北排集团在MBR应用中出现的主要问题及改进措施!
1、寿命期内处理水量衰减问题
1、问题成因:
1)膜污染逐渐累积,造成膜材料过水能力下降;
2)膜材料老化后亲水性下降,造成膜材料过水能力下降;
3)膜材料老化后机械强度下降,限制了膜擦洗强度和清洗药剂浓度,清洗效果下降。
2、改进措施
1)建立膜性能评价体系,实时跟踪监测,强化预判
第一步,利用透水率衰减法评估膜的使用极限。
第二步,对膜性能进行跟踪检测,掌握膜性能衰减情况。
第三步,在膜的使用极限寿命内,评估最经济膜寿命。
2)建立膜性能评价体系,实时跟踪监测,强化预判
在线监测与定期离线检测的膜检测体系,建立跟踪监测机制,全面掌握膜系统运行状态,形成大型MBR工程的技术保障系统。
3)建立与健全膜污染预警系统及应急预案,为系统提供安全可靠的保障
1)对进水进行检测,一旦发现含有能够产生急性膜堵塞的物质,立即报警,避免产生大范围严重的膜污染事件。
2)根据膜池运行参数,预测膜污染进程。在膜污染速度异常时发出预警,提示进行运行调整,延缓膜污染进程,减轻不可恢复性膜污染,保证膜的透水性。
4)建立与健全膜污染预警系统及应急预案,为系统提供安全可靠的保障
5)优化膜丝选择,考虑设计余量,提高系统抗污染性能
为了改善膜材料老化问题对运行的影响,北排集团从膜丝材料的选择入手,对市场主流的NIPS、NIPS+内衬、TIPS材质膜丝,在化学稳定性、耐磨损、耐压性等方面进行比选。最终确定使用3G-TIPS膜丝作为北排集团应用的主要膜丝品种。
北小河再生水厂一期MBR系统2014年5月开始换膜,8月完成全部更换工作。换膜后,系统产水性能大幅增加,截止目前未进行过离线人工清洗。每日高峰时段产水量3200m3/h,透膜压差一直保持在30Kpa一下,膜过滤性能良好。经取样检测,膜丝运行一年后,膜丝表面接触角未发生明显变化。
2、预处理效果难以满足膜系统运行要求
1、问题成因
北排集团运行的所有MBR项目都面临不同程度的纤维物质缠绕问题:
1)预处理拦截效率低,常规1mm膜格栅不能有效去除纤维;
2)纤维物质在MBR系统内无出路,存在逐年累积的情况;
3)离线人工清洗能够去除纤维,但是效率较低,且受气候限制。
2、改进措施
1)优化预处理设计,提高纤维去除率
北小河一期
北小河二期
北小河三期
2) 合理设备选型,提高拦截效率
合理选择膜格栅,可提高纤维物质的去除效率,减少进入MBR生物池的纤维物质总量。经过测试,该措施能增加20%左右的栅渣量。
3)定期离线人工清洗或建立旁滤系统,去除系统内积累的纤维物
北排集团各MBR项目每年1—2次离线清洗,去除堆积在膜元件上的纤维物质。
北小河一期项目更换膜组器的同时安装了生物池旁路过滤系统,纤维物质堆积问题大幅缓解。目前系统已稳定运行一年,未进行离线清洗。
3、膜污染的有效控制问题
1、问题成因
1)膜厂家的标准在线清洗设定与运行实际情况不配套,不能有效解决实际问题;
2)MBR系统用户缺乏自主修改在线清洗步序、参数的经验和技术手段。
2、改进措施
1)强化膜污染原因的跟踪分析,制定针对性的清洗方案
2)自主开发清洗程序,提高操作灵活性和清洗的有效性
(1)北排集团根据运行和清洗MBR的经验,通过大量清洗对比实验,自主编程开发MBR在线恢复性清洗自控程序。
(2)通过使用该程序,实现了运行人员在上位机界面可修改清洗步序和清洗参数,从而丰富了MBR用户的清洗手段,提高了清洗效率和可靠性。
4、同等条件下,投资、运营成本偏高
1、问题成因
MBR项目普遍存在投资高、运行成本偏高的问题。主要原因:
1)膜丝成本高,配套设备相对较多;
2)膜寿命相对较短,折旧费用偏高;系统运行时,膜擦洗气量需求大,电耗偏高。
2、改进措施
1)提高单位有效池容的过滤面积,降低建设成本
缩小单根膜丝直径,增大膜丝比表面积,在同样池容下提高过滤面积,节省系统占地。
2)优化膜材料选择,延长膜运行寿命
选择化学性能稳定、结构稳定,具有较强的耐碱、耐氧化性,同时兼具良好的机械性能,抗拉强度稳定的膜丝,其寿命可提高40%以上。
3)优化膜材料选择,延长膜运行寿命
选择化学性能稳定、结构稳定,具有较强的耐碱、耐氧化性,同时兼具良好的机械性能,抗拉强度稳定的膜丝,其寿命可提高40%以上。
3)改善系统设计,降低直接运营成本
合理设计膜组器形式,选用帘式膜,改变膜擦洗方式,通过周期性气量变化,改进膜擦洗效果,降低膜擦洗气量。北小河一期MBR系统改造后,膜擦洗气量降低25%左右,水处理电耗由0.92kWh/m3降至0.73kWh/m3。
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