MBR膜系统使用环境、安装调试和清洗注意事项

MBR又称膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。本文主要以设计、安装的角度出发，对MBR膜使用环境、安装调试、清洗方面做一下简单的介绍。

一、膜生物反应器（MBR）特点

膜生物反应器（Membrane Bioreactor，MBR）是把膜技术与污水处理中的生化反应结合起来的一门新兴技术，也称作膜分离活性污泥法。是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池的水处理技术。与传统的污水处理生物处理技术相比，MBR具有以下主要特点：

1、高效地进行固液分离，其分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用，实现了污水资源化。

2、膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，运行控制灵活稳定。

3、由于MBR将传统污水处理的曝氣池与二沉池合二为一，并取代了三级处理的全部工艺设施，因此可大幅减少占地面积，节省土建投资。

4、利于硝化细菌的截留和繁殖，系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷功能。

5、由于泥龄可以非常长，从而大大提高难降解有机物的降解效率。

6、反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，剩余污泥产量极低，由于泥龄可无限长，理论上可实现零污泥排放。

7、系统实现PLC控制，操作管理方便。

膜生物反应器由膜的使用状况不同分为内置式和外置式两种。内置式是将膜直接浸渍于生化反应池中，直接从膜元件中抽出净水，而外置式则是用泵将生物反应池的水通过膜组件进行错流过滤循环，得到洁净的透过水。

二、MBR膜使用环境

（一）原水条件

在膜生物反应器使用过程中，原水中的有机物、污染物的清除是通过微生物分解，膜组件主要起到分离生化原水和污泥的作用。

在处理水质比较复杂、污染物浓度高或活性菌难以降解的废水时需要对进水进行有效的生物降解，如水解酸化、厌氧等前处理，确保膜组件在使用过程中只起到泥水分离作用。通常事先需要进行小型运转试验进行确认。

（二）预处理

预处理的目的是除去可能给膜带来损伤的大的固态物，尤其是生活排水当中包含的大量细小纤维屑，毛发等微小纤维状物质和油脂类物质，通常在供给原水处设置一开孔小于1mm以下（建议0.5mm）回转式机械格栅。

MBR污水处理工程进水应设置格栅，进入膜池前应设置超细格栅，城镇污水预处理还应设沉砂池。

进水中含有毛发、织物纤维较多时，应设置毛发收集器或超细格栅。

进水中动植物油含量大于50mg/L，矿物油大于3mg/L时，应设置除油装置。

进水的BOD5/COD小于0.3时，宜采用水解酸化等预处理措施。

进水进入膜反应池之前，须去除尖锐颗粒等硬物。

进水的BOD5含量大于1500mg/L时，MBR系统宜设置厌氧池或缺氧池。

三、MBR膜组件调试以及产水

（一）MBR膜组件的调试

1、试清水：首先进行对膜组件进行气密性实验，气密性实验是检查膜组件是否在安装或是制作过程中存在泄露，用清水将膜池中加满水，然后按照膜丝完整性测试进行。若发现系统存在有泄压的地方，对其进行修补。

然后进行各个单机设备调试，电气控制系统进入手动操作模式，分别按下鼓风机、污水泵、产水泵、反洗泵等设备的控制开关，检查单机设备运行是否稳定，是否有不规则的杂音，是否达到设计的性能参数以及管道系统是否畅通，在调试单机设备时应同时调节其控制阀门，将各个单机设备的流量调节至设计值。在调节单机设备时尤其应该注意鼓风机的流量，在调节风机总流量的同时应该注意观察各个膜组件的分配情况，保证各个膜组件的均匀性。

当确认所有单机设备都具备正常开启条件后进行膜组件初始产水流量的测试。清水测试前对膜组件进行空曝气，空曝气是将膜表面的一些物质冲干净。曝气一段时间后开始清水的正常运行，对产水流量及相应压力进行记录。

2、试污水：污水在接触膜之前应该先进行污水处理的调试，当确认污泥具有良好的状态后方可进膜池，在污泥不具有良好状态前可采用类似SBR（SBR是序列间歇式活性污泥法，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术）的操作，采用虹吸等方式将上清液抽出。

当污泥具有良好抱团状态后可接触膜丝，此时污泥浓度可能比较低，当污泥浓度低于一定值时使生物处理时间加长，有机物去除时间相应变长，未反应的有机物吸附在膜表面造成污染。在污泥浓度过低时可通过减少膜产水量的方法产水，并对污泥进行累计。

（二）MBR膜产水

1、产水量设定：膜片在正常运转时，建议使用恒流操作方式。

过滤通量的设计根据不同水质，可设计在10-20L/㎡·h范围内。一般在对污水进行处理时，设计标准为10-12L/㎡·h。通量设计为平均值，实际运行时，由于是间歇式出水方式，故瞬间的膜出水量会比这个值大。

当处理的原水水质很差，如高浓度工业废水或是原水中难分解物质很多时，过滤通量的设计应相对降低，防止膜污堵的发生。

2、间歇出水的设定。膜片的产水方式一般采用间歇式。即膜片在负压下每工作近8分钟时，停止抽吸，让膜片产水停止2分钟，依次类推。但此时曝气系统依旧运行。空气流依旧在流动。这样在MBR运转过程中，积聚在膜表面的污泥物更易在气流的冲刷下脱落，以此达到清洗的目的减少膜片的污堵，延长膜片的使用寿命。

3、产水泵的设定：

（1）设定膜组器的运行频率，即泵间歇运行的开、停时间（如：出水8分钟，停止2分钟），由此计算出膜组器每天实际运行小时数；

（2）流量：膜系统设计流量÷每天实际运行小时数×安全系数（取值1.2～1.5）；

（3）吸程：应包括最大工作膜压+管路损失+高位差（膜区水面到水泵轴线或管道最高点距离）+水泵系统损失（2 m～3 m）。

每台产水泵可对应1～10个膜组器。4台产水泵（含）以下宜备用1台泵，4台以上时宜备用2台泵。

（三）MBR膜反洗

一般情况下，系统是否需要反洗，应根据原水水质及现场实际情况，经小试决定。当原水水质较差时，尤其在高濃度化工废水等水质条件下，建议每天对系统进行反洗。系统进行反洗时，反洗水量为产水量的1.5-2倍，反洗压力小于0.1MPa，反洗时间一般为1分钟。具体情况可根据现场实际情况进行调节。具体步骤为：（1）停止产水泵，从而停止过滤；

（2）关闭处理水管，并放置两分钟；

（3）继续曝气；

（4）开启排气阀，在管中进行排气；

（5）开启反洗泵，从产水口处注入产水或是自来水。边空曝边反冲洗1分钟；

（6）关闭反洗泵；

（7）以上操作结束后，打开产水管，开启产水泵，开始MBR的正常运转。

（四）MBR系统设计时应注意事项

（1）由于任何故障而导致鼓风机停止时，请停止出水。这是因为在丧失清洗效果的情况下进行过滤出水，在膜的表面极易堆积污泥的凝聚体和微粒子。

（2）在系统运行时能自动检查鼓风机故障，并在系统中安装自动停止出水功能的系统，尤其在鼓风机的皮带脱落时，需要采取对策。

（3）在产水泵停止转动时，由于虹吸作用和重力过滤等原理，有时仍会进行过滤。为了在产水泵停止时能完全停止过滤出水，建议在产水管设置止回阀。

（4）使用药液清洗膜组件，需要事先从注入管排出空气，因此要设置排气阀。

（5）安装地点在寒冷的地区应考虑管道的保温，在停止使用时应将管道排空。

（6）连接管道不应选用铁制品，因为清洗的时候会将管道中的污物冲到膜丝内，造成膜丝污染。

四、MBR膜的清洗

（一）加药反洗

清洗方法：

（1）停止产水泵；

（2）关闭出水管，并放置两分钟；

（3）停止曝气；

（4）开启排气阀，在管中进行排气；

（5）打开药液注入管，开启药液泵，从产水口注入药液，在30分钟内把药液注入到膜组件及相对应的管道内，并静置浸泡90分钟；

（6）打开曝气系统，空曝30分钟。此时不过滤；

（7）以上操作结束后，打开产水管，开启产水泵，开始MBR的正常运转。

（8）药液用0.1-0.2%的盐酸或500ppm-1000ppm的次氯酸钠溶液和0.05-0.1%氢氧化钠溶液。

（二）离线清洗

1、清洗方法

（1）从组件上卸下集水管、曝气装置等，在将膜组件从反应器中取出。

（2）用水枪冲洗膜组件，将膜纤维中夹带的污泥冲掉。

（3）将膜组件放到浸泡池中浸泡2-4小时。静置过程中间歇性曝气，每隔一个小时曝气约十分钟；药液的温度以30度为宜。

（4）浸渍结束后，从浸渍清洗槽中取出膜组件，用清水洗净携带的药液。

（5）清洗一般采用多种药剂，当一种药剂清洗结束后将组件取出，用清水冲掉残余药液，将浸泡池中药液更换，重复步骤3。

（6）将浸泡池中的水放出，并注入清水，持续空曝气一个小时。

（7）将膜组件返回到反应器中，接上曝气管、集水管，开始过滤。