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1、Page 1 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 水岛工程 MBR 技术手册 通用电气发电设备&水处理 水处理及工艺过程处理 2013-07-05 Page 2 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 目 录 第一章 通用电气水处理及工艺过程处理技术公司简介.4 1.1 公司简介.4 1.2 专业领域.4 1.
2、3 我们不仅承诺价值,而且还会证明价值.5 1.4 全球技术的领先者.6 第二章 MBR（膜生物反应器）技术简介.7 2.1 膜生物反应器介绍.7 2.2 我们的 ZeedWeed .7 2.3 MBR 特点和优势.9 2.4 GE 在 MBR 系统上的成功经验.11 第三章 设计基础条件和系统设计及描述.12 3.1 处理规模.12 3.2 设计参数.12 3.3 MBR 系统设计特点.13 3.4 MBR 生化系统设计.15 3.5 MBR 膜池系统.16 第四章 设备技术参数.20 4.1 ZeeWeed 500d 膜元件.20 4.2 ZeeWeed 500D 膜箱.21 4.3 主要
3、设备描述.22 4.4 相关土建构筑物.24 4.5 膜池部分主要设备选型.25 Page 3 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 第五章 控制系统描述.27 5.1 总述.27 5.2 控制操作.27 5.3 人机操作 HMI 系统.28 5.4 HMI/SCADA 软件标准.28 第六章 供货范围.31 6.1 GE 公司供货范围.31 6.2 其他方供货范围.31 第七章 MBR系统运行和维护.37 7.1 运行和维护.37 7.2 启动、隔离和停机.37 7.3
4、 膜箱装卸.39 7.4 膜元件装卸.40 7.5 膜完整性测试.41 7.6 系统和部件的故障处理.41 7.7 清洗要求.42 Page 4 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 第一章 通用电气水处理及工艺过程处理技术公司简介 1.1 公司简介 GE 水处理及工艺过程处理是全球领先的为纯水处理、废水 处理、海水淡化和工艺过程处理系统提供解决方案的供应商。GE 通过提高设备性能、产品质量、降低运行成本和延长设备使 用寿命等方式向顾客传递价值。我们致力于为客户提供全方位
5、的 产品技术服务，改进水/工艺生产过程处理系统的运作，保证客 户的设备不受腐蚀、变形及其他外在因素的破坏，实现环境、能 源与企业间的和谐统一。GE 水处理和工艺过程处理集团在世界 各地拥有超过 2500 名现场服务专员。通过整个操作平台，我们 能够在第一时间以最佳方案快速解决关键问题并通过我们的优化 水和工艺系统的技术使您的运营长期保持最高的效率。总部设在宾西法尼亚州 Trevose 的 GE 水处理公司在全球拥 有超过 6500 名员工。我公司实施前沿技术研究的全球研究中心 遍布世界各地，包括明尼苏达州 Minnetonka；马萨诸塞州 Burlington；弗吉尼亚州 Norfolk；德克
6、萨斯州 Woodlands；安大 略省 Oakville 和 Guelph；比利时 Heverlee；巴西 Sao Paulo；以及 GE 在纽约州的 Niskayuna、印度 Bangalore 和中国上海。1.2 专业领域 GE 公司在水处理行业独树一帜，致力于为客户提供全方位的产品 技术服务，我们的核心竞争产品包括：反渗透、纳滤、超滤和微滤膜系统，用以除水中的悬浮物和溶 Page 5 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 解固体，或用于分离和浓缩产品，提高产量和数量
7、。电化学去离子（EDI）技术，用于制取超纯水,而无须化学品再生。EDR 技术，广泛用于处理工艺处理过程和 95%水回收率 要求的供水设施。短期和应急移动水处理解决方案，可为工业提供包括去离 子、过滤、反渗透和 EDI 的最大的拖车车队。ED 技术，用于干酪乳清脱盐。双极电渗析（BPED）技术，用于从盐水中提取酸和碱。与客户签订设计、建设、拥有、运行和维护水处理系统的 服务协议，保证客户将其资源专注于其核心业务。水处理化学品和应用工程，用于原水和污水净化、工艺用 水和工业锅炉及冷却水的处理。工艺化学品和添加剂用于改进炼油、制浆和造纸及金属加 工应用系统的性能。1.3 我们不仅承诺价值,而且还会证
8、明价值 GE 可帮助您精确了解我们的水处理和工艺过程处理技术 如何满足您的基本要求。一个价值生成计划对我们如何提高您 的主要业务成果进行量化。为制定您的价值生成计划，我们研 究了可帮您满足该计划的策略目标和提议项目。然后我们对所 有项目实施监督和管理并详细报告每个项目如何实现以下目 标：不断提高产品质量。优化关键设备的性能和使用寿命。降低成本。Page 6 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 减少排放。加强监督力度。通过连续监测和预防性诊断确保质量。节约您的成本和保护您
9、的现金流的灵活使用。1.4 全球技术的领先者 全面的产品组合、创新的技术成果、应用专有技术和个性化服务使得 GE 成为全 球水处理和工艺过程处理领域的领导者。我们积极应对环境保护，解决更具挑战性 的水处理和工艺过程处理问题，更为重要的是，帮助我们的客户实现 未来蓝图。面对未来我们提出”绿色创想 )”计划,着眼于长远目 标,GE 积极开发新技术以应对全球性的环境挑战.作为计划的一部分,GE 承诺 加大投 资于清洁技术,引入更多为客户提供显著环境绩效优越性的产品和服务,以帮助客户满 足水处理和污水处理的需求,提高其产品质量和产量，减少温室气体排放。Page 7 of 48 GE Water&Pro
10、cess Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 第二章 MBR（膜生物反应器）技术简介 2.1 膜生物反应器介绍 GE 对浸没式膜生物反应器系统有着超过 25 年的设计和制造工程经验。与早期 的 MBR 工业发展相似，我们在 MBR 领域最初是与通用汽车公司合作，采用外置 式的是压力管式膜系统。这种系统最初在上世纪 80 年代中期主要用在小规模，难 处理的工业污水中，并逐渐形成了 ZeedWeed MBR 系统。当时，ZeedWeed MBR 系统主要用于处理汽车工业中的含油污水。现在，这种早期的 ZeedWeed
11、MBR 系 统仍然广泛使用在饮料，医药和垃圾渗滤液处理中，以达到严格的排放标准或者回 用的目的。2.2 我们的 ZeedWeedMBR 工艺把含高浓度 MLSS 的活性污泥处理和 GE 公司 的专利技术 ZeeWeed超滤膜 MBR 系统相结合。总体上，该 工艺利用 ZeeWeed 中空纤维膜替代了传统活性污泥法的二 沉池和深度处理中的砂滤或微/超滤系统。ZeeWeed 500 系列加强型中空纤维膜是具有内支撑的中 空纤维超滤膜，膜丝的标称尺寸为 0.04 微米。超滤膜丝的抗 拉升强度为 45 公斤，并且对一般用于膜清洗的酸，碱和氧化 剂（如氯）等化学药剂有着非常强的抗腐蚀性能。这种超滤 膜是
12、专为高颗粒悬浮物的膜生物反应器(MBR)系统应用而设 计的。Page 8 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 超滤膜制造并被装配在一起形成膜元件。然后这些膜元件又组合在一起形成膜 箱。MBR 系统采用 ZW500d 膜箱。每个最高可容纳 48 个膜元件。每个膜元件有 34.4 平方米的表面积，所以一个装满 48 个膜元件的 ZW500d 膜箱的总共有 1,651.2 平方米的膜表面积。这种膜箱是 GE 最新型的 ZeeWeed 500 系列膜箱，特别适用 于大型 MBR
13、 系统。ZeeWeed MBR 工艺中，将 ZeeWeed 超滤膜箱直接浸没在曝气池中或将膜 箱装于单独的膜池中以更方便膜清洗。多个膜箱连接在一起形成一个膜列，直接与 透过液母管连接，透过液母管则通过一个透过液泵将过滤水抽出，如下图所示。该透过液泵采用负压抽吸的方式将膜池中的污泥混合液中的清水，通过中空纤 维膜上的微孔(0.04 微米)过滤而抽出，并送至排放管，进行消毒，排放或回用。这 样，干净的水经过滤后抽出，而浓缩的污泥混合液则将通过污泥回流泵被送到前部 的生物反应器中。Page 9 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华
14、电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 ZeeWeed Memb rane Cassettes Permea e Pump Air Blower Air Header Air Header 空气母管 Pe meate Hea 透过液母管 C 控 ed Membrane ssZeeWettes 膜箱eed Memb rane Cassettes PermeatePermea e Pump Pump Air Blower 空气母管 Permeate Header 透过液母管 Control Panel 控制面板 ZeeWeed Membrane Cassettes 膜箱 Perme
15、ate t Pump 透过液泵 2.3 MBR 特点和优势 2.3.1 经验丰富 GE 公司具有 20 多年的 MBR 经验，自 1993 年以来浸没式 ZeeWeed MBR 系 统得到不断发展，处理规模从每天十五吨、几百吨，到每天几万吨、几十万吨。GE 浸没式超滤膜技术是针对生化污水处理发展而来的，目前在全世界有 500 多套 设备和工程在运行，最大 MBR 项目达到 14.4 万吨/日，这一切都证明了 GE 的 MBR 系统能够长期可靠的安全稳定运行。2.3.2 出水水质好，适于回用 根据特殊的应用和设计要求，采用 ZeeWeed MBR 工艺可提供高质量的硝化 出水，也可通过增设缺氧生
16、物段获得反硝化后的脱氮处理出水。除磷可通过厌氧生 物除磷或化学除磷(添加氯化铁或铝盐)实现。Page 10 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 2.3.3 出水水质好，适于回用 ZeeWeed MBR 的处理效果与污泥的沉降特性无关，对来水的冲击负荷具有 很强的适应性。MBR 工艺典型的 MLSS 浓度范围为 8,000-10,000 mg/L，这远大于 传统的活性污泥法。增加的 MLSS 浓度可提高有机负荷率，减小 HRT。同时，将 冗长的传统工艺压缩为单一的一个工艺
17、，所以具有更小的占地面积。此外，紧凑的 占地也为现有污水处理厂的改造扩容提供更有利的条件。2.3.4 扩展性好、抗污堵 ZeeWeed MBR 系统设备采用模块化设计，因此允许水厂的分期建设、扩 建。市政工程可按最终处理规模设计，而膜系统分期投入使用。ZeeWeed中空纤 维膜是水流由外向内的中空纤维膜（污水在外，净水在内）。这意味着膜内部只有 干净的，经过超滤的水流通过。而污水中的细菌和悬浮物仍旧停留在膜的外部，所 以水流渠道没有被固体悬浮物阻塞的风险。2.3.5 出色的耐久性 ZeeWeed膜的设计使它拥有出色的耐久性和抗破损能力。为达到这个目的，GE 公司采用了内支撑膜的专利技术。这种支
18、撑技术加固和保护了膜，使它在不降 低通量的情况下，提高了抗破损的能力。另外，PVDF 材料使得膜对于众多化学品 如强酸，碱和氧化剂等有着非常强的抗腐蚀性能。膜可以在 pH 2 到 10.5 的范围内 良好运行，对氧化剂的耐受范围也超过 1,000,000(mg/L*hours)。2.3.6 操作简单 因为 ZeeWeed工艺用 ZW 超滤膜来分离污泥，所以就不需要二沉池或是其他 沉淀构筑物来分离污泥。剩余污泥直接从膜池排出，浓度一般在总重的 0.8 1.2 Page 11 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 23
19、00MW 级热电机组 MBR 技术手册 wt.%之间。这就使得整个系统变得简单而利于操作，因为 ZW MBR 系统免除了 许多采用传统活性污泥工艺所带来的缺点。2.4 GE 在 MBR 系统上的成功经验 GE 于 1990 年开发的 ZeeWeed 浸入式中空纤维膜系列产品是膜技术上的重 大更新。因为在那个时候，所有的膜系统都采用压力容器的方式，这种方式需要很 多不同的部件连接和很高的能量消耗。GE 公司的 ZeeWeed系列产品却转变了膜 工业界这种通常的膜过滤方式，把膜直接浸入到膜池里的污水中通过较小的真空压 的抽吸来过滤原水。如今，GE 已经成为全球最大的膜生物反应器系统制造商和浸没式超
20、滤膜技术 的领导者，是公认的工业 MBR 系统最好的膜制造和设计者。到 2006 年为止，GE 在全球已建造了 600 多座膜处理水水厂，累计处理规模超过 1,600,000 m3/d。更重 要的是，GE 同时也建立了全球最大的 MBR 工程和项目管理团队。我们的团队已 经成功地将 MBR 技术应用在了钢铁，电子，造纸，医药，食品，石化，不同化工 工业和垃圾渗滤液处理等多个领域。Page 12 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 第三章 设计基础条件和系统设计及描述 3
21、.1 处理规模 电厂用水水源为朔州市污水处理厂经循环式活性污泥工艺(简称 CAST)二级生 化处理后出水，设计出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002)中的一级 B 标准。目前，朔州市污水处理厂所收集废水基本来自 城市生活污水，水质较简单，随着工业化发展，污水处理厂所收集废水的水质及水 量存在不稳定性，鉴于电厂对用水量及水质稳定性的要求，需进行进一步的深度处 理。CAST 二级生化处理工艺流程：原水粗格栅细格栅沉砂池CAST 池接触池加氯间出水 城市污水的水质成份比较复杂，经污水处理厂处理后，只是减轻了对水环境所 造成的污染程度，其处理的目的是使排水达到受纳环境的最低容
22、忍程度。这样的水 并不能直接作为电厂用水，必须进一步进行处理，处理工艺如下：原水细格栅（1mm）A/O膜池UFRO除碳器阳床阴床混床 锅炉补给水。本方案针对 MBR 部分进行设计，处理水量为 402m3/h。3.2 设计参数 MBR 系统进水水质达到 GB18918-2002 中的一级 B 标准，系统预期出水水 质如下：指标 单位 进水 MBR 出水 日平均处理能力 m3/d 9648 9648 水温 10-25 10-25 设计最低水温 10 10 Page 13 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300M
23、W 级热电机组 MBR 技术手册 pH /69 69 COD mg/L 60 20 BOD mg/L 20 5 NH3-N mg/L 26 5 TP mg/L 1 0.5 SS mg/L 20 /浮油/游离油 mg/L 无 /SDI mg/L /3 浊度 NTU /0.2（95%的时间）说明：1.ZW 膜池系统按照最低水温 10进行设计，如果进水混合液温度低于 10，GE 不能保 证膜池系统达到要求的产水量。2.CODcr 的去除率取决于上游生化系统设计和处理效果和原水中不可生物降解的有机物 含量，且进水中不含有任何抑制微生物生长的有毒化合物。3.可溶性 BOD5、氨氮、总氮必须在膜池上游的生
24、化系统中得到去除。4.游离油/浮油必须在膜池上游得到有效的处理。游离油/浮油不得进入 MBR 膜池系统。3.3 MBR 系统设计特点 本项目 MBR 工艺采用的工艺流程为：废水细格栅缺氧池好氧曝气池MBR 膜池产品水池。缺氧系统生物反应器系统能有效的改善工业废水的可生物降解性。它主要利用 在缺氧条件下，微生物产生的酶可对难生物降解的及慢性生物降解的有机物结构进 行改良，降低其生物毒性和加强其生物降解性。该生物反应机理已被广泛应用于多 种工业有机废水。可是，其有效性一直不很好，主要原因之一是缺氧微生物生长缓 慢，有效生物量密度低，并易被系统中水流的大幅波动带出生物反应器外，从而处 理效果不明显，
25、并易受到进水水质波动的影响。通过使用 ZWMBR 系统，系统 Page 14 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 中的微生物浓度得到很大的提高(MLSS 从 3,000-4,000 mg/L 增高至 7,000-8,000 mg/L)，从而明显地提高其生物有效性。同时，ZWMBR 利用 0.04 微米 的超滤膜，能将所有的有效生物量保持在反应器中，把生物量的流失降到最低(接 近于零)。在 MBR 系统中，缺氧系统的设计可以达到以下的效果：为下游曝气系统改善慢性生物降解有
26、机物的总体可生物降解性。通过反硝化工艺将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮转化为氮气，降低总氮；最大限度地回收碱度，从而降低碱的加药量，降低运行费用 完全利用膜系统的 DO 来进一步降低系统总能耗。好氧曝气池设计成串联运行，使生物硝化的动力反应和总体效率。最后一段好 氧段和膜池会作为最后的强化阶段，来保证 MBR 出水水质。另外，最后一段好氧 段和回流污泥一起，可以提供合适的环境和手段为最后的超滤膜过滤来调节污泥的 过滤性能，从而降低膜过滤性能和污堵的现象。这样，膜的清洗频率得到降低，节 约了清洗药剂和电能的消耗更重要的是，这样的设计可以促进细胞外酶的活性，提高生物水解工艺的有效性，从而优化整个缺氧区反应效
27、率。本方案中的 ZeeWeed MBR 膜系统包括 3 列 ZeeWeed 膜池。膜安装在与 生物反应池相邻的单独膜池中。与直接将膜浸入到生物反应池相比，设单独的膜池 提高了系统的可靠性和灵活性。生物反应池与膜池通过膜池的进水管达到水力连 通。该设计有效地将生物反应主工艺与膜超滤过滤工艺有机地结合起来，使生物反 应池与膜池可以以任意数量组合。每种工艺可单独优化，在实现 MBR 总体工艺要 求的基础上更好地优化单个工艺的运行效率。Page 15 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR
28、技术手册 3.4 MBR 生化系统设计 3.4.1 预处理要求 在 MBR 系统中，垃圾和一些无法生物降解的固体颗粒，比如头发，麻布，沙 砾和塑料可能会对膜造成损坏。为了保证处理系统的长期稳定运行，在原水进入 MBR 系统之前，我们推荐采用过滤精度为 1mm 的细格栅，最大限度地防止粗大悬 浮物或漂浮物以及毛发等进入后续系统。将可能造成膜损坏的、较大的机械性杂质 过滤掉。3.4.2 MBR 生化系统 为检修方便，生化系统设计成 2 个系列，每列由缺氧池和好氧池组成。曝气 池中的设计 MLSS 为 4,000mg/L。在设计的混合液回流比下，膜池运行的 MLSS 浓度可达到 6,000mg/L。
29、为 MBR 生化系统设计的参数见下表：序号 项目 参数 单位 1 日平均流量 9648 m3/d 2 日最大流量 9648 m3/d 3 设计水温 10 4 生化池列数 2 列 5 缺氧池总容积 200 m3 6 好氧池总容积 800 m3 7 HRT 2.5 hour 8 设计污泥龄 20 天 9 污泥排放量 50 m3/d 10 污泥浓度 4000 mg/l 11 工艺曝气量 3150 Nm3/h 60kpa Page 16 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 3.
30、5 MBR 膜池系统 3.5.1 MBR 膜系统配置 膜系统是膜生物反应器系统设计的最重要参数。最佳膜系统设计的选择取决于 一系列因素，包括最低运行温度、流量、高峰流量持续时间和假定的污泥性质。我们的设计来自于多年来 MBR 厂在不同条件下的实际运行经验建立起来的设 计数据库，为本项目中 MBR 膜池系统设计的参数见下表。序号 项目 参数 单位 1 日平均流量 9648 m3/d 3 一列停机清洗时日平均流量 6432 m3/d 4 设计最低水温 10 5 膜池列数 3 列 6 膜元件型号 ZeeWeed 500d-370sft 7 膜元件面积 34.4 m2 8 每个膜池安装膜箱空间数 4
31、个 9 每个膜池安装膜箱数 4 个 10 系统总安装膜箱数 12 个 11 预留空间 20%12 每个膜箱安装膜片数 48 片 13 每列膜池安装膜片数 192 片 14 系统膜元件总数 576 片 15 系统膜面积总数 19814.4 m2 Page 17 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 序号 项目 参数 单位 16 每列膜池净尺寸（m m m）3.05113.96 17 膜系统净通量3 列运行 20 LMH 3.5.2 MBR 膜系统的化学清洗 膜有两种化学清洗
32、的方式：维护性清洗：此类清洗持续时间较短，采用较低的化学药品浓度、清洗频率较 高。其目的在于保持膜的透水性和延长恢复性清洗周期。恢复性清洗：此类清洗持续时间较长（但仍然相当短）、采用化学药品浓度较 高，清洗频率较低。其目的在于恢复膜的透水性。恢复性清洗是当产水过程中 TMP 达到最大预计值时启动的。ZeeWeed 膜一般采用的两种化学药剂为：次氯酸钠-用于去除有机和生物污堵。柠檬酸-用于去除无机污堵 建议采用新鲜水对 ZW MBR 膜池进行维护性清洗和恢复性清洗。具体清洗步骤请见后面章节的操作描述部分。以下两表列出所推荐的清洗参数。维护性清洗所用化学药剂 浓度 清洗频率 清洗持续时间 次氯酸钠
33、 200 mg/L 每周 2 次 约 60 分钟（每列）柠檬酸 2000 mg/L 每周 1 次 约 60 分钟（每列）恢复性清洗所用化学药剂 浓度 清洗频率 清洗持续时间 次氯酸钠 1000 mg/L 每年 2 次 约 6 小时（每列）柠檬酸 2000 mg/L 每年 2 次 约 6 小时（每列）化学药品 功能 浓度 次氯酸钠溶液 维护性清洗 恢复性清洗 防止反洗水池的生物滋长 10.3%重量比，以 Cl2 计 S.G.=1.168 Page 18 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组
34、MBR 技术手册 柠檬酸溶液 维护性清洗 恢复性清洗 50%重量比 S.G.=1.24 3.5.5 MBR 膜池擦洗系统 MBR 膜池的曝气十分重要，它可以将固体物质从膜表面冲刷下来。继 ZeeWeed 500d 系列之后，GE MBR 系统的另一个创新之处在于循环曝气的使用，这种先进、成熟的循环曝气方式已经广泛地应用于大中型城市污水处理 MBR 工 程。在这种曝气模式下，鼓风机连续运行，通过气体转换阀使气流在不同管路间循 环，从而实现循环曝气。由于每个膜箱中的一般膜元件连接在同一根气管上，因此 空气得以循环。这种循环曝气方式在工艺上和经济上均优连续曝气。在工艺上，连 续曝气常导致膜元件内形成
35、气流通路，只能彻底清洗组件的一部分。而通过循环曝 气，剪切力和气流都变得不稳定，可以有效防止气流通路的形成。连续运行的曝气 装置还易发生堵塞，而循环曝气可以对曝气装置进行有效的擦洗，显著地减轻了这 Page 19 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 1994 1997)1999)2000)2003 2005 一问题。下图表示了曝气方式的转变，可以大大降低空气擦洗的能耗。0.7 0.6 0.5 0.4 曝气方式的变化 0.3 0.2 0.1 0 ZW150 ()ZW500
36、a (ZW500a (ZW500c (ZW500d ()ZW500d ()连续曝气 10/10 曝气 10/30 曝气 曝气方式见下图。10/10 循环曝气 Page 20 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 第四章 设备技术参数 4.1 ZeeWeed 500d 膜元件 膜元件规格 膜型号 ZW500d 膜形式 中空纤维 膜元件表面积 34.4 m2（370ft2）膜元件净重量 21 kg（47 lb）膜元件运输重量 28 kg（63 lb）膜元件湿重量 28-75
37、kg（63-168 lb）膜元件尺寸（W D H）844 49 2198（mm mm mm）膜的材质性质 膜丝强度 大于 200N 膜表面特性 亲水性 膜材质 聚偏氟乙烯 PVDF 膜孔径 0.04 微米 流动方式 从外向内 操作运行规格 一般运行跨膜压差-55 到 55 kPa 最大运行温度 40 运行 pH 值范围 5.0 到 9.5 清洗规格 最大清洗温度 40 清洗 pH 范围 2.0 到 10.5 Page 21 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 最大次氯酸
38、清洗浓度 1,000ppm（以 Cl2 计）4.2 ZeeWeed 500D 膜箱 膜箱规格 膜箱型号 ZW500 最多可装膜片数 48 膜箱机架材料 SS304 或更高 膜箱最大运输总量 1809 kg（3990 lb）膜箱湿重 1959-4289 kg（4263-9458 lb）膜箱尺寸（L W H）2112 1745 2590（mm mm mm）膜箱透过液管径 6 英寸的垂直管道 膜箱曝气规格 最高空气温度 65 空气管径 2 X 3”垂直管 最大瞬时空气量 425 deliv.m3/hr 最小瞬时空气量 272 deliv.m3/hr 膜箱湿重 1959-4289 kg（4263-94
39、58 lb）曝气头压力损失最大空气量 0.06 Bar Page 22 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 4.3 主要设备描述 4.3.1 膜池擦洗鼓风机 膜池鼓风机是用来提供擦洗膜和去除膜表面固体颗粒所需要的空气。膜池曝气 通过持续运转的罗茨鼓风机循环曝气完成。循环曝气采用 10 秒开和 10 秒关的方 式进行。可以通过流量调节阀门/变频器来控制风量。4.3.2 透过液离心端吸泵 透过液泵以机械方式将透过液抽吸过膜并将透过液送到产品水池。透过液泵和 管道连接到膜的内
40、部创造一个负压条件。每个膜列配备一台透过液泵。透过液泵配 备变频器以便在操作条件和透膜压差在一定范围内变化是能够保持恒定的产水量。每个透过液泵出口安装一个电磁流量计，可以时时监测系统的日平均处理量。在膜 池最高液位时，透过液泵满负荷工作。透过液泵会根据液位高低调节工作负荷。在 低流量时，一列或是多列膜池会自动进入待机状态。每列膜池都配有一个浊度仪，由 PLC 监控出水浊度。最后所有的透过液泵产水进入一根产水母管后进入后续产品水池。4.3.3 反冲洗泵 系统通过反洗保持膜的透水性。反洗是将透过液反向通过膜，并用于膜池排水 过程。反洗泵需要配备变频器以便在操作条件和透膜压差在一定范围内变化是能够
41、保持恒定的反洗水量。4.3.4 混合液输送泵 每个膜池配有 1 台混合液输送泵，本系统总共配有 3 个混合液输送泵把混合 液从生化池输送到膜池，还有 1 台备用。回流污泥通过重力从膜池回到生化池，Page 23 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 使得膜池和好氧池中的 MLSS 浓度接近。污泥回流泵按照日平均流量的 2 倍设 计。设计污泥回流比为 2 倍。4.3.5 真空水射器 目前 GE 全球所有最新的超滤膜系统都采用真空水射器系统。采用这种改进的 主要原因在于过去多
42、年的经验以及实际操作显示，透过液产水中的空气远远小于原 先的预测，并且透过泵一般可以处理 4%左右的空气而不会有不利影响，所以连续 不间断的空气去除不再是必须的，而应采用水射器的间隔性空气去除方式。真空水 射器的主要优势在于：1）非常高效，排气速度约等于 60 240 m3/h 2）水（液体或者水汽）进入水射器后可以简单地通过文丘里排放 3）维护非常简单，没有附件或者任何移动部件，也不需要润滑 4）不会有生锈腐蚀的问题 5）非常的紧凑，只有手掌一般大小 6）能耗非常少，仅仅间歇式操作 4.3.6 压缩空气系统 压缩空气系统主要包括空气压缩机，压缩空气储罐等设备，其主要功能为：1）为气泡测试提供
43、压缩空气；2）为空气动力执行机构（如气动阀等）提供压缩空气；3）为气动隔膜泵提供气源。Page 24 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 4.4 相关土建构筑物 以下叙述的土建部分内容为初步设计，对土建构筑物以及膜车间建筑物的详细 条件，待详细设计确认。4.4.1 生化池 生化池采用钢砼结构。根据检修需要配备相应的爬梯，走道及平台等。4.4.2 膜池配水渠 MBR 曝气池里的混合液通过水力连通自流到膜池配水渠，再通过闸门流入各 列膜池。闸门的设计保证了所有膜池的均匀配水
44、和相同水位。膜池配水渠为混凝土 结构，与 MBR 曝气池合建。4.4.3 膜池 膜池为混凝土池，设计用于盛放膜箱。膜池设计紧紧围绕着 ZW-500D 膜箱尺 寸和排列位置进行。膜池为混凝土结构，并涂衬适当的环氧树脂，做防腐处理。所 用涂层也保证与所用清洗药液的相容性。膜池与配水渠共用池壁。膜池上应设有盖 板，便于维护检修操作人员作业。膜池设计含有集水坑，膜池底面有 2%的坡度向 集水坑倾斜，这种设计有利于污泥的排除。膜池顶部设置喷淋头，可接 MBR 产水 或消防水，进行喷淋，从而达到消除泡沫的效果。4.4.4 反洗水池/CIP 水池 在 MBR 系统中，反洗/CIP 水池用于储存干净的透过液用
45、于对膜进行反洗。该 池为混凝土结构，应适当处理以防化学药剂的腐蚀。池子加盖，其混凝土顶盖可用 作工作平台或膜装卸区。Page 25 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 4.5 膜池部分主要设备选型 以下设备规格根据当前初步设计而建议采用的规格范围。4.5.1 膜池擦洗鼓风机 最大出力：2325Nm3/h 37kPa 数量：3 用 1 备 类型：罗茨风机 4.5.2 混合液输送泵 能力：268 m3/hr TDH 10m 数量：3 用 1 备 类型：卧式端吸离心泵 4.5
46、.3 透过液泵（变频控制）能力：161m3/hr TDH 10m（扬程由下游工艺决 定）数量：3 用 1 备 类型：卧式自吸泵 4.5.4 反洗水泵（变频控制）能力：224280m3/hr TDH 10m 数量：1 用 1 备 类型：卧式端吸离心泵 4.5.5 化学加药泵膜的化学清洗系统 (1)空气隔膜计量泵（维护性清洗次氯酸钠加药泵）流量范围：04L/min Page 26 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 类型：气动 双隔膜 数量：1 用 1 备 衰减：背压和供气
47、控制泵的进料速度 湿端：PVDF (2)空气隔膜计量泵（恢复性清洗次氯酸钠加药泵）流量范围：043L/min 类型：气动双隔膜 数量：1 用 1 备 衰减：背压和供气控制泵的进料速度 湿端：PVDF (3)空气隔膜计量泵（柠檬酸加药泵）流量范围：017L/min 类型：气动双隔膜 数量：1 用 1 备 衰减：背压和供气控制泵的进料速度 湿端：PVDF Page 27 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 第五章 控制系统描述 5.1 总述 ZeeWeed膜系统配备可编程逻
48、辑控制器(PLC)-控制系统，包括一个单独的 PLC CPU带分配好的I/O。PLC系统配备Ethernet模块用于与GE PanelView Plus 人机界面的通讯，并且可以实现与其他水厂PLC和SCADA系统通讯的可能。I/O分配基于ControlNet网络。CPU支架和每个远传I/O支架均配备ControlNet 通讯模块。一般来说，共用设备和电机I/O将于控制面板连接并最终连入FlexIO单 元。所有与某一列膜池有关的I/O将与一个远程的控制面板连接。此控制面板将安 装在墙上，带有FlexIO ControlNet通讯电路板和多个FLexIO I/O模块。比如对一个3个膜池的系统来说
49、，装有CPU 的PLC控制柜一般放置在电气控 制房。3个远程控制面板，一个膜池一个控制面板,将安装在膜处理车间里。需要继电的数字输出和马达控制将通过继电输出模块来控制。而其他数字输 出则通过输出模块来控制。回路-带电模拟量输入由控制面板中的24VDC电源供 电。5.2 控制操作 所有自动阀门和控制设备与PLC系统连锁控制以保证系统连续正常运行。通 过PLC的输出信号来控制和调节阀门。通过在PLC程序预先设定一些参数可以使 整个系统的运行处于最优化状态。变频泵同样可以通过PLC系统来调节和控制，变频泵的压力和流量可通过工艺水箱的液位进行调节。所有运行参数有PLC系统进行持续监控。如有报警信号或紧
50、急情况发生，PLC系统将发出指令信号来改变设备运行状况，或停机，或给运行人员报警。如 有可能对设备造成损坏时，系统程序将停机以保护设备。Page 28 of 48 GE Water&Process Technol ogies 通用电气水处理及工艺过程处理 华电朔州一期 2300MW 级热电机组 MBR 技术手册 5.3 人机操作 HMI 系统 人机控制系统安装在PLC控制面板上，经编程后它将带有以下功能-监控系统和单个设备运行 -控制系统和单个设备运行-调节操作参数-操作员和管理员多等级密码 -当前报警总结-报警历史 所有监控、控制和报警逻辑将驻留PLC CPU。CPU定义的数据点可通过以太