1、久保田平板膜技術手冊3.1 MBR膜 MBR是膜生物反應器（Membrane Biological Reactor）的英文縮寫，是高效膜分離技術與活性污泥法相結合的新型污水處理技術，可用于有機物含量較高的市政或工業廢水處理。MBR膜生物反應器是整個垃圾滲濾液處理的最核心單元，其性能的好壞，直接影響著系統的處理出水。通過大量的滲濾液處理實踐，我方設計采用了性能和質量較為穩定的久保田平板液中膜生物物反應器處理單元。3.1.1 久保田平板液中膜結構 單片液中膜由濾板，膜墊，薄膜層，取水口組成。 濾板由外框架和內支撐組成。濾板主要是對附著在表面的膜墊和薄膜層起支撐作用。 用于市政污水處理的濾板主要有兩

2、種尺寸。一種是1000mm×500m，另一種是 1600mm×500m。濾板中的內支撐上有水流溝槽，可以使得過濾后的水能夠自由地在其中流動。 膜墊是薄膜過濾層的物理支撐。在濾板的兩面均緊密地附著有膜墊。 薄膜層的材料為聚氯乙烯，薄膜層均勻地附著在膜墊的表面。 取水口是最終處理后水的出口。 過濾后的水經過濾板內支撐上的水流溝槽，在水力壓力或外部抽吸力的作用下流出。 3.1.2 久保田平板液中膜的主要技術指標 液中膜平均孔徑： 0.4um （屬于微濾膜，MF） 單片膜的有效過濾面積： EK型尺寸：1000mm×490mm 有效過濾面積：0.80 m2 EW型尺寸：16

3、00mm×500mm 有效過濾面積：1.25 m2膜 通 量： 0.4 0.8 m3/d/m2 曝氣風量： 7 L/min/片運行方式： 8:2或9:1循環污泥量： 進水2-3倍MLSS： 1500020000 mg/L清洗壓降： >2 mH2O3.1.3 久保田平板液中膜組件的構成如右圖所示，液中膜組件由膜框架，膜支架（液中膜）曝氣框架，曝氣管，軟管，集水管組成。膜支架即為液中膜。每個液中膜組件中可以安裝最多 200片膜支架。膜框架是用來支撐膜支架的，一般用不銹鋼材料制成。 曝氣框架位于膜框架的下部，為鼓風氣泡提供上升通道。 曝氣管。外部鼓風機的空氣通過管道首先送至曝氣管的主

4、管（下部較粗的管道） ，再通過主管分配至曝氣支管。曝氣支管上有散氣孔，空氣通過曝氣孔，經過曝氣框架，吹入膜框架的空隙之間，防止膜堵塞。 軟管和集水管。每個膜框架的出水口與出水軟管相連接，出水軟管的水再匯集至集水管，最終流入集水池。 3.1.4 久保田平板液中膜過濾機理3.1.4.1 物理過濾原理 如右圖所示，液中膜浸沒在污水中。污水在兩片液中膜之間流動，清潔的水在壓力或外部抽吸力的作用下流入液中膜的濾板內，再通過液中膜的取水口流出至集水池，從而達到固液分離的作用。膜表面聚集的污泥，在鼓風氣泡剪切力的作用下，脫離膜表面，從而使膜的固液分離能力持續保持。 3.1.4.2 生物過濾原理 久寶田的平板

5、液中膜除了具有普通膜的物理過濾原理外，在實際運行中，在液中膜的薄膜層外，會均勻地生長一層致密的生物膜。這層生物膜對固液分離的貢獻極大。大部分固體顆粒實際上是被這層生物膜截留。生物膜的過濾極大地減緩了物理膜的污染速度，久寶田液中膜可以運行數個月不清洗，主要是因為有了生物膜的緣故。 3.1.5 久保田平板液中膜的膜清洗 與其它中空膜的清洗不同，久寶田液中膜的清洗為靜壓沖洗，即無需將膜組件從膜池中提出，直接在膜池內清洗。 清洗時，一般采用次氯酸鈉（0.5%濃度）和草酸（0.5濃度）兩種藥液，分兩次清洗。清洗前，首先關閉抽吸泵和鼓風機。將藥液通過安裝在膜組件上部的進藥口緩緩注入膜組件中，注入藥液的量要

6、按照操作說明書給出的量控制，一般每片膜，每種藥劑的用量約3L左右。 注入藥液后，靜止浸泡 1.5 小時左右，然后，用抽吸泵將藥液排出，再注入另一種藥劑，再靜止浸泡 1.5 小時左右，然后，再用抽吸泵將藥液排出。整個清洗過程持續 45 小時。液中膜清洗后，95以上的膜污染將被清除。 剛剛清洗后，由于在線清洗時對膜表面生物膜的破壞，膜的過濾能力將降低，需要恢復 612 小時。在恢復期間，膜的運行與正常運行時完全相同，只是流量需要控制。開始時的通量應降至正常運行的 50以下，以后逐漸升高，直至完全正常為止。 3.1.6 平板模 MBR工藝與中空纖維膜MBR工藝的比較 MBR工藝是以膜處理設備為核心，

7、通過生物處理過程，達到高質量污水處理的技術。目前，MBR工藝中采用的膜處理設備主要有兩種，一種是以日本久保田， 日本東麗公司為代表的平板膜設備， 另一種是以美國GE公司 （ZENON） ，德國西門子公司（US Filter Memcor），日本三菱公司為代表的中空膜設備。 按生產時間和應用業績比較，世界上 MBR工藝采用最多的是日本久保田公司，其次是美國GE公司（ZENON）。 按膜的物理過濾能力分類，久保田的平板模屬于微濾膜（MF），平均過濾孔徑為0.4 微米，而 ZENON的中空膜屬于超濾膜（UF），平均過濾孔徑為 0.04微米。如果僅以物理方式進行過濾，超濾膜的物理過濾能力要比微濾膜的過

8、濾能力大。其他US Filter 和三菱的中空膜亦屬于微濾膜，與久保田的平板膜的物理過濾能力相同。平板膜與中空纖維膜的性能對比項 目久保田平板模中空纖維膜物理膜孔徑微濾(MF)微濾(MF)，超濾(UF)用 途MBR ONLYMBR，給水過濾，二沉水過濾處理機理主要靠生物膜，其次物理膜主要靠物理膜污泥濃度15000-20000 mg/L8000-15000 mg/L生物反應池池容小大膜設備體積大小過膜壓差小，抽吸能耗小，可以靠重力流大，抽吸能耗大，不能依靠重力流耐久性10年以上，且單張膜可修復5-8年，不可修復定期沖洗4-6 個月4-6 個月定期沖洗形式無需提出，池內清洗需要提出，池外沖洗日常清

9、洗不需要需要日常沖洗用水不需要有些需要納濾膜過濾水自動化水平要求低高污泥產量低，無需濃縮池高，仍需濃縮池進口格柵3mm，通量大，設備少，BOD去除率低1mm，通量小，設備多，BOD去除率高能 耗最低，清洗空氣量最小較高，清洗空氣量高膜組建成本國外廠家重最低較高出水水質優于一級A優于一級A3.1.7 生物膜過濾機理 在膜的固液分離過程中，膜的表面會形成一層非常薄的生物膜，這層生物膜同樣具有過濾能力。由于久保田平板膜的表面物理性質，在實際運行中，在平板模的表面會形成一層幾微米厚的，非常均勻的生物膜。這層生物膜其實是平板模的過濾主力。大部分的懸浮固體是被生物膜截流的，而不是靠物理膜截流的。這種特殊的

10、過濾機理，使得久保田的平板膜在運行時污染非常緩慢，平日運行時，無需反沖洗，固定的沖洗周期（徹底清洗）也比較長，可達 6個月以上。 中空膜在固液分離過程中，膜的表面也會形成一層非常薄的生物膜。但由于中空膜的密度很高，空氣吹洗時，膜管相互之間會有碰撞，會破壞其表面的生物膜。因此，中空膜主要依靠物理膜的過濾能力進行過濾，膜的污染速度較快，一般幾天，或幾個小時就需要反沖洗一次。雖然每次反沖洗的時間不長，但反沖洗過程中，會進一步破壞附著在膜表面的生物膜，使生物膜的生長更加不可能。由于僅靠物理膜進行過濾，中空膜的固定反沖洗周期比平板模要短，一般 3 個月左右即需要進行徹底清洗。 3.1.8 生物反應池的

11、MLSS濃度 由于平板膜采用了生物膜過濾機理，并且日常運行中可以不反沖洗，平板模 MBR的生物池中 MLSS濃度可以達到很高的濃度，設計的MBR池的MLSS濃度為15000mg/L20000mg/L，實際運行中有24000 mg./L和33000mg/L的運行實例。而中空膜由于僅靠物理膜過濾，其MLSS濃度不易過高，通常掌握在8000mg/L左右（ZENON）。MLSS的大規模提高可以大大縮小生物池的容積，因此， 久保田MBR生物池的容積要比其他中空膜MBR生物池的容積小的多（約1/2）。 3.1.9 過膜壓差 所謂過膜壓差，是指水在通過膜時的水頭損失。由于平板模主要靠生物膜過濾懸浮顆粒，而生

12、物膜在沖洗空氣的作用下不斷的更新，始終保持幾個微米的厚度。故平板模運行中的過膜壓差很小，一般在 0.21.8 米水柱之間。中空膜主要靠物理膜過濾，膜的污染很快，過膜壓差增加的也很快。一般中空膜的過膜壓差在 210 米水柱之間。過膜壓差增大意味著抽吸壓力的增加，意味著出水能耗的增加。 由于平板模的過膜壓差很小，一些應用中僅靠重力即可達到自流出水，大大節約了能源消耗。久保田 MBR 在美國的上百個應用中有一半是靠重力流過濾的。 3.1.10 使用壽命 目前國外著名廠家生產的膜的壽命均可達到 58 年，久保田平板模更有10年以上使用不更換膜的實例。 國內著名廠家的中空膜壽命目前只能達到3年。 久保田

13、平板模 5 年內膜的損壞率只有 1以下。久保田膜的損壞原因主要為硬物刮損和反沖壓力過高時焊縫撕裂。久保田膜組件是由一張張膜組成的，單張膜損壞可以獨立更換，無需整個組件更換。 中空膜組件的損壞主要是由于膜長期運行時膜管的變形（伸長），纖維的纏繞，膜管與出水口連接處脫落等。由于中空膜很細，人工修復十分困難，因此，當中空膜的膜管有 510損壞時，整個膜組件就需要更換。 3.1.11 膜沖洗 無論是平板模還是中空膜，在運行了一段時間，過膜壓差很高（膜污染很嚴重）時，均需要徹底清洗。久保田平板模的清洗為就地清洗，即膜組件不吊出膜池，直接在膜池內清洗。一次清洗的時間不超過 4 小時。清洗后可立即恢復過濾。 一般中空膜的清洗需要將整個膜組件吊出膜池，在池外檢查和清洗，一次清洗要持續較長的時間（12 天） ，對生產運行影響較大。為了膜清洗，需要配置專用的起吊設備和清洗池。 3.1.12 日常維護 久保田平板模 MBR的日常維護工作量極小，且要求的自動化水平較低，基本屬于無人值守。日常操作包括每天一次的曝氣管強制泄氣，每