CECS1522003_一体式膜生物反应器污水处理应用技术规程 30页

夏CECS152.2003中国工程建设标准化协会标准一体式膜生物反应器污水处理应用技术规程Tec七川calspecificationforapplicationofintegrativesubmergedm.embranebioreactorforwastewatertreatment\n中国工程建设标准化协会标准一体式膜生物反应器污水处理应用技术规程TechnicalspecificationforapplicationofintegrativesubmergedmembranebioreactorforwastewatertreatmentCECS152:2003主编单位:北京碧水源科技发展有限公司北京中关村国际环保产业促进中心批准单位中国工程建设标准化协会施行日期:2003年10月1日\n月」舀一体式膜生物反应器是一种将生物处理技术与膜分离技术相结合的高效污水处理装置。为r规范这种装置的应用，根据(2002)建标协字第12号文《中国工程建设标准化协会2002年第一批标准制、修订项目计划》的要求，制定本规程。本规程共有6章12节，规定了一体式膜生物反应器污水处理装置的设计、调试、验收、系统运行和维护等的技术要求，适用于该装置进行污水处理和网用等的工艺设计、安装、调试及运行管理根据国家计委计标「1986]1649号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》的要求，现批准协会标准《一体式膜生物反应器污水处理应用技术规程》，编号为CECS152，2003，推荐给工程设计、施工、使用单位使用。本规程由中国工程建设标准化协会建筑与市政工程产品应用分会归日管理，由北京中关村国际环保产业促进中心(北京市海淀区苏州街丙78号，邮编100080)负责解释在使用中如发现需要修改或补充之处，请将意见和资料径寄解释单位。主编单位:北京碧水源科技发展有限公司北京中关村国际环保产业促进中心参编单位:北京市环境保护科学研究院清华大学环境科学与工程系主要起草人:马世豪徐云文剑平黄霞何星海杨建洲高沛梁辉陈亦立李桂平王彤李万金中国工程建设标准化协会2003年8月12日\n目次总则(1)术语、符号和代号(2)2.1术语二“’‘(2)2.2符号和代号(2)3处理系统设计(4)基本构成(4)32工艺参数(4)3.3膜材料选择和反应器设计要求(5)3.4处理系统设置(6)4系统的调试(8)4.1调试(8)4.2活性污泥的培养驯化‘(B)5验收(10)6系统的运行和维护(11)6.1运行··⋯⋯”““‘(11)膜组件维护(12)膜的化学清洗(12)6.4膜更换(12)本规程用词说明(13)附:条文说明(15)\n1总则1.0.1为了促进一体式膜生物反应器污水处理装置(以下简称反应器)在污水处理和回用方面的开发和应用，提高污水处理和回用的效率，使反应器的设计、应用符合适用、高效、经济、安全等要求，制定本规程1.0.2本规程适用于以中空纤维膜组件构成的内置式膜生物反应器处理污水和污水回用的设备设计、安装、应用及运行管理。对采用平板式膜组件和管式膜组件构成的反应器，也可参照执行。1.0.3采用反应器进行污水处理和回用时，反应器必须根据原水水质、水量和处理要求确定。污水在进人反应器前应进行必要的预处理。反应器的出水水质应达到相应的国家污水排放标准和回用水水质标准的要求。1.0.4反应器处理工艺的设计，除应遵守本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。\n2术语、符号和代号2.1术语2.1.1膜分离技术membraneseparationtechnology利用膜的选择透过性进行分离或浓缩的技术。一体式膜生物反应器通常使用中空纤维有机高分子微滤膜，孔径。.1-0.4pm.2.1.2膜生物反应器membranebioreactor将生物处理技术和膜分离技术相结合的一种高效处理装置。按膜组件的设置可分为一体式和分体式两种类型:一体式膜生物反应器是将膜组件置于生物反应器内部的浸没式膜生物反应器;分体式膜生物反应器是将膜组件置于生物反应器外部。2.1.3膜组件membranemodule按一定的技术要求，由膜(板式膜、管式膜或中空纤维式膜)组成的分离元件。中空纤维式膜组件是将数百根或更多根中空纤维膜组成的纤维束，两端用环氧树脂粘结在可收集净化水的集合管上而构成2.1.4膜处理单元membranetreatmentunit由一个或数个膜组件以某种形式组装成的基本处理单元。其中包括膜组件、出水管、固定支架等。2.2符号和代号2.2.1符号V一一反应器的有效容积;Q~反应器的设计处理水流量;F—反应器的BOD污泥负荷;X-一反应器内混合液悬浮固体的平均浓度;\nF—反应器内BO1)容积负荷;0-需要的氧气量;L,—去除的BOD浓度;a氧化每千克BOD的需氧量;石污泥自身氧化的需氧率;dX—产生的剩余污泥量;Y-氧化每千克BOD所产生的污泥量;K,—污泥自氧化速率。2.2.2代号SMBR—一体式膜生物反应器;BOD-—生物化学需氧量;COD-化学需氧量;MLSS混合液浓度;VSS—挥发固体;SS悬浮物;HRT—水力停留时间;TN—总氮量;TP—总磷量。\n3处理系统设计3.1基本构成3.1.1处理系统应由膜组件、生物反应池、供气系统、控制系统、进出水管路、在线清洗系统等构成。(图3.1.1),}控制蒸统}清水池调节池{进水泵膜生物反应器出水泵一图3.1.1处理系统的基本构成3.2工艺参数3.2.1反应器的容积可按污泥负荷或容积负荷计算确定3.2.2反应器装置内必须保证一定的活性污泥浓度和水力停留时间。平均停留时间应根据原水水质和处理要求设计确定。3.2.3反应器处理污水的设计参数应由试验确定。在无试验数据时，可按表3.2.3选取。裹3.2.3一体式膜生物反应器处理污水的设计参数\n续衰3.2.33.2.4反应器的生物好氧反应所需的供气量可根据活性污泥法按下列公式计算:0=-QL,+bVX(3.2.4)式中〔)-一日平均需氧量(kgO,/d);Q设计处理水流量(m'/d);L,—去除的BOD浓度(kg/m');a氧化每千克BOD的需氧量(kgO,/kgBOD)，可取0.42-1.0;b—污泥自身氧化的需氧率(1/d)，可取。.11-0.188;V—反应器的有效容积(m');X—反应器内混合液悬浮固体的平均浓度(kg/m'),3.2.5反应器膜表面清洗所需的空气量，应由位于膜组件下部的曝气管产生的向上水和空气流清除膜表面污染物的试验确定。3.2.6反应器的剩余污泥量可按下列公式计算:}X=YQL,一KEVX(3.2.6)式中AX—产生的剩余污泥量(kg/d);Y氧化每千克BOD所产生的污泥量，可取。.4-0.8;K,—污泥自氧化速率(1/d)，可取0.04^-0.075,3.3膜材料选择和反应器设计要求3.3.1反应器采用的膜及其膜组件应耐污染和耐腐蚀，使用寿命应在2年以上。\n3.3.2膜的工作水通量宜大于1OL/m'·h。有效膜面积应根据处理水量和所采用膜的通量计算，并增加10%^-20环的富裕量。3.3.3膜组件的结构应简单，便于安装、清洗和检修。3.3.4膜组件可采用水泵抽吸负压出水，也可利用静水压力自流出水，但应保持出水流量相对稳定。3.3.5反应器内的水流循环通道应合理设计。处理水的流向形成通过膜组件的向上流循环，膜组件宜设置在相应的位置。3.3.6反应器应设置进水口、溢水管、排泥管和液位计等，定期排放剩余污泥。3.3.7膜组件的出水管应设置化学清洗用的清洗液接口。3.4处理系统设f3.4.1应根据原水水质和处理要求等具体情况，设计或选择处理工艺、反应器的型号规格和配套设施。当采用反应器进行污水处理和中水回用时，典型的工艺流程如下:污水“格栅”调节池~膜生物反应器”(消毒)清水池~排放或回用3.4.2处理系统宜由预处理装置、膜生物反应器、后处理装置、清水池和控制装置等单元组成。预处理装置和后处理装置应根据污水水质和出水水质要求选择设置。3.4.3预处理装置宜由格栅和进水调节池组成。3.4.4当调节池进水的油脂含量大于50mg/L时，应设置除油装置。3.4.5当调节池进水的BOD含量大于1500mg/I时，可设置厌氧或缺氧污水预处理工艺，经过预处理的污水再进人反应器。3.4.6当对出水的氨氮或总氮有严格限制时，反应器应具有脱氮功能。可采用间歇曝气工艺或设置脱氮区。3.4.7当对出水的除嗅或脱色有严格要求时，后处理装置应具有除嗅或脱色功能。可采用活性炭或化学氧化处理工艺。\n3.4.8当对出水的灭菌或消毒有专门要求时，可采用抓化、紫外线或臭氧的消毒工艺。3.4.，系统控制装置应具有手动和自动两种方式。面板上应设有水池液位和电磁阀、风机、水泵等运行状态的显示器，以及表示膜是否堵塞的信号灯或图标。3.4.10整套设备系统的控制，可采用可编程序控制器(PLC)自动控制加触摸面板操作，也可仅由可编程序控制器(PLC)自动控制加面板按钮操作。3.4.11系统应设置水位和事故等声光指示和报警装置。\n4系统的调试4.1调试4.1.1膜处理装置在正式运行前必须进行系统调试。调试可按下列步骤进行:1系统空车调试。先检查各种设备的安装是否符合设计要求，特别是曝气池中的膜组件安装是否符合设计要求以及曝气管是否在同一个高程上，其误差不得超过设计规定值。然后按照设备说明书的规定，对各种设备进行空车调试，达到要求后方可转人下一步。2清水联动试车。试车前应检查反应器池水位高度是否满足设计要求，观察反应器系统自动控制和其他机械设备的运行状况。清水联动试车时，水温应大于40C,(1)启动设备。应在做好启动准备后进行。操作前应在开关处悬挂指示牌。操作人员启闭电器开关，应按电工操作规程执行。(2)膜组件出水手动试运行。当反应池内水达到中水位时，手动开启出水泵并调节出水阀门，观察出水泵进口处压力和出水口流量的变化。调节出水量至膜片设计清水最大出水量。(3)系统自动控制运行调试。当系统进人自动运行状态时，系统自动完成进水、曝气、出水、消毒等程序，然后进行带负荷调试运行直至达到设计要求。4.2活性污泥的培养驯化4.2.1活性污泥的培养和驯化，可分为间歇式和连续式两阶段进行:8\n1间歇培养:在反应器内接种一定量的活性污泥，开启鼓风机曝气，控制溶解氧在适当范围内，随时检测溶解氧,pH值、MLSS和用显微镜观察生物相变化。间歇培养数日。2连续培养:当反应池内有一定量的活性污泥时可连续培养。连续培养数日，当活性污泥达到一定浓度后可转人正常运行。\n5验收5.0.1验收可分为膜组件验收、设备验收和处理系统验收3类。5.0.2膜组件验收应在反应器组装前进行。先检验膜组件的规格尺寸是否符合设计要求，然后做清水试验。检验时应记录膜组件的基本性能参数，检验合格后方可进行反应器装配。5.0.3反应器设备验收应按设备标准和有关标准的规定进行，并应符合下列技术要求:1反应器应按批准的图纸和技术文件制造;2反应器的材料、外购件等应有供应厂的合格证明。无合格证的，制造厂应在检验合格后使用;3所有的零、部件应在检验合格后进行装配;4焊接件的各部分焊缝应平整、光滑，不应有裂缝、未融合、未焊透等缺陷;5反应器应实现自动控制，各种仪表应安全可靠;‘电源相线、中线与地线之间的绝缘电阻应大于2MO，控制按键应灵活可靠;7泄漏电流不应大于5mA,5.0.4污水处理系统验收应按设计要求或国家现行有关标准的规定进行。处理出水水质应达到设计要求和有关标准的规定。\n6系统的运行和维护6.1运行6.1.1反应器可连续进水，应间歇出水。出水运行时间宜占总时间的80%-90%e6.1.2处理系统自动运行时应具有下列功能(图3.1.1>,1调节池低水位时进水泵自动停止，高水位时恢复运行。2反应池低水位时出水泵自动停止，高水位时恢复运行。3清水池低水位时供水泵自动停止，高水位时恢复运行。4膜堵塞造成出水泵吸水管负压上升达到。.04MPa时报警，且出水泵自动停止。5自动进行周期性出水，自动进行膜清洗。6.1.3手动运行时应按操作规程依次开启设备按钮开关。先启动进水泵，再开启鼓风机;反应池水位正常后，再启动出水泵。6.1.4出水泵应根据进水量变化和工艺运行情况调节水量。当环境温度低于。℃，且出水泵长期不使用时，必须放空泵壳内的存水。6.1.5当鼓风机长期不使用时，应关闭进、出气闸阀和冷却系统，并将系统内存水放空。鼓风机的冷却、润滑系统应定期检修与清洗。6.1.6反应器应通过调节污泥负荷、污泥龄或污泥浓度等方式进行工艺控制。应每年放空并清理生物处理池一次，清通曝气管，检修各种装置。6.1.7日常分析测定的项目应包括:进出水的pH值、COD,SS,氨氮和污泥浓度、污泥指数等。测定应采用标准方法。u\n‘.2膜组件维护6.2.1反应器运行时应保持一定的活性污泥浓度应在反应器运行基本稳定后开始膜的出水运行。6.2.2必须保持使膜面有良好水力冲刷作用的曝气量。6.2.3应保持操作条件稳定，以减少膜污染。6.2.4运行时，吸水管负压应保持在第6.1.2条第4款规定的范围内，保证设计出水量。如出水量下降超过设计值或吸水管负压超过指定范围，则应对系统进行化学清洗。6.3膜的化学清洗6.3.1当膜污染严重而无法恢复设计出水量时，必须进行化学清洗。6.3.2化学清洗应由专业人员进行。化学清洗药剂可采用次氯酸钠或氢氧化钠和盐酸。6.4膜更换、6.4.1当膜的运行时间达到规定的使用寿命或在使用中造成损坏，化学清洗不能恢复其功能时，应对膜进行更换。6.4.2膜更换应由专业人员或生产厂家进行。6.4.3新膜投人运行前，应按要求进行调试和验收。\n本规程用词说明一、为便于执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下:1表示很严格，非这样做不可的:正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”2表示严格，在正常情况下均应这样做的:正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”。3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”或“可”;反面词采用“不宜”。二、条文中指定应按其他有关标推执行时，写法为“应符合⋯⋯的规定”。非必须按所指定的标准执行时，写法为“可参照⋯⋯执行”·\n中国工程建设标准化协会标准一体式膜生物反应器污水处理应用技术规程CECS152:2003条文说明\n次总则(Is)处理系统设计(2l)系统的调试(zs)验收(28)系统的运行和维护czs)\nt总则1.0.1水污染与水资源短缺是21世纪面临的重大国际环境问题。污水再生回用是保护环境和解决水资源短缺的重要途径之一。以生物技术和膜技术结合开发的膜生物反应器是实现污水资源化的一项最新技术成果，并已经在生活污水处理、中水回用和高浓度有机废水处理与回用等方面得以成功应用。尤其是一体式膜生物反应器(以下简称反应器，英文缩写为SMBR)具有占地面积小、处理效率高、出水水质好、运行稳定等优点，应用较广，技术较为成熟。为了规范一体式膜生物反应器污水处理装置的设计、安装及运行管理，推动这一技术的健康发展，提高污水处理的效率，加强污水资源化利用，特制定本规程。1.0.2本规程适用于采用一体式膜生物反应器处理污水和污水资源化利用方面的设备设计、安装、应用及运行管理。膜生物反应器所采用的膜形式不同，生物反应器的组装结构各异，按膜材料形式可分为板式、管式和中空纤维式;按结构可分为分体式(外置式)和一体式(内置式)。本规程适用于由中空纤维膜组件构成的内置式膜生物反应器。对由平板式膜组件和管式膜组件构成的内置式反应器也可参照执行。一体式膜生物反应器的突出优点之一是:通过膜分离过程实现固液分离，提高生物反应器中活性污泥浓度和处理效率，改善了出水水质。在污水处理工艺中可以代替常规的二级生物处理或深度处理系统的二次沉淀池、过滤等过程。一体式膜生物反应器另一特点是:处理工艺简单，用地省、运行稳定等，可用于各种高浓度有机工业废水的处理回用、生活污水处理资源化工程和中水回用工程。可达到较佳的治污节水、降低19\n能耗的经济效益和环境效益。1.0.3一体式膜生物反应器在污水处理工艺中是一个独立的处理单元和主体设备(或构筑物)，其设计或选型必须根据原水水质、水量和处理要求确定。污水在进人反应器前应进行必要的预处理，以符合反应器进水水质要求，如格栅、除油、沉砂等处理。反应器的出水水质必须达到相应的污水排放标准和回用水水质标准的要求，如国家和地方的水污染物排放标准、回用水水质标准、工业用水水质标准等。1.0.4相关的标准有:《建筑给水排水设计规范》GB50015,《建筑中水设计规范》GB50336J医院污水处理设计规程)7CECS07等。\n3处理系统设计3.1.1反应器单体设备主要由生物反应池和置于池内的膜组件构成。其辅助设施有:供气系统、控制系统、进出水管路、在线清洗系统等。根据所采用的膜组件形式及设备要求，反应器单体设备可设计成不同的形式，如圆形、方形或长方形。3.2.1本条规定了反应池容积设计。生物反应池的容积设计可参照活性污泥法，结合反应器的污泥负荷或容积负荷参数计算。池容按污泥负荷计算时可采用下列公式:24L;Qv=孟一二lvuurwww池容按容积负荷计算时可采用下列公式:24L;Q1000F}式中V一一反应器的有效答积(m');L;—反应器进水的BOD(mg/L);Q反应器的设计处理水流量(m'/h);Fw一一反应器的BOD污泥负荷(kg/kg·d);Nw—一反应器内污泥平均浓度MLSS(g/L);Fv—反应器内BOD容积负荷(kg/m'·d).3.2.2本条规定了水力停留时间。在池内必须保证一定的水力停留时间。平均停留时间应根据原水水质和处理要求设计确定。3.2.3本条规定了工艺参数的选取。膜生物反应器污水处理设计的数据应由试验确定。膜生物反应器不同于一般活性污泥法的特点之一是反应池中的污泥浓度高，可达到8000-20000mgMLSS/L,21\n因此，其容积负荷较高，而相应的污泥负荷较低，泥龄较长。可参照表1设计。表1膜生物反应盆污水处理设计今数举例:某住宅小区日排生活污水100m'/d，污水经化粪池后其水质为COD400mg/L,BOD250mg/L,SS100mg/1_。处理后出水用于冲厕和绿化，要求达到生活杂用水水质标准(BOD<10mg/L)。试计算处理池的容积。按容积负荷计算:取Fv=0.5v一24LQ一24X250X100/24一50m'1UUU厂v入U.勺根据国内外资料，反应器对生活污水、综合污水、医院污水、部分工业废水的处理工艺参数和效果如下:1.生活杂排水的中水处理(表2，表3)襄2处理甚本今数污泥产公项目H(Rh)T气水比(Mg/L-S'S)(kg/kgBOD)工艺参数>2h>15.1>1000<0.6\n衰3原水水质及处理效果粪大肠菌群数项目(mCOg/DL)(mg/I,)BOD(m5g5/L)〔裴)个/L原水20010015020>10,处理出水<40<5<5<5<3去除率(%)8095987599.9992.生活污水的处理(表4，表5)反应器处理生活污水的典型工艺流程如下:污水一格栅、调节池、膜生物反应器~清水池(消毒)一达标排放或回用表4处理甚本参傲污泥产量项目H(Rh)T气水比(Mg/L.S,S)(kg/kgBOD)工艺参致>4h>25，1>4000<0.6衰5原水水质及处理效果BOD氛氮粪大肠菌群数项目55、(mCOg/D1.)(.g/L)(mg/L)(mg/L)个/L原水40020025040>100处理出水<50<5<5<5<3去除率(写)8897.59987.599.9993.综合污水的处理(表6、表7)裹‘处理甚本参数污泥产量项目14(RhT)气水比(Mg/L.SS,)(kg/kgBOD)工艺参数>4h>2511>4000<0623\n表7原水水质及处理效果粪大肠菌群数项目(mCOg/DL)(默)(mSg3/L)氨氮(mg/L)个/L原水40020025040>10,处理出水<50<5<5<5<3去除率(%)8g97.59s87.599.9994.医院污水的处理(表S、表9)反应器处理医院污水的典型工艺流程如下:污水、格栅*调节池、膜生物反应器、消毒、达标排放表e处理墓本参傲污泥产量项目H(RhT)气水比(Mg/LmSsS)(kg/kgBOD工艺参数>2h>15:1>1000G0.6裹，原水水质及处理效果5.高浓度有机废水的处理(表10、表11)反应器处理高浓度有机废水的典型工艺流程如下:污水、格栅一调节池、(厌氧或缺氧污水处理装置)*膜生物反应器、清水池一达标排放或回用24\n衰10不同有机度水的处理甚本参数处理水量废水种类H(Rh)T(MmgL/SLS)主要工艺运转形式(M3/d)啤酒厂3-350128000原水、反应器一出水出水9min,停3Min方便面加工厂750128000厌氧、反应器、出水养猪厂604808000-20000曝气一反应器、出水豆食品厂6003912000原水一反应器、出水出水9rnin,停3.i.注:本表系采用日本聚乙烯膜的参考数据。表11不同有机废水的水质及处理效果BODCOD.=SSTNTP废水种类进水出水进水出水进水出水进水出水进水出水啤酒厂10005.44603069142342120方便面加工厂1000280015150250I50.5养猪厂1800024800130120001310060370120豆食品厂1540189382730.6注本表系采用日本聚乙烯膜的参考数据。3.2.4-3.2.5反应器的供气量必须满足按活性污泥法的需氧量，并同时满足膜表面清洗所需空气量。3.2.6反应器具有较长的污泥龄和较高的污泥浓度，所以剩余污泥量少。本条中给出了剩余污泥量的计算方法。3.3.1反应器的膜使用寿命:国产膜应在2年以上;进口膜应在5年以上。目前常用的膜材料有:国产膜为聚偏氟乙烯、聚丙烯等;进口膜为聚乙烯(日本三菱公司)。3.3.2膜通量不宜过小，否则将增加膜的数量，不经济，要求大于1OL/m'·h。3.3.3膜组件有不同的形式，应力求结构简单。若单位体积的膜面积大，则便于安装、清洗和检修。·25·\n3.3.4膜的出水应采用抽吸泵，其运行比较稳定。为节省能耗，有条件时也可靠水的静压定流出水。3.3.5膜组件的出水管应设置清洗液接口，以备在线清洗时注人清洗液。3.4.8当对出水的灭菌或消毒有专门要求时，后处理装置应具有灭菌或消毒功能，一般采用氯化法、紫外线或臭氧消毒工艺。26\n4系统的调试a.i.i系统自动控制运行的要求是:当反应池内水达到高水位时进水泵停止运行，当水位降至低水位时进水泵自动开启;自动开启、关闭消毒加药泵，加药量可根据需要调整;电机应设有过流、过载保护。向反应池中充人清水，开动鼓风机向反应池供气，对各种设备进行带负荷调试运行，直到运转正常。4.2.1活性污泥的培养和驯化可参照一般活性污泥法进行。可采用间歇培养和连续培养驯化的方法。\n5验收5.0.1验收分三步进行，膜组件验收、整体设备验收、处理工艺运行达标验收。\n6系统的运行和维护6.1.1反应器出水操作以间歇周期运行较好，运行时间宜占总时间的80%-90%，以达到自动清洗和延长清洗周期的目的。6.1.4出水泵根据进水量和工艺运行情况调节水量，目的是保证处理效果。