印染废水MBR处理中膜污染的清洗与维护

MBR(膜生物反应器)是污水“生物+物理”组合处理的工程形式。它具有固液分离效率高、剩余污泥产量少、占地面积小、污泥膨胀少、运行管理方便等特点。但随之而来的膜污染问题，不仅使膜渗透通量随时间下降(被污染的膜需要定期清洗维护)，而且缩短了膜的使用寿命，使得MBR在/[/]中

工业废水种类繁多，成分复杂，造成膜污染的原因也各不相同。目前，膜污染物的种类包括无机污染物、有机污染物、矿物油、微生物和胶体污染物等。不同种类的膜污染采用不同的清洗方法。通过对某印染废水处理工艺中膜污染的清洗和维护试验，提出了相应的膜清洗方案。

一、项目概述

某污水处理厂印染废水设计日处理能力为15000t/d，原污水处理工艺采用“预处理+物化+生化+深度处理”工艺，不能满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—2012)。所以后期进行了系统升级，在原址进行了改扩建工程。改造后的工艺流程如图1所示。在保留部分原有构筑物的基础上，取消了原加药池，对混凝进行了改造。

二、MBR系统的运行

MBR系统采用聚四氟乙烯中空纤维膜(PTFE)，共35套，2800片，总膜面积33600m2。分为A、B、C、D四个单元，每个单元9套膜箱(一个单元8套)。膜参数的配置如表1所示。

注:1 ~ 4为原水水质参数，5 ~ 13为膜参数。关于日流量，条件是初期使用新膜，水泵全开。关于总曝气量，在曝气量的计算中选择60L/(分钟/支)。

目前MBR系统的运行是:过滤9分钟，间歇1分钟，10个过滤周期反洗一次，时间60s，反洗两次，CEB清洗一次，时间60s。

前置膜清洗系统存在以下问题:各膜箱膜丝污染严重，负压值高达-0.09MPa，反冲洗无效，膜丝完整，膜箱曝气孔堵塞。清洗膜箱表面(即低压水枪接潜污泵，用原膜池的污水冲洗膜箱)单套膜箱需要1小时左右，清洗效果只能维持2 ~ 3小时。

三。膜清洗试验

3.1膜清洗测试流程

取出待清洗的膜箱，取污染严重的膜丝，在相对隐蔽的地方从膜组件上剪下一段膜丝(可选择膜箱的中间部分)作为小试的样品。切断的膜丝要打结，防止泥水流出产出水。配制浓度如表2所示的浸泡剂。

实验中采用酸碱交替浸泡，即单根膜丝在酸(碱)中浸泡一定时间，相应的碱(酸)放置一定时间，记录上述八组试验的反应速度、反应时间和清洗效果，进而确定化学药品的清洗方法、浓度和时间。

3.2膜通量的测量

将刚拆下的多根薄膜线制成小部件。将小组件连接到蠕动泵上，在一定的温度和压力下，用印染废水水样测量清洗前的膜通量，并记录数据。根据膜清洗的试验结果，选择合适浓度的清洗剂浸泡清洗被污染的膜。用纯水冲洗膜中的清洗剂，然后在相同的温度和压力下，用相同的印染废水水样测量冲洗后的膜的通量，并记录相关数据。

四。清洗效果分析

4.1膜清洗测试结果

清洗试验表明，膜在碱中浸泡1.5h左右，膜丝反应完全，污染物去除效果明显。酸洗浸泡约1.5h无明显的污染物去除效果，酸碱交替浸泡约3h。膜丝反应完全，污染物去除效果明显，如图2、3所示。

碱洗是膜污染的最佳方法，浸泡时间约为1.5h，混合碱溶液浓度为2% ~ 3% NaOH+0.2% ~ 0.3% NaClO，随着冲洗时间的增加，膜通量会逐渐恢复。强碱主要去除蛋白质、藻类、胶体污染等生物污染和大部分有机污染物。因此，膜生物反应器的膜丝污染类型主要是有机物污染和胶体污染。

4.2膜通量的测量

考虑到清洗过程中碱溶液的浸泡可能会改变PVDF膜的性能，本次清洗采用低浓度碱溶液(2%NaOH+0.2%NaCLO)。另外，结合小试结果和时间的紧迫性，考虑到现场酸碱交替清洗的操作难度和交替清洗操作所需的清洗时间较长，建议一次性进行独立的一次性碱清洗。

从表3可以看出，膜污染后的膜通量比设计值(印染废水)下降了17.7%，影响了MBR系统的产水性能。纯水洗涤后通量略有恢复，约占可回收通量的15%，而碱洗后通量恢复较大，约占可回收通量的84%。

由于膜污染一般分为可逆污染和不可逆污染，可逆污染是可以通过清水反冲洗、曝气摇动等措施去除的暂时性污染，而不可逆污染是不能通过水力清洗措施去除的膜污染，膜污染只能通过在清洗剂中添加酸或碱等化学药剂来去除。根据清洗试验结果，清水反洗仅去除了一小部分污染物，碱洗后通量明显恢复，因此膜的污染层主要是不可逆污染。

动词 （verb的缩写）现场清洁计划

根据以上测试结果，结合现场实际情况，确定现场污染膜清洗方案如下。清洗的主要方式是浸泡在混合碱液中。清洗过程如下。

(1)罐车现场将药剂输送至CIP加药桶(容积2000L，物料PE，数量2)，每个加药桶内装1500L30%工业NaOH浓缩液和500L10%工业NaCLO浓缩液。

(2)采用CIP加药泵(流量25m3/h，扬程10m，功率15kW，直径DN65，数量2台)向2个化学清洗槽添加2000L混合碱液。

(3)在两个化学清洗池中加入清水至3.2m的高度，浸泡药剂的体积为24m3，最终化学清洗池中的药剂浓度约为混合碱液的2.4%。

(4)关闭待清洗的两套膜箱上的产水阀、反洗阀和曝气阀。

(5)拆除两套膜箱的产水管和曝气管的连接。

(6)依次吊起两套膜箱，用清水冲洗(建议现场使用低压水枪，禁止使用高压水)，以去除附着在膜丝表面的污染物。膜曝气孔堵塞可通过人工清洗曝气孔以清除聚集在曝气孔处的污泥，将膜箱置于化学清洗池中，将膜箱上的曝气嘴与CIP清洗管道的加药口连接，并向曝气管道中泵入清水来解决。时间控制视现场清洁情况而定。

(7)将两套清洗过的膜箱依次挂入膜化学清洗池，开始浸泡。浸泡时间最初为1.5~2.0h，可根据实际污染情况适当延长。同时，两套膜箱浸泡时应适当开启曝气。

(8)浸泡结束后，依次吊起两套膜箱，依次吊至膜池，连接曝气管道和产水管道。建议反洗1 ~ 2次，然后恢复产水量。

(9)对后续批次的膜箱重复步骤(4)至(8)。

不及物动词结论

对某印染废水处理中的污染膜进行了清洗实验，并比较了各种清洗剂的清洗效果。结果表明，浓度为2%NaOH+0.2%NaCLO的碱性溶液对污染膜有较好的清洗效果。清洗后膜的通量恢复值占可恢复通量的84%，污染膜主要有有机污染和胶体污染，其中不可逆污染是主要污染层。根据试验结果，制定了现场污染膜的清洗方案，通过清洗延长了膜的使用寿命。清洗后，膜的使用寿命延长，更换膜的成本降低。随着膜清洗技术的不断发展，膜技术将广泛应用于污水处理领域。(来源:中国城市建设研究院有限公司山东分院、童渊设计集团有限公司)

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