重庆吉创自主研制的MBR膜 

适用于  给水净化、污废水处理、中水回用以及固液分离的纯化工程

JCYMD系列平板膜MBR膜设计：

本资料仅针对重庆吉创科技有限公司自主研制生产的浸没式圆形软片平板微滤膜单元以及相应抽吸泵和风机选型设计、系统的运方式的设计进行详细说明。其余调节池、厌氧池、清水池等容积的确定、设备的选型、管路系统及电气自控系统的设计，请参照相应的国家标准和技术规范。

1、MBR工艺流程

膜生物反应器（Membrane Bio-reactor , 简称MBR）是一种将传统生物技术与高效膜分离技术相结合的新型污水处理与回用工艺。该技术不仅可以在生物反应池内维持高浓度的微生物量，提高处理装置的容积负荷，节省占地面积，而且可以高效分离固液，取代了传统工艺中的沉淀和过滤技术，系统出水水质好，可直接作为非饮用市政杂用水回用。

由于膜的存在，大大提高了系统固液分离的能力，微生物被截留在生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。

典型的MBR工艺流程具体见（图8）：

污水流经机械间隙小于3mm的格栅，去除水中大颗粒的悬浮物、杂质和纤维，后进入调节池；

调节池内的水靠重力流或由提升泵提升至MBR生物反应系统。整个系统由厌氧池、缺氧池、好氧池（膜池）组成。用户可根据进出水质的要求确定是否设置厌氧池和缺氧池。

厌氧池发生有机物的酸化、氧化反应和活性污泥中的聚磷菌释放磷到混合液中。厌氧池出水流入缺氧池。

在缺氧池发生COD 的氧化反应、硝酸盐的反硝化反应，实现总氮的去除。缺氧池出水流入好氧池。

好氧池放置膜组件，在出水泵或重力作用下出水。在好氧池继续降解有机物、氨氮发生硝化反应转变成硝酸盐、混合液中的磷被活性污泥中的聚磷菌吸收。

好氧池底部设有污泥回流管，通过回流泵将污泥回流进厌氧池和缺氧池。

MBR 系统为连续运行，实现从水中去除有机物（COD）、氨氮（NH3-H）、总氮（TN）和总磷（TP），用户可根据水质情况，增减厌氧池与缺氧池（无脱氮除磷要求）。以下是本公司针对不同水处理要求所建议的处理工艺，如表5

膜池出水可排放或回用。如需回用，膜池出水直接进入清水池，投加消毒剂或采用紫外线进行消毒，各项水质指标达标后即可回用。、

表5、MBR生物反应系统模式

注：原水条件

MBR 在去除有机物上与传统的活性污泥法相同，即利用微生物对有机物进行降解。但由于膜有其固有的使用条件，因而对原水的要求除传统活性污泥法要求外，还须增加如下条件：

原水必须经过3mm 以下细格栅预处理，以避免颗粒、尖锐物体划伤膜表面。

原水的酸碱度调节在PH 2～13 的范围内，PH超出此范围将引起超滤膜不可恢复的损坏。

原水的硬度较高时须对原水进行其他保障性处理，避免在长时间的使用过程中，钙盐、镁盐等在滤膜和曝气管上结垢，导致滤膜及整个系统无法正常工作。

原水的温度一般应低于40℃，最高不得超过45℃，否则会因温度过高影响生物处理效果和滤膜的使用寿命。

原水的油脂含量大于10mg/L时，须设置除油装置。避免油脂附着在滤膜表面造成膜通量降低。

原水中不得含有高分子助凝剂、环氧树脂涂料，这些化学物质会在膜表面形成化学污染，造成膜通量的降低。当必须使用时应当对膜单元进行保障性预处理。

膜单元处理含有机溶剂废水时，必须进行小型试验。因为一定浓度的有机溶剂会在膜表面发生相分离而侵蚀膜的过滤层，导致整个处理系统崩溃。

2、MBR膜单元在反应池内的布置

膜单元之间以及与反应池的间距

在膜单元的运行过程中曝气管产生的气泡沿膜元件、膜组件之间缝隙上升，在膜单元四周下降，形成自旋回流。

自旋回流一方面使反应器中液体得到充分搅拌混合，微生物获得充足的溶解氧，另一方面气泡的搅动也在膜表面形成的循环流，对膜表面的沉积物起到冲刷和剪切作用，可有效防止污染物在膜表面的附着和沉积，这对膜元件的稳定运行很重要。

为了利用自旋回流现象，所以膜单元之间必须保留适当的间隙。

具体布置见（图9）

3、MBR膜池数量的确定及膜单元的排列

当每天处理量过大，为了便于系统的维护，建议反应池（膜池）分成2个或2个以上，每个反应池（膜池）处理量应相等；

每个反应池内膜单元数量相同，即膜面积相等；

反应池内膜单元单排布置时，间距相等；双排布置时对称布置，且每排数量相等；

膜单元应尽量选用同一厂家的产品，至少同一池内应为同一品牌同一型号。

4、MBR抽吸泵的流量的确定

间歇运行方式：

运行T1—停止T2—运行T1

抽吸泵流量计算：

Q水泵＝{Qmax/(n·24)}·{（T1+ T2）/ T1 }

Q水泵：抽吸泵流量（m3/h）

Qmax:每天最大污水处理量（m3/d）

n:水池数量

                      推荐抽吸泵间歇运行设定：T1运转8min，T2停止2min。

水反洗运行方式：

运行T1—停止T2—水反洗T3—停止T4—运行

抽吸泵流量计算：

Q水泵＝{Qmax/(n·24)}·{（T1+ T2+T3+T4）/ T1 }

Q水泵：抽吸泵流量（m3/h）

Qmax:每天最大污水处理量（m3/d）

n:水池数量

推荐抽吸泵水反洗运行设定：T1运行30 min；停止1min；水反洗3min；停止1min。

每池设置1台抽吸泵。根据工况设置1～2台备用泵。

5、MBR膜池冲刷供气量的确定

Q气＝80×N×n（L/min）

Q气：冲刷供气量（L/min）

N：膜单元台数

 n:膜单元列数

参考值：每列膜组件冲刷所需气量80L/min.

 超过冲刷供气量将导致膜损坏或使用寿命减少。在膜池所需空气量大于膜冲刷所需空气量上限的场合，必须在膜池增设其它曝气设施，以满足设计供气要求。 

6、MBR集水系统 

     集水管流速v=0.7～1.0m/s。集水管路高位应设置清洗用水箱。

     集水管路上应配置真空压力表。当抽吸泵进水口水平高于膜池液面，压力表量程宜为-0.1～0MPa；当抽吸泵进水口水平低于于膜池液面，压力表量程宜为-0.1～0.1MPa；

    抽吸泵出水管路上应配置流量计。自动控制需配置数字流量计；手动控制配置管道流量计即可。流量计量程应略大于泵的流量控制范围。

    当泵出水口低于膜池液面时，抽吸泵吸水管路上应设置随泵启停而开闭的电动阀（电磁阀），或其他防止虹吸产生的设施。

    膜单元的集水管直接穿过池壁，且水泵低于膜元件最低点时，可采用重力过滤或离心泵作为抽吸泵，同时集水管路上应设置随泵启停而开闭的电动阀（电磁阀）。

    如集水管最终排口低于膜元件底部时，可设置与抽吸泵并联的出水管线，用电动阀切换，当膜污染程度低时，可利用自然水头出水，以节省能量。 

7、MBR曝气系统

    曝气干管流速v=10～15m/s;

须在液位以上500mm的范围设置曝气管清洗用分支管路和阀门，根据控制要求，配备手动或自动阀门。曝气总管应高于最高液面500 mm以上。

8、MBR水洗、药洗共用系统

    干管流速v=0.4～0.8m/s;

    须在液位以上1000—2000mm的范围内设置水洗、药洗共用水箱，重力清洗管线上用分支管路和阀门，根据控制要求，采用水反洗运行方式时配备自动阀门

    水洗、药洗共用水管容积：Q水箱＝50×N

                   Q水箱：水洗、药洗量（L）

N：膜池膜组件数

参考值：每膜组件水洗、药洗量所需水量50L/次.

注：工业废水设计须通过试验确认运行方式。

9、MBR膜池的运行及控制

    膜的过滤运行方式有水反洗和间歇两种形式。若在污水中持续的抽吸会加快混合污泥在膜表面堆积，形成滤饼层；采用水反洗或间歇出水方式将大大改善这种状况，当停止抽吸时，膜两侧的压差减小以致降低为零，堆积在膜表面的污染物会在持续上升的气泡和向上涌动的液流扰动下脱落，达到清洗的效果。因此在浸没式MBR膜生物反应器运行中膜的过滤采用间歇过滤方式，即过滤和停止或水洗交替进行。

    膜池中的曝气为持续运行方式，曝气在提供生物反应所需氧气的同时，可尽量避免污染物在膜表面的沉积，与抽吸泵的间歇运行一起，大大延长了化学清洗周期。

    根据所处理的污水水质，抽吸泵间歇运行时间可进行设置。

    抽吸泵的运行和停止受控于程序设定的运行时间、膜池及后续清水池水位、风机运行状态和集水管真空压力。

    膜池低水位报警，抽吸泵停;

    后续清水池高水位时，抽吸泵停；

    抽吸真空压力超过所设定值，抽吸泵停; 风机停，抽吸泵必须停。

出水阀由流量计控制，流量值的设置应满足膜的长期平稳运行要求，

注：工业废水设计须通过试验确认运行方式。