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MBR膜处理工艺在大型污水处理厂中的应用

范文

邱纪侠+郑施雯

（浙江仁欣环科院有限责任公司，浙江宁波 315199）

摘要：本文以MBR膜处理工艺技术为中心，对其在某大型污水处理厂中的应用进行探讨，重点介绍了该厂MBR膜处理工艺特点、参数设计及其处理效果等，旨在今后推广膜处理工艺在相关大型污水处理的应用提供可靠的参考资料。

关键词：MBR膜处理工艺；大型污水处理厂；应用

引言：MBR，即膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）的简称，是一种将膜分离单元和生物处理单元有机结合的新型水处理技术，利用膜分离设施截留生化反应池中的活性污泥和大分子有机物，代替常规重力沉淀固液分离设施可提高固液分离效率。通过实践应用发现，MBR工艺较传统工艺优势较为明显，例如占地面积小、出水水质好等。随着我国城镇化建设的不断深入，污水处理的要求也不断提高，MBR工艺作为一种高效的污水处理工艺，具有十分广阔的应用前景。

一、MBR工艺处理水质特征分析

1.1 MBR出水常规水质特征

通过研究发现，利用MBR工艺进行普通洗浴类废水的处理[1]，出水外观无色无味，主要污染物CODCr<40mg/L，BOD5<10mg/L，NH3-N<5mg/L，另外粪大肠杆菌群数量也会明显下降，通常会低至680个/L。通过上述数据可见MBR工艺的应用可有效降低多种污染物的浓度，提升出水水质。除此之外，通过对MBR和传统二级活性污泥工艺处理效果对比分析发现，MBR膜组件的高效截留作用可使反应器保持较高的生物量（特别是生产缓慢的硝化菌得以富集），有效提高脱氮等生物处理效果[2]。

1.2 MBR出水溶解性有机物特征

分析发现，通过MBR膜处理工艺进行城市生活污水处理，膜组件会滞留有种不同有机物造成污染，其中溶解性微生物代谢产物（SMP）是其中的主要物质[3]，其成分包括肽类、多糖及蛋白质等，易造成膜孔堵塞，影响出水效果甚至造成膜组件功能损坏。而分析发现，SMP产出主要受到污泥泥龄（SRT）的影响，因此MBR工艺在污水处理的应用中，对此应给予一定的重视。

二、MBR膜处理工艺在大型污水处理厂中的应用分析

为更进一步了解及掌握MBR膜处理工艺在大型污水处理厂中的应用，下文将以具体实例为研究对象，对该技术应用进行探讨。

2.1 案例概况

A城市污水处理厂处理规模为10×104m3/d，其中脱氮除磷工艺是以A2/O为基础的。通过对A污水处理厂实践运营情况分析发现，目前其已处于超负荷运行状态，污水脱氮除磷亦不理想，且其用地紧张，难以实施扩容改造；通过改造原二沉池，在A2/O后增设MBR处理设施，提升脱氮除磷效果，改善出水水质，缓解处理厂的运行压力。

2.2 工艺特点分析

该厂增设MBR工艺后的特点主要体现在以下几个方面：第一，进水方式。A污水处理厂基于污水脱氮除磷的需要，增设MBR处理系统同时将缺氧区设为两段（缺氧区I及缺氧区II），并在处理过程中使用两点进水方法，即在进生物池前增设进水分配渠道，同时在渠道之后增设污水分配，而所需要处理的污水以一定比例的方式分别经由两套调节堰门而分别流入到厌氧区或缺氧区I。第二，回流方式。A污水处理厂为了提升出水水质所使用的是三段回流的形式。三段回流形式具体为：第一段为从膜池回流混合液至好氧区前端；第二段为好氧区硝化液分别按比例回流至缺氧区I及缺氧区II；第三段为缺氧区I的反硝化液回流至厌氧区前端。

2.3 参数设计

第一，混合液污泥浓度（MLSS）。膜池MLSS设置以10g/L的标准进行的，缺氧区MLSS为6.4g/L，厌氧区MLSS为4.8g/L，好氧区MLSS为8.0g/L。第二，污泥泥龄（SRT）。对于有脱氮需求的A污水处理厂，在进行泥龄参数设计过程中通常都是以泥龄长的MBR工艺主要考虑，之后则依据硝化泥龄和反硝化泥龄来进行SRT的计算，同时SRT计算时需考虑对膜污染的控制，由此计算A污水处理厂中泥龄设计参数为18.6d。第三，回流比。膜池向好氧区、好氧区向缺氧区、缺氧区向厌氧区的回流液比例分别控制在300～500%、200～300%、100～200%。第四，水力停留时间（HRT）。硝化和反硝化效果与HRT之间有着密切的关系，过短的HRT难以保证硝化和反硝化效果，结合A厂的实际，其膜池HRT设计值为10.5h。

2.4 处理效果对比

在MBR膜处理工艺改造运行半年后，与之前传统的A2/O工艺出水相比较见下表1。

由上表可见， MBR工艺较原先传统工艺的处理效果相比，该工艺效果更優，出水可以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。

结论：A城市污水处理厂的实践表明，以MBR处理工艺代替常规污水处理工艺的二沉池等设施后，可有效实现泥水固液分离，提高污水出水水质；同时，MBR工艺占地面积小、出水可回用等优势对那些占地紧缺、出水水质要求高、污水需再生利用等传统大型城市污水处理厂的升级改造亦有着广阔的市场应用前景。不过，MBR工艺的膜组易堵塞、污染，耗能高、投入成本较高亦是其推广制约因素。大型污水处理厂在选择MBR工艺作为污水处理方案还需从经济性、区域污水特点、出水标准要求等多方面进行综合考量。

参考文献

[1]白昊阳，邢国平等.复合MBR处理洗浴废水并回用[J].中国给水排水.2004（20）.

[2]姚远.A/O+MBR工艺在生活污水处理站中的应用[J].给水排水，2016（S2）.

[3]张海丰，孙宝盛等.膜生物反应器中溶解性微生物代谢产物的产出.中国环境科学，2007，27（4）.

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