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MBR生物反应器的运行管理(中)

北极星水处理网  来源:治污者说    2020/7/27 9:29:22  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:MBR 膜生物反应器 活性污泥

北极星水处理网讯:MBR作为取代二沉池的膜生物反应器,它利用了膜的细微孔径在一定压力下实现的活性污泥的泥水分离,基本的原理是这样,但是要把这样的原理应用到实际生产中,还需要很多技术细节的实施。MBR在多年的发展中不断地改进和完善生产工艺,在实际生产中起到更加良好的泥水分离作用。

作为MBR膜在进行过滤模式中,主要的过滤方式有死端过滤和错流过滤,如下图所示:

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图中a为死端过滤,和化验室中进行的滤纸过滤的原理相同,但是很容易快速堵塞,而且膜的渗透速率会直线下降,直到彻底堵塞,渗透液完全不能通过MBR膜。而错流过滤会在膜渗透速率下降到一定程度后形成平台形式,但是不会影响浓缩液的回流,也同时也仍有一部分渗透液的继续通过MBR膜。在MBR的实际使用中,浓缩液和渗透液会通过两个途径从MBR池中抽升离开,也就是MBR的污泥回流泵和清水抽吸泵的作用。

随着活性污泥颗粒不断的堆积到MBR膜表面,就会造成MBR膜的堵塞,那如何保持膜表面的清洁呢?在MBR工艺中引入了膜擦洗风机,通过高强度的曝气对膜表面的堆积的活性污泥颗粒擦洗下来,保持MBR膜的通量。

2.png

下图使用平板的MBR膜来说明膜擦洗风机对MBR的运行中的清理作用,可以看到蓝色的空气泡从MBR膜表面对堆积的活性污泥的一个吹扫擦洗的作用,通过在MBR组件池中的高强度的曝气产生的空气泡,将MBR膜表面的膜堆积的活性污泥颗粒吹离MBR膜,从而恢复MBR膜的膜通量。

由于MBR是作为活性污泥法的一个组件,在运行中会受到活性污泥中的胶体、絮凝体、微生物的生物黏附污染,在MBR工艺中会有两种清洁过程:物理清洁和化学清洁。使用空气进行清洗的是物理清洁,但是要对MBR表面的微生物黏附的污染,就需要进行化学清洗。化学清洗通过在MBR模组池内投加化学药剂,通常为次氯酸钠、柠檬酸等,消杀MBR膜表面的微生物黏附,以消除因为微生物结垢导致的跨膜压差变大影响。化学清洗可以根据生物膜的生长程度进行在线清洗和离线浸泡清洗两种方式进行。在一些大型的MBR工厂中,要考虑在运行中,离线清洗对整个工艺流程和处理水量的影响,要做好充足的计算和准备。

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这就是MBR的生产运行的基本的原理,当然在实际的使用中还有更为复杂和精细的设备来保证MBR反应器的稳定运行,对于MBR膜的日常运行中,还需要了解一些关键的参数:

(1)膜通量:

膜通量是指物料(在MBR工艺中特指处理后的出水,)在单位时间通过单位膜面积的量,一般用J来表示,单位为m3/(m2·s),或者简化成m/s,有时也称为渗透速率或过滤速率。在实际的生产中,对厂内的MBR的膜通量进行观测和记录,是对MBR过滤效果的一个衡量,并以此来确定MBR膜出水量的大小,确定MBR是否需要进行清洗工序等。特别是在北方污水厂受温度影响较大的地区,要注意冬季温度对膜通量变化的影响,一般以20℃的膜通量为基准数值,对不同的温度下的膜通量可以通过公式计算:

J=J20×1.025(T-20)

其中J20为20℃下的膜通量,T为实际运行的水温。

通过公式可以看到,随着温度的降低到低于20℃以后,膜通量也会随之下降,反之则增加。在日常管理中的,特别是北方四季明显的地区,要考虑温度对MBR膜的膜通量的影响作用,在冬季期间采取合理的工艺管理措施。

(2)跨膜压差

在MBR膜过滤过程中,需要施加一个外力来使物料通过MBR膜,这个外界施加的驱动力是为了消除MBR内外的压力差,因此把它称为跨膜压差,用TMP来表示,单位是Pa。跨膜压差在实际运行中也反映了MBR膜的污堵程度,在运行跨膜压差越大,说明MBR膜表面堆积的活性污泥也就越多,需要进行膜冲洗的工序。

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这两个参数在MBR膜工艺运行中,是对膜的过滤能力的描述,在运行中,要注意收集这两个参数在日常运行中的变化,通过膜过滤能力的日常观测,建立在活性污泥的不同运行工况下膜过滤能力的变化,从而预判膜清洗成本,实现MBR膜的精细化管理。

但是在污水厂的实际运行中,作为工艺运行管理者,对MBR的技术细节和工艺细节可能没有办法深入的了解,污水厂的运行人员对MBR进行有效的运行管理需要做哪些内容呢?由于MBR是作为活性污泥法中的泥水分离的膜生物反应器,因此MBR膜的运行管理应结合活性污泥法的一些基本的原理来展开,MBR膜工艺运行的日常管理内容将在下一篇和大家详细交流。

延伸阅读:

MBR膜生物反应器的运行管理(上)

原标题:MBR生物反应器的运行管理(中)

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