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城市污水膜生物反应器处理工程中膜寿命预测

2015-03-09 15:08
人在旅途20
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  通过分析3座大型城市污水处理膜生物反应器(MBR)处理工程(>10000m3/d)的长期运行情况(>3年)及NaClO离线清洗效果,试图建立两种方法对膜寿命进行预测,即基于实际平均比通量下降趋势的膜寿命预测(Tlife-1)和基于离线清洗前后膜渗透性恢复情况的膜寿命预测(Tlife-2)。结果显示,对于同一座MBR工程,Tlife-2略大于Tlife-1,但当膜运行时间达到Tlife-1时,实际产水量已无法达到要求,因此Tlife-1更具有实际工程意义。另外,对其中1座MBR工程平均比通量和累积化学清洗强度的关系进行分析,结果表明化学清洗是膜寿命的重要影响因素,发现可能存在最大化学清洗强度,预示膜寿命终结,有助于膜清洗方案的优化。

  1、膜寿命定义

  膜寿命一般定义为从开始使用到由于膜性能下降、破损、膜框架以及设备老化等原因引起的MBR工艺无法稳定运行(比如出水水质、产水量等无法达到设计要求)或能耗和成本超过设计预期时的运行时间。

  2、MBR工程概况及数据分析方法

  2.1工程概况

  选择3座处理城市污水的大型MBR工程进行调查。建设时间最早的A厂是在已有二级生物处理出水之后增设的MBR工程,于2006年开始运行,至2012年对膜进行部分更换,运行6年以上。B和C厂均为与厌氧/缺氧生物脱氮除磷耦合的MBR工程,运行时间分别为4年和5年。3个MBR工程的基本信息如表1所示,均采用A厂家提供的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件,膜孔径为0.4mm。

表1MBR工程的基本信息

城市污水膜生物反应器处理工程中膜寿命预测

  2.2化学清洗方案的调查

  对C工程的化学清洗方案进行调查,包括在线清洗和离线清洗所使用的碱洗剂NaClO的浓度、清洗频率以及清洗时间,如表2所示。在线清洗频率以季度为单位进行次数求和,离线清洗频率以年为单位进行次数求和,清洗剂浓度和清洗时间均为单次清洗数据。

表2C工程化学清洗方案

城市污水膜生物反应器处理工程中膜寿命预测

  2.3清洗强度的确定

  参考消毒工艺中的浓积时(CT值)的概念,将在单位膜面积上,与膜接触的清洗剂浓度与接触时间的乘积定义为清洗强度。

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