一体化污水处理设备 MBR膜组件在设计和清洗方面的要点

MBR 属于微滤膜，是按能通过的颗粒物粒径来定义的，膜的堵塞问题是关键，一些易结垢、含油类物质和粘稠性物质较多的废水，一般不要采用 MBR 膜法处理。

MBR 膜法现在应用越来越广，要想在使用中尽量减少维护工作量，在设计阶段就需要注意以下问题：

一、不适合 MBR 膜法处理的废水类型

不适合 MBR 膜法处理的废水类型：乳化液 / 研磨液 / 淬火液 / 冷却液废水、表面活性剂废水、石油类废水、脂类废水（有预处理措施除外）。

二、 MBR 组件的设计

1 、 MBR 膜组件通常是把膜片拼装在一起形成一个膜组件，要注意的是，膜片与膜片之间间距要足够大，有效距离要大于 100mm （轴心距大于 140mm ），如果膜片本身膜丝密度大，则有效间距要适当放宽，这样做的目的是保持冲洗气流顺畅到达顶部膜丝，同时也减少膜丝之间的板结和截留物，减少膜组件的清洗频率。

平板膜的间距只要 60 ～ 80mm 就可以，太大的间距将导致 MBR 组件占用生化槽腔空间太大。

2 、膜片横向和竖向装都可以，具体取决于安装的空间。推荐使用竖向安装的方式。

横向装时，要使得膜丝保持微下垂，下垂幅度在 10mm 内，也就是说，在保证膜丝不受拉力的前提下，膜丝尽量直，这样膜丝和膜丝之间就不会留有太多的杂物。

3 、不要把膜组件设计的很大，因为太大的膜组件，在生化槽腔的安装密度就会大，同样的搅拌空气量对它来讲就会显得不足。

当 MBR 膜上积累很多包裹物的时候，就需要对膜进行喷洗，喷洗可用高压水枪或自来水，安装太密会很难冲洗到内层膜片。

4 、 建议单个膜组件处理量不要超过 1.5m³ /h 。

三、 MBR 腔曝气装置的设计要点

1 、 曝气装置可以固定在池底（需要做膜组件承托架和膜组件滑入导轨），也可以跟膜组件做在一起，曝气管的位置要做精心考虑，采用 DN20 穿孔管，每个膜片间隙对应一路穿孔管，曝气孔钻孔大小 Φ2.0mm ，钻孔间距 100mm ，相邻两路穿孔管钻孔位置交错穿插，孔口做单排垂直向上，不用担心沉降的污泥会对孔口产生堵塞。孔口做成双排斜向下的做法一般认为不可取。

2 、 曝气量的大小进行粗略估算，根据经验数字，按照气水比 24:1 即可（常规池深 3.5m ），

风机排风压头选型比 液位高0.01MPa=1m 。

风机出口设置泄气阀，泄气管口径全开能卸掉 70% 的空气量即可。

泄气口上加装消音器。

以上这套装置用来控制生化槽中的 DO 值以及保护风机。

3 、 每个膜组件曝气都设置单独的调节阀。

整个生化槽的充氧曝气要另外做单独的控制阀。

用微孔充氧曝气装置，确保能灵活调整搅拌空气量和充氧空气量。

4 、 MBR 池 DO 控制在 为2.5 ～ 5 之间，正常液位约为 3ppm ，在液位高低不同时， DO 也会有变化，不宜长时间超过 5.0ppm 。

四、 MBR 抽吸泵（自吸泵）的设计要点

1 、 有条件的情况下，尽量每个膜组件配 1 台泵，，在每个膜组件吸水管路上装透明流量计 , 这样方便观察判定每个膜组件的状态（压力和流量）。

也可以多个膜组件共一台泵。

2 、 抽吸泵尽量低于低 液位安装（即水泵倒灌安装），越低越好。

在膜组件正常状态下，靠自吸泵的虹吸也是可以出水的，如果 MBR 是池内安装是地下池，为确保倒灌安装，水泵可以做下沉地下机房，用以确保抽吸泵能倒灌安装有足够的倒灌吸程。

如果 MBR 为箱式设备地表安装，为确保倒灌安装，水泵做箱体侧壁外置安装即可，水泵吸水口低于 MBR 腔液位，确保抽吸泵能倒灌安装有足够的吸程。

要求水泵低于 MBR 的低 液位的倒灌安装，主要考虑的影响因素是跨膜压差，MBR 的各品牌规定略有不同，一般不宜高于 0.03Mpa=3m 。

在这里跨膜压差不一定等于真空表读数，还要看泵的进水口高度和生化池液位的高度差，如果真空表的读数为 0.03MPa=3m ，生化池液位比泵进水口高 1m （即水泵倒灌 1m ），那么此时的跨膜压差为 0.04MPa=4m 。即真空表的读数 + 倒灌 1m 的水柱压力 =0.03MPa=3m+ 水泵倒灌 1m =0.04MPa=4m 。

若泵安装位置高于生化池液位 1m ，则水泵为吸上式安装，吸上高度为 1m ，此时的跨膜压差只有 0.02MPa= 真空表的读数 0.03MPa=3m + 吸上 -1m 的水柱压力 =2m 。

公式：跨膜压差 = 真空表读数（取正） + （生化池液面高度 - 抽吸泵进水口高度）。

3 、 抽吸泵出口管路尽量要加装透明流量计和取样阀。

透明的流量计就可以直观的看到水质状态。

每个流量计前面或后面加调节阀，用来调节膜组件的出水量。

4 、 MBR 设备的电气控制

     MBR 抽吸泵（自吸泵）启停时间：

推荐抽吸泵启动运行 13min ，停泵 2min ，即水泵一个运行周期 T=13+2=15min 。

设置超压停泵电路，在电接点压力表压力超*，能停泵并报警。

控制电路上要设置抽吸泵与风机互锁联动电路，确保风机在停止状态时，抽吸泵不工作。

五、化学浸泡法清洗 MBR 组件的辅助清洗设备设计

1 、在有条件的情况下，尽量实现整个 MBR 膜组件的整组清洗。

请先前要求做好膜组件的出池入池定位（在 MBR 设备设计中就要确保膜组件在生化槽腔内具有定位设计，可以采用“一面两销定位设计”）， MBR 设备设计中，要确保水管、气管做方便拆卸的活连接设计（气管如果不与膜组件做在一起则气管不用考虑），而且这个活连接要经久耐用，建议用优质法兰连接或者采用 双由令球阀连接（由令指的是union ，活接的意思，即阀门两端是采用活接头连接）。

通常在膜组件的上方设置起重行车，行车起重量一般为 1t ，减轻膜组件吊装的劳动强度。

2 、 化学浸泡槽一般要做三个，槽的大小要膜组件放进去有较大余量，高度在淹没膜丝之后再留 500mm 的超高水位，每个浸泡槽要做好穿孔曝气管道及其保护平台。

浸泡槽总深度 = 池底平台高度 + 膜组件底部到 上层膜丝的高度+500mm 超高。

3 、三个浸泡槽边上要设置二个储液桶，其容量要大于浸泡槽的有效容积，用来将清洗药液重复利用。

4 、每个浸泡槽配套一台 FSB 耐腐蚀氟塑料泵，用来将药液从浸泡槽中移送到储液桶或排放。

5 、要考虑洗过之后的废液的处理方式， NaOH 可以当作药剂加入到系统中， NaClO 经过澄清处理直接排放或储存回用即可，柠檬酸可以慢慢投加到生化处理系统中。

6 、每个浸泡槽的搅拌空气量按照剧烈搅拌来设计，并安装有调节阀。

7 、浸泡槽要设有自来水加入管道，管道要粗，避免在自来水注水上浪费时间，注满时间以 10min 为宜，参考数据，在自来水压力 P=2~3Kgf/cm² 时， DN50 的自来水管流量 Q=18~22m³/h 。

8 、常用化学清洗药剂及浓度：

NaOH （用来杀菌和清洗掉有机污染物）：浓度 1%~2% ，浸泡时间 >2h ；

柠檬酸（用来除去无机结垢，没有则省略）：浓度 2% ，浸泡时间 >2h ；

NaClO （ 10% 液体，用来深度杀菌，恢复膜丝过滤功能）：浓度 5% ，浸泡时间 >2h ；

酒精（ 95% 工业级酒精）单片浸泡 2min ，用来恢复失水后的膜丝，未脱水则省略；

9 、清洗步骤：水冲洗 → 水浸洗 → 碱液浸洗 → 柠檬酸浸洗 →NaClO 浸洗 → 水冲洗 → 复位。

10 、注意，柠檬酸为有机酸，使用不受限制，但如果距离下次使用超过 1 个月，就会在储存过程中发霉变质，建议一次性使用。

11 、注意，每次清洗完需要检查膜丝断丝，对于断丝，要单根打结处理。

六、 MBR 膜组件的在线反冲洗

1 、 MBR 膜组件在线反冲水量约为正常过滤流量的 3~5 倍，压力不要超过 250KPa ，否则会对膜丝造成损坏。在线反冲洗的前提是采购的膜片支持在线反冲，不要膜片不支持反冲洗却做了反冲洗，造成膜丝孔径扩大。

2 、 MBR 的反冲洗跟传统意义的反冲洗的效果不同， MBR 的正常堵塞大部分是由微生物在膜丝内部的滋生繁殖引起的，而由颗粒物引起的硬堵塞占很小的分量，所以不要对在线反冲洗抱有太大希望。

长期使用，还是要采用化学清洗，才能确保 MBR 的使用寿命。

但在线反冲洗还是要加，用来应对非正常堵塞的情况，比如污泥状态恶化、 MBR 抽吸泵流量被误操作，调的很大或进入了微小颗粒物，引起了硬堵塞，反冲洗还是很有效果的。

3 、 MBR 膜组件的在线反冲洗由 PLC 自动控制，每天一次。

4 、 在有自来水水源的地方，反冲洗水可以用自来水，自来水末端装自来水过滤器，过滤精度需达到 50μm 。可以直接由自来水管路接入，不用装加压泵，但务必要装压力表和流量计。

5 、 没有自来水水源的地方，反冲洗水可以用经过 MBR 膜处理后的存在清水箱里的中水作为反冲洗水，此时要设置反冲洗泵（自吸泵），将清水箱里的中水打回 MBR 膜，反冲洗水泵流量 Q= 正常过滤流量的 3~5 倍 (m³/h) ，水泵扬程 H≤25m 。

七、 MBR 膜的品牌选用问题

目前， MBR 膜的质量进口和国产的差距还是很大的，虽然国产品牌通过增加膜丝数量、减少通量设计量也可以满足需要，但相应的问题不少。

价格方面，进口膜约为国产膜的 3 ～ 5 倍，在价格可以接受的前提下，尽量采用进口膜。

国产膜在保证足够的设计余量的前提下还是可以使用的，设计通量方面，一般国产膜厂家出厂的设计通量已经留了足够的余量，但通常设计人员还是要再增加余量，一般认为增加 50% 以上即可，不必增加太大余量。

市场上出现的平板膜，抗污染性能普遍优于丝状膜。

平板膜分为 PVDF 材质和 PTFE 材质，其中 PTFE 的抗污染性能强。

PTFE 目前只有进口产品，以日本的性能佳。推荐三菱和精工的膜片。

MBR 膜的设计通量参考供应商提供的数据。