓风机,达标排放,一、二、三级生化,混合液回流,污泥排放,传统工艺,MBR工艺,砂滤,碳滤,COD:50BOD:10SS:30,COD: 30BOD: 8SS:接近于0,调节池,缺氧池,MBR池,鼓风机,消毒,清水池,污泥池,格栅,二沉池,基本知识,污泥定期外排,剩余污泥排放,曝气,预曝气,曝气,
6、预曝气,上清液回流,混合液回流,工艺特点(与传统工艺比较),工艺特点(与传统工艺比较),MBR优势,节约建设成本,剩余污泥产量低,出水水质好,硝化率高,工艺参数易控制,一体式膜生物反应器可使设备更加紧凑,减少占地。,反应器内生物浓度高,停留时间长,极大的提高了有机污染物的降解率和去除率。,膜分离单元不受污泥膨胀等因素的影响,易于设计成自动控制系统。,反应器内SRT较长,使世代时间长的硝化菌得以富集,提高了硝化率。,取代了传统二沉池,能够截留在反应器内的微生物絮体和较大分子有机物;,反应器中MLSS高,使其比传统生物法具有较高的抗冲击负荷能力;,反应器内可实现SRT和HRT的完全分离;,反应器内
7、污泥浓度高,从而容积负荷得以提高,生物膜反应器体积减小 ;,实现了泥水分离,出水浊度低;,反应器内污泥浓度较高,剩余污泥含量较少。,膜生物反应器 应用特点,结构特点,让环保用上我们的好产品,采用低噪音高性能的百事德风机;膜片曝气,DO利用率更高,曝气系统,产水系统,控制系统,制作系统,膜组件采用抗污染浸没式平片膜,通量大,产水率高;抽吸泵,寿命更持久,高品质阀门、优等钢材;喷砂、上漆技术一流,全自动液位控制和声光报警系统,可现场操作也可远程操控,配置特点,A,B,C,D,河南某市政府生活污水处理,监测结果,检测项目 处理前 处理后 国家一级A排放标准 (GB18918-2002) BOD5 2
8、00 8.1 10 CODcr 400 38 50 悬浮物(SS) 127 8 10 氨氮 20.2 4.5 5 (8) 总磷 2.85 0.466 0.5 总氮 24.7 12.1 15 感观 浑 清 清,无锡某技师学院工程出水,MBR平片膜与中空纤维膜比较,使用前,产品背景,使用中的中空纤维膜,使用中的平板膜,污泥淤积、抗污染能力差,无污泥淤积、抗污染能力好,MBR池,垃圾填埋场污水处理,进出水,二、工程调试,1、试水,5、全线调试,4、污泥驯化,2、单机调试,调试流程,3、单元、分段调试,1、调试前的准备工作,1.1 调试条件1.1.1 土建构筑物全部施工完成;1.1.2 设备安装完成;
9、1.1.3 电器安装完成 (含系统测试仪表仪器准备);1.1.4 管道安装完成;1.1.5 相关配套项目 (含人员到位、污水进、排管线布置、 电源、安全措施全部完善)。,1、调试前的准备工作,1.2 调试准备1.2.1 组织调试专业小组(含设计、土建、设备、电气、管线施工人员及甲方操作人员、甲方代表、建设方代表);1.2.2 拟定调试及试运行计划安排;1.2.3 进行相应的物质准备(如水污水、自来水等;气压缩空气、蒸汽等;电;药剂);1.2.4 准备必要的排水和抽水设备;1.2.5 必须的检测设备和装置(如pH仪、试纸、COD检测仪或分析仪器、SS检测仪或分析仪等);1.2.6 建立调试记录、
10、检测档案。,1、调试前的准备工作,1.3 试水(充水)方式1.3.1 按设计工艺顺序向各单元进行充水试验,中小型工程可用完全洁净水或少量的轻度污水(积水或雨水);大型工程考虑到水资源的节约,可用70%的洁净水或轻度污染水或生活污水,30%工业污水(一般顺序按1/3、1/2、3/4、1进行);1.3.2 土建构筑物未进行充水试验的,充水时按设计要求分三次进行,即1/3,2/3,3/3进行充水,每充水1/3后暂停38小时,检查液面变动和构筑的的渗漏与内压情况。特别注意:设计不受力的双侧隔墙应同时充水;已进行充水试验的可进行满负荷充水;1.3.3 充水试验的另一个作用是按设计水位高程要求,检查水路是
11、否通畅,保证正常运行后满水量自流和安全超越功能。1.3.4 在向MBR池充水时,为有效地保护膜元件必须打开抽吸泵进出口阀、分气缸上部的控制阀和分气缸下部的排水阀,将内部原气体排空,进完水后关闭;1.3.5 建议不要用地表水代替清水对MBR池内充水,如果地表水中含有铁、锰、钙、镁、硅时,可能会使膜元件的堵塞;,2、单机、单元调试,2.1 单机调试2.1.1 工艺设计的单独运行的设备、装置或非标设备均称为单机,应在充水后进行单机试车;2.1.2 单机调试应按下列要求进行:2.1.2.1 按工艺资料要求,了解单机在工艺过程中的作用和管线连接;2.1.2.2 认真阅读和消化单机使用说明书,检查安装是否
12、符合要求,基础是否达到设计的机械强度、机座是否牢固;2.1.2.3 运转的设备,用手盘活无卡死现象或无其它不正常情况方可点动;2.1.2.4 按使用说明书对动力设备加注润滑油(润滑脂), 加至油标标注位置,一般情况油位处于1/22/3处为标准状态;2.1.2.5 了解单机启动方式(如离心式水泵可带压启动、定容积水泵则需接通安全回路管、罗茨风机则应在不带压不反转的条件下启动等);2.1.2.6 点动启动后应检查电机运转方向,在确认运转方向正确后可正式启动;2.1.2.7 点动启动后作35min试运行,运转正常后,再作12h连续运行观察,此时检查电机升温情况,一般不超过60(设备说明书上有特殊规定
13、的除外),升温异常时,应检查电流是否在规定范围内,超过规定范围时应立即停止运转,找出原因并消除隐患后,方可继续运行,单机试运行时间不得少于2h;2.1.3 单机运行调试合格后应填写运行试车单,签字备查。,2、单机、单元调试,2.2 单元调试2.2.1 单元调试按设计各工艺单元系统进行,如格栅单元、调节池单元、水解酸化单元(缺氧池单元)、MBR池单元、混合液回流单元、剩余污泥提升单元(泵提升或气提提升)、污泥浓缩单元、污泥脱水单元的不同要求进行;2.2.2 单元调试是在单元内单台设备试车后的基础上进行的,因为单元内可能有几台设备或装置组成,单元调试是检查单元内各设备或装置间连动运行的情况,并能保
14、证运行正常;2.2.3 单元调试只能解决小系统内各设备或装置协调连动,而不能保证大系统连动运行的正常,更不能达到设计去除率的要求,因为它涉及工艺条件、菌种、温度等诸多因素,需要在试运行过程中加以解决;2.2.4 不同的工艺单元应有不同的调试方法,应按照设计的详细规定执行。,2、单机、单元调试,2.3 分段调试2.3.1 分段调试与单元调试基本一致,主要是按照水处理工艺过程分类进行调试的一种方法;2.3.2 一般的分段调试主要是分水解酸化或缺氧和好氧两段进行的。常规的生活污水以缺氧池为主,高浓度有机废水以水解酸化池为主。好氧以MBR池为主。2.3.3 罗茨风机开启后,检查各用气点用气量的大小是否
15、在设计范围内,并检查各曝气点气的均匀性和相对密度;风机对各膜组件的供气应该是衡等的,如果分气缸流量计出现极度偏差,应停止调试检查管道系统的安装情况或堵塞情况;2.3.4 清水调试时,MBR池内可能会有泡沫产生,这些泡沫可能是膜元件中带有的不溶性可生化的亲水性物质产生的,可以不予理睬;但应测定膜组件最大、最小流量时的跨膜压差、水温等指标,并做好记录;不能过量地进行清水测试,一旦清水测试结束,应立即停止曝气和抽吸,如果过量的清水调试,可能会造成膜元件的堵塞。,3、污泥接种、培养与驯化,A 原理 活性污泥中的微生物是凝聚、吸附、氧化分解废水中有机物的生力军,其原理是生物降解。B 活性污泥的形、色、嗅
16、 活性污泥外形似棉絮状,亦称絮粒或绒粒,有良好的沉降性能。 正常活性污泥呈黄褐色。供氧曝气不足可能有厌氧菌产生,污泥发黑发臭,溶解氧过高或进水过淡,负荷过低色泽转淡。 良好活性污泥带泥土味。,活性污泥,3、污泥接种、培养与驯化,3.1.1 接种菌种是指利用微生物进行生物消化的工艺单元,主要有水解、好氧工艺单元,接种是对上述工艺单元而言的;3.1.2 根据不同的工艺单元接入不同种类的菌种;3.1.3 种量的大小:水解酸化污泥接种量一般不应少于水量的1015%,否则将影响启动速度;MBR污泥接种量一般不应少于水量的58%;只要按照正常接种要求,酸化菌、好氧菌可在规定范围内正常启动;3.1.4 启动
17、时间:应特别说明,菌种、水温和水质条件,是影响正常启动的主要条件,一般来讲,低于20,接种和启动均有一定困难,特别是冬天气温较低时比较困难,因此,在冬季接种时建议作二次进行,第一次接种投加量为总量的30%,第二次投加量为总量的70%;,3、污泥接种、培养与驯化,3.1.5 菌种来源:水解酸化池污泥取自原有厌氧处理工艺的活性污泥,或在啤酒厂污水处理站、农村渔塘内、小河死浜内、护城河的清淤污泥作为水解酸化菌种;MBR池污泥取自原有好氧处理工艺的活性污泥,如城市污水处理厂接取当日脱水的活性污泥作为好氧菌种;3.1.6 菌种接取后,必须当日投入驯化池,分批接取,分批投入;菌种投入后,水解酸化池定期(间
18、歇式)通过搅拌机进行搅拌 ,并向前工序部分回流;MBR池通过周边曝气和膜支架曝气进行(连续式)曝气搅拌 ;,3、污泥接种、培养与驯化,3.1.7 有颗粒污泥时,一般接种1015%,没有现成污泥时,应用最多的是用污水处理厂污泥池的消化污泥,稠的消化污泥有利于颗粒的形成,没有消化污泥或颗粒污泥时,化粪池污泥、新鲜的牛粪或猪粪或家禽粪都可利用为接种菌种,也可用鱼溏底泥或河滨腐败污泥作为接种污泥,但启动周期较长;污泥接种浓度一般不低于10KgVSS/M3反应器容积,但接种污泥不大于反应器容积的35%,污泥接种中应严格控制无机污泥、砂、不可消化的污染物进入反应池内,必须用0.81mm的筛网进行筛分处理。
19、污泥接种的方法应根据现场实际情况而定,应在污泥池或另时容器内将新污泥配上自来水充分搅拌均匀,用另时潜污泵将污泥打入水解酸化池(MBR池活性污泥接种亦按此法),在水解酸化池(MBR池)入口处安装0.81mm的提篮格栅予以筛分。3.1.8 严禁将新购置的活性污泥不经化开和筛分就倒入池内;3.1.9 严禁使用接种剂。,生物工作原理,活性污泥中的微生物生命体以有机物为“食”,将有机物消化。,微生物 + CnHn(污染物) - H2O + CO2 + 其它小分子物质,3、污泥接种、培养与驯化,所谓活性污泥的培养,就是为活性污泥中的微生物提供一定的生长和繁殖条件,即营养物、溶解氧、适宜温度和酸碱度;(1)
20、营养物碳:氮:磷=100:5:1(2)溶解氧针对好氧微生物而言,环境溶解氧大于0.3mg/L,正常代谢活动已经足够,但因污泥以絮体形式存在于MBR池中,以直径500m活性污泥絮粒而言,周围溶解氧浓度达到2 mg;/L时,絮粒中心已低于0.1mg/L,抑制了好氧菌的生长,所以曝气池溶解氧常需要35 mg/L,常按5 mg/L的量控制。(3)温度任何一种细菌都有一个最适宜的生长温度,随温度上升而细菌生长加速,但有一个最低和最高的温度范围,一般为1545,适宜温度为2035,此温度范围内对运行变化影响不大。(4)酸碱度一般酸碱度即pH值69,特殊情况下可到910.5,超过该值应加酸调节。,3、污泥接
21、种、培养与驯化,培菌方法(1)生活污水培菌法:在温暖季节,先使曝气池充满生活污水,闷曝(曝气而不进污水)数十小时,即可开始进水,引进水量由小到大(1/3+1/3+1/3)逐渐调节,连续运行数天即可见活性污泥出现,为加快培养进程,在培菌初期投入一些浓质粪便或米泔水,以提高营养物浓度,需特别注意的是,在培菌初期,由于污泥尚未大量形成,故应严格控制曝气量,应大大低于原设计曝气量。(2)干泥接种培养法:最好取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作为菌种源进行接种培养,一般按MBR池总容积1%的干泥量加水捣碎,然后加入适量的废水和浓粪便水,按上述方法培养,污泥即可很快形成并增加至所需浓度。,3、污
22、泥接种、培养与驯化,培菌方法(3)高浓度有机废水直接培菌法:某些工业废水,如罐头食品、豆制品、肉类加工类废水,可直接培菌;另一类工业废水,营养成分尚全,但浓度不够,需补充营养物,以加快培养进程,所加营养物有淀粉浆料、食堂米泔水、面汤水(碳源);或尿素、硫氨、氨水(氮源),具体情况应按水质而定。(4)有毒而难降解工业废水培菌:只能先以生活污水培菌(贫基培养),然后将工业废水逐渐引入,逐步驯化进行培菌。(5)直接引进菌种培菌:有些特殊水质菌种难以培养,或利用当地的科研力量,加以同类的菌种进行培菌,或同类型废水处理工艺的污泥接种驯化,如PVA(聚乙烯醇)好氧消化有专门好氧菌,此法投资大、周期长,只有
23、特殊情况下才用。,3、污泥接种、培养与驯化,在培菌阶段后期,将生活污水和外加营养物量逐渐减少,废水量逐渐增加,最后转为全部受纳废水,这个过程称为驯化。理论上讲,有机物分解必须有酶参与,而且每种酶都要有足够数量,驯化时每变化一次配比时,需要保持时间,待运行稳定后(指污泥浓度未减少,处理效果正常),才可再次变动配比,直至驯化结束。,3、污泥接种、培养与驯化,3.3.1 驯化条件。 一般来讲,微生物生长条件不能发生骤然的突出变化,要给予一定的适应时间,驯化过程尽量与原生长条件一致,当做不到时,一般用常规生活污水作为水源,果汁废水因浓度过高不能作为驯化水体,需要加以稀释,一般情况下控制COD负荷不超过
24、10001500mg/L为宜,可以用1:1或2:1(生活废水:果汁废水)调配后才可作为原始驯化水,驯化时水温不得低于20,驯化时采用连续闷曝37d,并在显微镜下检查微生物生长状况,也可用检查出水COD来判断微生物生长情况和效果;,3、污泥接种、培养与驯化,3.3.2 驯化方法。 驯化条件具备后,在连续运行取得一定效果时,采用递增进水量的方式,使微生物逐渐适应新的生长条件和环境,递增幅度按现场水解酸化、好氧工艺决定,一般情况下,好氧正常启动在714天内完成,逐渐递增幅度在815%;水解酸化递增幅度则要小得多,一般应控制挥发酸(VFA)浓度不大于1000mg/L,且池内的pH值控制在6.57.5范
25、围内,并不能产生大的波动,在这种情况下才可进行逐渐递增进水量,每小时递增幅度不大于3%,水解酸化从启动到正常满负荷运行应在2540天时间(高浓度有机废水视现场情况决定,需要更长时间来驯化);,3、污泥接种、培养与驯化,3.3.3 水解 、好氧各是一个较为复杂的工艺,每个工程都有自己的特点,需要根据现场实际情况加以必要的调整;3.3.4 缺氧池一般情况下不需进行活性污泥的接种、驯化,与好氧系统同步进行即可。,3、污泥接种、培养与驯化,缺氧池是通过栖息在软型填料上的世代时间较长的反硝化菌的作用使废水中的NO2、NO3转化成CO2和N2,从而达到生物脱氮的要求。由于采用了前置反硝化脱氮工艺,利用进水
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