中空纤维膜mbr污水处理工艺中细格栅系统设计探讨 3页

'施工、材料与设备中空纤维膜MER污水处理工艺中细格栅系统设计探讨梁汀蒋岚岚张万里胡邦冯仕训（无锡市政设计研究院冇限公司，无锡214072）摘要以无锡地区6座采用中空纤维膜MBR工艺的城镇污水处理厂细格栅系统设计为例，介绍了细格栅系统组成和选择影响因素，分析了细格栅水力系统及冲洗系统，并对其实际运行效果进行了分析，可为同类工艺细格栅选择提供参考。关键词MBR屮空纤维膜细格栅孔径DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2014.0104近年来，随着污水排放标准的提高、制膜工艺的进步、膜成本和能耗的降低，MBR在污水处理中得到了越來越广泛的应用。MBR工艺膜组件形式上主要包括•中空纤维膜或平板膜。因为毛发等细小纤维物质进入膜处理系统后会造成中空纤维膜丝“成辫’现象，从而导致膜组件内局部发生板结，减少膜组件的有效通量以及局部缺氧/厌氧情况加剧，所以需要根据膜组件的情况选择合适的细格栅机械，对机械性预处理技术提出较高的要求。而平板膜因其扁平的儿何形状不会产生’成辫”现象，对细格栅系统的设置要求较低，一般栅孔间隙2〜3mm的细格栅即可满足过滤要求。因此本文结合无锡地区6座采用MBR工艺的城镇污水处理厂细格栅系统设格栅冲洗计运行情况，着重考虑中空纤维膜MBR系统的细格栅设置，对细格栅系统选用设计进行探讨。1细格栅系统组成采用MBR工艺的污水预处理系统屮进水首先通过一道粗格栅，栅距10〜20mm"Z后还需设置孔径3〜6mm细格栅、孔径0.5〜2mm的精细格栅对腸组件进行保护。无锡地区6座采用MBR工艺的各污水处理厂细格栅系统配世如表1所示。1.1细格栅系统形式细格栅形式一般可采用阶梯格栅、回转格栅、转鼓格栅和网内侧进水回转滤网式格栅（下文简称为内进流格栅）等形式。精细格栅形式包括转鼓格栅和内进流格栅两种形式。阶梯格栅、回转格栅属于a显人压力値b战位轴值噪陝陝曝陝陝曝曝陝陝曝陝曝陝陝陝陝陝曝陝陝糜陝陝陝陝曝陝陝陝陝陝陝陝陝陝陝陝陝陝屣陝陝陝陝陝陝陝屣陝堵塞物情况下，系统内压力波动最大。即在这两种情况下住户家中最容易产生返臭现象。（2）2个坐便器的排水时间间隔对系统内压力基木无影响°（3）在2个坐便器以及浴缸、洗手盆组合排水时，基本不会产生口虹吸现彖以及诱导虹吸现象。目前，试验中仅考虑到上述变量对排水系统内的压力以及水封中液位变化的影响。其他因素对排水系统的影响需要进一步验证。图6诱导虹吸试验不同工况下最大圧力值和液位差偵由图6b可以看出，在3种工况下，1号、2号坐便器的最大液位差只有0.19cm，因此诱导虹吸在这3种工况下均不明显，这3种排水工况对水封损失基本无影响。4结论（1）底层排水时，横干管逆坡以及横干管中有 ※通讯处：100044北京市西城区车公庄大街】9号国家住宅与居住环境工程技术研处中心电话:010）88328242E-mail:leiz@cadg.cn收稿日期:2014-02-21表1各污水处理厂细格栅系统设置污水处理厂格柵形式径配買及格网形式A厂6mm网板型阶梯细格栅+3mm网板型转鼓细格柵+1mm方格网型转鼓精细格栅B厂3mm网板型转鼓细格栅+1mm方格网型转鼓精细格栅C厂3mm网板型内进流细格栅+1mm网板型内进流精细格栅D厂3mm网板型转鼓细格栅+1mm方格网型转鼓精细格栅E厂3mm网板型转鼓细格册+1.5mm网板熨转鼓精细格栅F厂3mm网板型阶梯型细格栅+1.5mm网板型转鼓精细格栅传统格栅形式：转鼓格栅和内进流格栅属于近年來在污水处理中应用逐渐增多的精细格栅形式。转鼓格栅采用倾斜30〜35°放置的结构，主要由滤鼓、清洗装置、螺旋传输机和压榨器组合成的一体化机械，污水从圆柱状转鼓的前端流入，经转鼓侧面的栅缝流出，污水中的栅渣则被截留在鼓栅内侧的栅条上，并被冲洗清除。内进流格栅机架垂直安装于格栅渠的屮央，两过滤面平行于水流方向，机架下部迎水端开有一个进水洞口，其对侧为封闭端。机架的两侧与格栅渠之间的间隙为格栅滤后出水的通道。污水山进水洞口流入机内后经两侧网板流出，并经两侧出水通道汇入机后渠道屮，形成由滤而内进外出式过滤截留。1.2栅网形式及孔径1.2.1形式单维栅网结构格栅为栅条型，二维栅网结构可有网板型和方格网型两种。单维栅网结构栅缝长度比栅缝宽度大许多倍，而二维栅网结构无论从任何方向看，栅隙的大小均等于栅距的栅网结构。正是由于该特质，二维栅网不易产生细长扁平杂物对格栅的穿透现象，分离效率远髙于单维栅网。建议MBR工艺的细格栅宜选择二维结构的栅网，可以对精细格栅形成较强的保护作用；而精细格栅应选择二维结构的栅网。1.2.2孔径栅条型格栅的栅间距一般最小可以做到1mm°网板型格栅网板可采用冲压成型的圆微孔网板或者是激光切割的AISI304不锈钢多孔板，网板恻孔直径一般最小可到1mm*方格网采用AISI316不锈钢丝精编而成，网孔孔眼呈正方形，边长一般最小可到0.5mm°细格栅选择影响因素2在选择细格栅形式及间隙时，必须根据污水中预计的代表性夹杂物的大小以及膜组件对这些物质的敏感状态而确定-2.1污水水质的影响细格栅级数及孔径的考虑主要从污水处理厂进水水质分析。A厂进厂污水中含有一部分毛纺、印染等工业企业生产废水，进水中纤维状絮体含量较高，且SS含量较高，设计SS达到40Omg/L，采用了三级细格栅系统以降低每一级格栅的运行固体负荷，且精细格栅孔径设计为0.75mm，强化了预处理系统对屮空膜的保护。其余污水处理厂进厂污水屮来自工业企业的废水多数为电子生产、机械加工或农产品加工业等，并且进水SS含量较低，设计SS为200〜300mg/L以MBR系统设计中均采用了两级细格栅系统，并且精细格栅的孔径设计为1〜1•5mm°1.2中空纤维膜的影响中空纤维膜组件构成形式上分为帘式结构、束状结构、柱式结构。根据运行效果，帘式结构在膜丝端部发生纤维缠绕现彖的程度和对较轻。冃前的格栅系统配总均可对膜系统的运行起到较好的保护作用。该6座污水处理厂采用中空纤维膜作为膜过滤核心组件，采用的屮空纤维膜有帘式结构和柱式结构，从膜的孔径上既有超滤膜也有微滤膜。两者孔径虽然不同，但是被截留下来的污染物会在膜表面构成凝胶层，并发挥主要的截留过滤作用。因此，微滤和超滤对前方格栅系统孔径的要求没有明显区别。在细格栅孔径选择时，膜孔径大小对其没有影响。3细格栅配置系统2.1冲洗系统对于污水中含油脂和纤维类物质以及污垢对细格栅造成有效过滤面积下降时，根据进水水质，细格栅多数仅配辻中压冲洗系统，粘细格栅则一般采用中压和高压两种方式进行冲洗。中压冲洗水要求大于0.5MPa*用变频气压供 水装置，冲洗外罩耍用折叠式；高压冲洗水耍求大于12MPa。格栅在正常运行时是根据格栅前液位来进行启动的，格栅冲洗系统在启动时采用中压水进行冲洗，但经中压水冲洗后仍会有少显纤维物缠绕在栅网上，因此格栅在运行时--般一天24h内采用高压扫描冲洗1次，由于水压大于12MPa，可以把缠绕在栅网上的纤维物质进行有效切割，使格栅长期安全正常运行。高压喷嘴采用快速拆卸结构便于维护，喷嘴过流部分需采用耐高压、耐磨损的硬质乌钢。另外，为降低厂区的给水用量，采用MBRI艺的污水处理厂一般采用MBR产水进行厂区中水回用。当采用屮水冋用时，由于格栅的冲洗瞬时水量较大，为减少对厂区屮水管网的冲击，建议格栅的冲洗水单独从MBR处进行取水，并配套采用稳压罐，以减少冲洗泵的启停次数。1.2水力控制系统原有细格栅系统中，每道格栅进出水渠前后均仅设置检修闸门，用以在格栅检修时截断进出水。细格栅系统的冲洗系统根据液位差控制开启，当同一级格栅渠数量N2条时，不同渠道的进出水水位无法分别进行控制，则难以根据不同格栅的实际截污情况分别进行冲洗，影响格栅运行效果。另夕卜，如果下游构筑物在处理水量较大出现水力顶托时，会直接影响栅后水位进而影响格栅的过流能力。因此在每级格栅前后均需采用非淹没堰对进出水进行控制，避免不同格栅渠道之间水位发生相互影响，从而影响冲洗效果。3.3仪表控制系统细格栅系统在运行中需要对运行、故障、高液位差报警、设备不可用信息、低压冲洗水报警、断相等6种信号进行控制输出，并配备液位差计等控制仪表。4现有细格栅系统运行效果分析以上污水处理厂最长运行时间已接近5a，根据运行观测，各厂运行效果均较为理想，细格栅过栅水损为400mm*粘细格栅过栅水损为500mm0精细格栅的出渣量每7Jm水在0.5〜0.7m。同吋，在预处理系统设计中，一个运行良好的格栅系统，在对后续的中空纤维膜保护的过程中，需要配合设置有效的沉砂池，在进水中含砂量较高时，还需要增设初沉池，起到协同保护的作用。网板型精细格栅在设计中体现了较格网型格栅更多的优势，以设计中常用的1mm过栅孔隙为例，直径1mm的関形孔眼实际孔眼面积为边长1mm的方形格网孔眼而积的7&5%，因此，截留能力更为优越。另外，由于网板型为刚性板式结构，格网型为柔性的网状结构，在运行过程中，网板型较格网型抗变形能力强，也不易发生破损，更适合于较为复杂的城镇污水处理厂水质。因此在不需要釆用1mm孔径以下格栅时，可优先采用网板型格栅。5结语MBRI艺要求合理选择格栅形式、格网形式、级数以及孔径，并结合水力控制对冲洗系统进行统一考虑。（1）中空纤维膜MBR系统中预处理格栅的级数选择及孔径选择主要受进水水质情况影响，一般污水处理厂可按照1级细格栅和1级精细格栅方式设置，精细格栅孔径1〜1.5mm。（2）二维栅网结构的截留能力优于单维栅网结构，在相同孔径条件下，网板型栅网格栅截留能力及强度更大，可优先选用。（3）建议每级格栅系统前后均设巴非淹没堰，更有利于冲洗系统运行和控制，冲洗按照中压、高压两种方式进行。参考文献1高颖.大型膜生物反应装盘MBR中的精细过滤装留..亚洲给水排水•2008,55（7）：46〜502蒋丿如用，胡邦，冯成军.MBRI艺机械性预处理系统的选择和设计.给水排水*2010"36（5）：37-40早电话：0510)85160288-8233E-mail:why2000abc@sina.com收稿日期:2013-10-18修回日期：2014-01-15'