MBR膜中水回用技术教程文件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,MBR,膜中水回用技术,一、中水回用相关概念,二、,MBR,膜处理技术,三、,MBR,中水回用技术工艺设计,讲演内容,中水回用相关概念,“中水”一词是相对于上水,自来水,、下水,污水,而言的，其水质介于下水和上水之间。中水指的是城市污水、废水,经净化处理后,达到国家标准，能在一定范围内使用的,非饮用水,，可用于城市景观和百姓生活的诸多方面。,什么是中水？有哪些用途,?,根据中水利用的,用途,，中水可回用于地下水回灌用水，工业用水，农、林、牧业用水，城市非饮用水，景观环境用水等,五类,。,（,1,）中水回用于,地下水回灌,，可用于地下水源补给、防治海水入侵、防治地面沉降；,（,2,）中水回,用于工业,可作为冷却用水、洗涤用水和锅炉用水等方面；,（,3,）中水回,用于农、林、牧业用水,可作为粮食作物、经济作物的灌溉、种植与育苗、林木、观赏植物的灌溉、种植与育苗、家畜和家禽用水。,（,4,）中水回用于,城市非饮用水,可作为冲厕、道路清扫、消防、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工等的用水。,（,5,）中水回用于,景观环境用水,通常包括住宅小区的人工水景、公园湖、城市小型河道等。,小区中水回用系统的水源取自建筑小区内各建筑物所产生的杂排水。这种系统可用于建筑住宅小区、学校以及机关团体大院。其处理设施放置小区内，一般采用地埋式的中水回用装置，中水回用处理系统上方可作为绿化用地。,中水水质有如下要求：,1,满足,卫生,要求。其指标主要有大肠菌群数、细菌总数、余氯量、悬浮韧、,BOD5,等。,2,满足人们,感观,要求，即无不快的感觉。其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等。,3,满足设备构造方面的要求，即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢。其衡量指标有,pH,值、硬度、蒸发残渣、溶解性物质等。,4,相关的污染物指标需达到系列回用水水质标准的规定。,中水回用相关概念,小区中水回用系统及水质要求,中水回用相关概念,中水回用有何意义？,中水是城市的,第二水源,。城市污水再生利用是提高水资源综合利用率，减轻水体污染的有效途径之一。中水合理回用既能,减少水环境污染,，又可以,缓解水资源紧缺,的矛盾，是贯彻可持续发展的重要措施。污水的再生利用和资源化具有可观的,社会效益,，,环境效益,和,经济效益,，已经成为世界各国解决水问题的必选。,中水回用于绿化,中水回用于道路的冲洗,MBR,的工作原理及组成,MBR为膜-生物反应器（MembraneBio-Reactor）的简称，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。,MBR,膜处理技术,上：,MBR,膜反应池的组成,右：,MBR,膜组件的组成,MBR,膜处理技术,MBR,工艺常见分类方法,按,膜组件,形式,分为：,管式膜、平板膜、帘式真空纤维膜；,按膜组件与生物反应器,组合形式,：,分置式、一体式、一体（复合）式；,MBR,膜处理技术,由膜和膜的支撑体构成，有,内压型,和,外压型,两种运行方式。实际中多采用内压型，即进水从管内流入，渗透液从管外流出。膜直径在,624mm,之间。,按膜组件,形式分为：,管式膜,、平板膜、帘式真空纤维膜；,按膜组件,形式分为：,管式膜、,平板膜,、帘式真空纤维膜；,平板膜,竖直放置,在好氧反应池内，清水及小分子物质（如盐分）在,负压引流,下垂直膜的表面透过滤膜，具有一定浓度的活性污泥混合液在曝气的作用下平行平板膜向上流动并不断,冲刷,平板膜表面，使污泥不容易在膜的表面堆积，从而保持恒定的透水产量按膜组件,形式分为：,管式膜、平板膜、,帘式真空纤维膜,；,外径一般为,40,250m,，内径为,25,42m,。在,MBR,中，常把组件直接放入反应器中，不需耐压容器，构成浸没式膜,-,生物反应器。一般为外压式膜组件。,按膜组件与生物反应器组合形式：,分置式,、一体式、一体（复合）式；,膜组件和生物反应器（池）,分开设置,，生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理水；固形物、大分子物质等则被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器内。,按膜组件与生物反应器组合形式：,分置式、,一体式,、一体（复合）式；,一体式膜,-,生物反应器是把膜组件置于生物反应器,内部,，进水进入膜,-,生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在外压作用下由膜过滤出水。,按膜组件与生物反应器组合形式：,分置式、一体式、,一体（复合）式,；,复合式膜,-,生物反应器在形式上也属于一体式膜,-,生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式膜,-,生物反应器，改变了反应器的某些性状。,与传统生化法相比，,MBR,的,优点,是？,一、出水水质优质稳定,由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（,CJ25.1-89,）可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。,同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。,二、剩余污泥产量少,该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。,三、占地面积小，不受设置场合限制,生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。,MBR,膜处理技术,四、可去除氨氮及难降解有机物,由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。,五、操作管理方便，易于实现自动控制,该工艺实现了水力停留时间（,HRT,）与污泥停留时间（,SRT,）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。,六、易于从传统工艺进行改造,该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。,与传统生化法相比，,MBR,的,优点,是？,MBR,膜处理技术,MBR,工艺的,不足,膜,造价高,，使膜,-,生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺；膜的寿命一般为,3,年，更换需要一定的费用。,膜污染容易出现，给,操作管理带来不便,；,能耗高,：首先,MBR,泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是,MBR,池中,MLSS,浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成,MBR,的能耗要比传统的生物处理工艺高。,MBR,膜处理技术,MBR,发展历史,和前瞻,第一阶段（,1966年1980年）,1966年，美国的Dorr-Oliver公司首先将MBR用于废水处理研究,1968年，Smith等人在活性污泥法工艺中超滤取代二沉池,20世纪70年代，膜生物反应器工艺首次进入日本市场,第二阶段（,1980年1995年）,1989年日本政府联合许多大公司共同投资研发。90年代Kubota公司研制了平板式浸没MBR。,在,80年代末90年代初，Zenon环境公司研制成功了两个注册产品。,第三阶段（,1995年至今）,20世纪90年代中后期，越来越多的欧洲国家将MBR用于生活污水和工业废水的处理。,目前主要由四家大公司经营,MBR，它们分别是加拿大Zenon公司，日本的MitsubishRayon公司，法国Suez.LDE/IDI公司和日本Kubota公司。,MBR,膜处理技术,MBR,膜处理技术,MBR,发展历史和,前瞻,一、,MBR,应用的,重点领域和方向,现有城市污水处理厂的,升级改造,，特别是出水水质难以达标或处理流量剧增而占地面积无法扩大的水厂。,无排水管网系统的,小区,，如居民点、旅游度假区、风景区等。,有污水回用需求,的地区或场所，如宾馆、洗车业、客机、流动厕所等充分发挥,MBR,占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点。,高浓度、有毒、难降解,工业废水,处理。如造纸、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行业，是一种普遍的点源污染。MBR,可以对这些常规处理工艺无法达标的废水进行有效的处理，并实现回用。,垃圾填埋厂,渗滤液,的处理及回用。,小规模,污水厂（站）的应用。膜技术的特点十分适合处理小规模污水。,MBR,膜处理技术,MBR,发展历史和,前瞻,二、,MBR,未来的,研究重点,如下,膜污染的机理及防治。,MBR,工艺流程形式及运行条件的优化。,MBR,污泥产率与运行条件的关系，以合理减少污泥产量，降低污泥处理费用。,MBR,生物反应器内微生物的代谢特性及其对出水水质、污泥活性等的影响，从而确定适宜的微生物生长及代谢条件。,MBR,工艺经济性研究。在目前国内经济发展水平、膜产品供应状况和规范设计要求的条件下，,MBR用于污水处理的最大经济流量的确定。,以节能、处理特殊水质对象、兼具脱氮除磷、操作维护简便、可以长期稳定运行等为目标，开发新型的膜生物反应器成熟、系统,MBR,的工艺设计方法,MBR,中水回用技术工艺设计,中水回用常见处理方法,1,物理处理法：,膜滤法，适用于水质变化大的情况。采用这种流程的特点是：装置紧凑，容易操作，以及受负荷变动的影响小。膜滤法是在外力的作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出；而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩形式排出。,2,物理化学法：,适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有：砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是：采用中空纤维超滤器进行处理，技术先进，结构紧凑，占地少，系统间歇运行，管理简单。,3,生物处理法,适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用，或是几种生物处理方法组合使用，如接触氧化,+,生物滤池；生物滤池,+,活性炭吸附；转盘十砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。,MBR,中水回用技术工艺设计,MBR,膜技术中水回用路线,回用,生活污水,调节,池,水解酸化池,MBR,膜生物反应器,消毒池,中水水池,曝气系统,化学清洗系统,二氧化氯发生器,吸粪车定期吸泥,由于滤膜的发明，中水开发与回用技术近期得到了迅速发展。,MBR,膜技术煎有物理处理和生物处理的功能，在中水处理中的路线如下。,MBR,中水回用技术工艺设计,主要设计内容,1,、膜反应池大小,根据污泥负荷、污泥浓度和进出水,BOD,5,浓度来确定膜池的有效容积。,处理水量为,Q,，,MBR,池,BOD,容积负荷为,N,A,（一般在,2.0 kg BOD/m,3,/d,以下），池内污泥浓度为,X,（一般取,6000,10000mg/L,），流入膜生物反应池的,BOD,浓度为,C,0,，则需要的膜生物反应池的容积,V=C,0,Q,X,N,A,。,2选择膜元件,选择合适的膜通量 确定所需要的膜面积 根据单支元件的膜面积确定膜元件的数量,。,MBR,膜在运行过程中涉及反洗等操作，因此必须综合考虑水的利用率以及元件的停歇时间,；,同一膜生物反映器内应选同型号的膜组件。,MBR,中水回用技术工艺设计,3,、,MBR,产水系统,产水系统可采用连续运行或间歇运行两种不同的运行方式。,对于微污染源水或,MBR,池,MLSS,浓度低的系统可连续产水（方案二）,对于高,MLSS,的系统，可选用,抽吸与停抽,相结合的运行,方式,（方案一,，小区污水中水回用采用此方式,）,MBR,中水回用技术工艺设计,4,、,MBR,清洗系统,常见的清洗方式有反洗气洗系统、反洗加药系统、在线化学清洗系统,、（离线）化学清洗系统,。,日常采用的是,反洗,+,气洗,、,反洗,+,加药清洗,方式；,当膜受污染后，根据污染程度选择,化学加强反洗,(CEB),、,化学清洗,的方式。,反洗,+,气洗,MBR,中水回用技术工艺设计,4,、,MBR,清洗系统,常见的清洗方式有反洗气洗系统、反洗加药系统、在线化学清洗系统,、（离线）化学清洗系统,。,日常采用的是,反洗,+,气洗,、,反洗,+,加药清洗,方式；,当膜受污染后，根据污染程度选择,化学加强反洗,(CEB),、,化学清洗,的方式。,反洗,+,加药,MBR,中水回用技术工艺设计,结合有机物污染通过,碱洗,效果明显、盐结垢通过,酸洗,效果明显的原理，将化学加强反洗程序引入到,MBR,膜的运行过程中。通过类似于,低强度,的,化学清洗,的操作，将,MBR,膜的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。,化学加强反洗,(CEB),MBR,中水回用技术工艺设计,加药种类,化学药剂,加药浓度,酸,盐酸、柠檬酸、草酸,控制,pH在2.53.5之间,碱,氢氧化钠,0.02%0.05%氢氧化钠,氧化剂,次氯酸钠,0.05%0.1%次氯酸钠,推荐的,CEB,方式化学药剂及加药浓度,化学加强反洗,(CEB),当过滤进行较长的时间后，膜会收到一定程度的污染，化学清洗仅仅为了,去除,污染和污堵膜的物质。化学清洗的,频率,和操作的,条件,与进水的水质有关。通常情况下运行,1,3,个月或在相同的运行条件下透过膜的压差比初期上升的,0.5bar,以上时就应该进行化学清洗。由于膜污染较轻的时候进行化学清洗更为有效，及时定期进行化学清洗将使得系统的运行,更为稳定,。,化学清洗,MBR,中水回用技术工艺设计,化学清洗,污染物,化学药剂,浓度,清洗时间,有机物,次氯酸钠,(,浓度,10%),10005000mg/L,12h,有机物,氢氧化钠,pH12,1h,无机物,盐酸,0.1mol/L,12h,推荐的化学清洗药剂,MBR,中水回用技术工艺设计,5,、,曝气系统,曝气系统主要为膜生物反应池的微生物生长代谢提供氧气。,生物作用需氧量中,氧的主要作用,有：将一部分有机物氧化分解；对自身细胞的一部分物质进行自身氧化；对原水中的氨氮进行氧化。,6,、,自动控制系统,程控步续表中有停抽步骤，为降低或缓解运行中的膜污染，一般在运行的间歇设置一段停抽时间。在,MBR,中，抽停时间对于膜的污染状况影响很大，因此建议在运行过程中均设置一定时间的停抽，比如抽吸运行,10min,，停止,2min,等。但如果原水状况较好而且,MBR,池中膜区污泥浓度不高，可省去该步骤。,MBR,中水回用技术工艺设计,谢谢,!,