MBR膜處理工藝在大型污水處理廠中的應(yīng)用

邱紀(jì)俠+鄭施雯

（浙江仁欣環(huán)科院有限責(zé)任公司，浙江 寧波 315199）

摘要：本文以MBR膜處理工藝技術(shù)為中心，對(duì)其在某大型污水處理廠中的應(yīng)用進(jìn)行探討，重點(diǎn)介紹了該廠MBR膜處理工藝特點(diǎn)、參數(shù)設(shè)計(jì)及其處理效果等，旨在今后推廣膜處理工藝在相關(guān)大型污水處理的應(yīng)用提供可靠的參考資料。

關(guān)鍵詞：MBR膜處理工藝；大型污水處理廠；應(yīng)用

引言：MBR，即膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor）的簡(jiǎn)稱，是一種將膜分離單元和生物處理單元有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)，利用膜分離設(shè)施截留生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物，代替常規(guī)重力沉淀固液分離設(shè)施可提高固液分離效率。通過實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，MBR工藝較傳統(tǒng)工藝優(yōu)勢(shì)較為明顯，例如占地面積小、出水水質(zhì)好等。隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)的不斷深入，污水處理的要求也不斷提高，MBR工藝作為一種高效的污水處理工藝，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

一、MBR工藝處理水質(zhì)特征分析

1.1 MBR出水常規(guī)水質(zhì)特征

通過研究發(fā)現(xiàn)，利用MBR工藝進(jìn)行普通洗浴類廢水的處理[1]，出水外觀無色無味，主要污染物CODCr<40mg/L，BOD5<10mg/L，NH3-N<5mg/L，另外糞大腸桿菌群數(shù)量也會(huì)明顯下降，通常會(huì)低至680個(gè)/L。通過上述數(shù)據(jù)可見MBR工藝的應(yīng)用可有效降低多種污染物的濃度，提升出水水質(zhì)。除此之外，通過對(duì)MBR和傳統(tǒng)二級(jí)活性污泥工藝處理效果對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，MBR膜組件的高效截留作用可使反應(yīng)器保持較高的生物量（特別是生產(chǎn)緩慢的硝化菌得以富集），有效提高脫氮等生物處理效果[2]。

1.2 MBR出水溶解性有機(jī)物特征

分析發(fā)現(xiàn)，通過MBR膜處理工藝進(jìn)行城市生活污水處理，膜組件會(huì)滯留有種不同有機(jī)物造成污染，其中溶解性微生物代謝產(chǎn)物（SMP）是其中的主要物質(zhì)[3]，其成分包括肽類、多糖及蛋白質(zhì)等，易造成膜孔堵塞，影響出水效果甚至造成膜組件功能損壞。而分析發(fā)現(xiàn)，SMP產(chǎn)出主要受到污泥泥齡（SRT）的影響，因此MBR工藝在污水處理的應(yīng)用中，對(duì)此應(yīng)給予一定的重視。

二、MBR膜處理工藝在大型污水處理廠中的應(yīng)用分析

為更進(jìn)一步了解及掌握MBR膜處理工藝在大型污水處理廠中的應(yīng)用，下文將以具體實(shí)例為研究對(duì)象，對(duì)該技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行探討。

2.1 案例概況

A城市污水處理廠處理規(guī)模為10×104m3/d，其中脫氮除磷工藝是以A2/O為基礎(chǔ)的。通過對(duì)A污水處理廠實(shí)踐運(yùn)營情況分析發(fā)現(xiàn)，目前其已處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，污水脫氮除磷亦不理想，且其用地緊張，難以實(shí)施擴(kuò)容改造；通過改造原二沉池，在A2/O后增設(shè)MBR處理設(shè)施，提升脫氮除磷效果，改善出水水質(zhì)，緩解處理廠的運(yùn)行壓力。

2.2 工藝特點(diǎn)分析

該廠增設(shè)MBR工藝后的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，進(jìn)水方式。A污水處理廠基于污水脫氮除磷的需要，增設(shè)MBR處理系統(tǒng)同時(shí)將缺氧區(qū)設(shè)為兩段（缺氧區(qū)I及缺氧區(qū)II），并在處理過程中使用兩點(diǎn)進(jìn)水方法，即在進(jìn)生物池前增設(shè)進(jìn)水分配渠道，同時(shí)在渠道之后增設(shè)污水分配，而所需要處理的污水以一定比例的方式分別經(jīng)由兩套調(diào)節(jié)堰門而分別流入到厭氧區(qū)或缺氧區(qū)I。第二，回流方式。A污水處理廠為了提升出水水質(zhì)所使用的是三段回流的形式。三段回流形式具體為：第一段為從膜池回流混合液至好氧區(qū)前端；第二段為好氧區(qū)硝化液分別按比例回流至缺氧區(qū)I及缺氧區(qū)II；第三段為缺氧區(qū)I的反硝化液回流至厭氧區(qū)前端。

2.3 參數(shù)設(shè)計(jì)

第一，混合液污泥濃度（MLSS）。膜池MLSS設(shè)置以10g/L的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，缺氧區(qū)MLSS為6.4g/L，厭氧區(qū)MLSS為4.8g/L，好氧區(qū)MLSS為8.0g/L。第二，污泥泥齡（SRT）。對(duì)于有脫氮需求的A污水處理廠，在進(jìn)行泥齡參數(shù)設(shè)計(jì)過程中通常都是以泥齡長的MBR工藝主要考慮，之后則依據(jù)硝化泥齡和反硝化泥齡來進(jìn)行SRT的計(jì)算，同時(shí)SRT計(jì)算時(shí)需考慮對(duì)膜污染的控制，由此計(jì)算A污水處理廠中泥齡設(shè)計(jì)參數(shù)為18.6d。第三，回流比。膜池向好氧區(qū)、好氧區(qū)向缺氧區(qū)、缺氧區(qū)向厭氧區(qū)的回流液比例分別控制在300～500%、200～300%、100～200%。第四，水力停留時(shí)間（HRT）。硝化和反硝化效果與HRT之間有著密切的關(guān)系，過短的HRT難以保證硝化和反硝化效果，結(jié)合A廠的實(shí)際，其膜池HRT設(shè)計(jì)值為10.5h。

2.4 處理效果對(duì)比

在MBR膜處理工藝改造運(yùn)行半年后，與之前傳統(tǒng)的A2/O工藝出水相比較見下表1。

由上表可見， MBR工藝較原先傳統(tǒng)工藝的處理效果相比，該工藝效果更優(yōu)，出水可以滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)論：A城市污水處理廠的實(shí)踐表明，以MBR處理工藝代替常規(guī)污水處理工藝的二沉池等設(shè)施后，可有效實(shí)現(xiàn)泥水固液分離，提高污水出水水質(zhì)；同時(shí)，MBR工藝占地面積小、出水可回用等優(yōu)勢(shì)對(duì)那些占地緊缺、出水水質(zhì)要求高、污水需再生利用等傳統(tǒng)大型城市污水處理廠的升級(jí)改造亦有著廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。不過，MBR工藝的膜組易堵塞、污染，耗能高、投入成本較高亦是其推廣制約因素。大型污水處理廠在選擇MBR工藝作為污水處理方案還需從經(jīng)濟(jì)性、區(qū)域污水特點(diǎn)、出水標(biāo)準(zhǔn)要求等多方面進(jìn)行綜合考量。

參考文獻(xiàn)

[1]白昊陽，邢國平等.復(fù)合MBR處理洗浴廢水并回用[J].中國給水排水.2004（20）.

[2]姚遠(yuǎn).A/O+MBR工藝在生活污水處理站中的應(yīng)用[J].給水排水，2016（S2）.

[3]張海豐，孫寶盛等.膜生物反應(yīng)器中溶解性微生物代謝產(chǎn)物的產(chǎn)出.中國環(huán)境科學(xué)，2007，27（4）.