MBR工藝在鐵路污水處理中的應用前景

梁 艷

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

MBR工藝在鐵路污水處理中的應用前景

梁 艷

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

MBR工藝是將生物處理與膜技術相結合而成的一種高效污水處理新工藝。本文介紹了這一技術的原理、特點，并對比分析了不同的中水處理工藝。結果表明，MBR工藝比傳統(tǒng)的污水處理工藝具有更強的競爭力，是解決鐵路沿線站區(qū)和住宅小區(qū)污水處理和中水回用問題的一條很好途徑。

MBR工藝；污水處理；中水回用

隨著鐵路行業(yè)的跨越式發(fā)展，產(chǎn)生的污水越來越多。近幾年，國家為促進內(nèi)需，將大力發(fā)展鐵路事業(yè)，同時也要求加大對污水處理的力度。

鐵路的特點是線路長、站點多,沿線站區(qū)大都處在城市郊區(qū)或遠離城市，其排水系統(tǒng)通常不在城市市政管網(wǎng)覆蓋的范圍內(nèi)，而且隨著環(huán)保要求的不斷提高，車站污水必須進行處理后達標排放。因此，為使污水達標排放，就必須單獨設立污水處理系統(tǒng)。考慮我國水資源緊張，車站取用新鮮水資源費用高，為使其自有排水系統(tǒng)充分為鐵路站區(qū)或住宅小區(qū)服務，節(jié)約用水，鐵路站區(qū)或住宅小區(qū)污水處理應實現(xiàn)達標排放與中水回用雙重目標。MBR工藝是將生物處理與膜分離技術相結合而成的一種高效污水處理新工藝，它實現(xiàn)了傳統(tǒng)生物處理機能和膜分離機能的一體化，而且出水符合三級處理標準，可直接回用，既保護了環(huán)境，又能減少車站的用水，實現(xiàn)污水資源化。

1 MBR工藝原理

膜—生物反應器(Membrane Bioreactor)簡稱MBR是生物處理與膜分離處理相結合而成的一種高效污水處理新工藝，它最初應用于生物化工行業(yè)中的連續(xù)發(fā)酵工藝的廢水處理，逐漸發(fā)展被應用于水處理工藝中。其工作原理是利用反應器內(nèi)的硝化細菌轉化污水中的氨氮，以除去污水中產(chǎn)生的異味（污水中產(chǎn)生的異味主要由氨氮產(chǎn)生），最后，通過中空纖維膜進行高效的固液分離出水。MBR工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能，與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有出水水質穩(wěn)定、占地面積小、排泥周期長、易實現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點，是目前較有前途的污水回用技術，其工藝流程見圖1。

圖1 MBR設備工藝流程圖

2 MBR工藝的特點

MBR工藝與普通的活性污泥法相比具有以下特點：

（1）傳統(tǒng)的活性污泥法都是以二級沉淀池分離泥水，二級沉淀池沉淀效果不好，出水中有很多懸浮污泥，出水水質不佳；而MBR工藝采用中空纖維膜進行高效的固液分離，分離效果遠比傳統(tǒng)的二級沉淀池好，出水懸浮物接近于零，可直接回用，實現(xiàn)了污水的資源化。

（2）由于MBR將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二次沉淀池合二為一，并取代了三級處理的全部工藝設施，因此可大幅度減少占地面積，節(jié)省土建投資。

（3）膜的高效截流作用使微生物完全截留在膜—生物反應器內(nèi)，實現(xiàn)反應器水力停留時間和污泥齡的完全分離，運行控制更加靈活穩(wěn)定。反應器內(nèi)的微生物濃度高，傳氧效率高，節(jié)省能耗，耐沖擊負荷，處理裝置容積負荷大，減少了占地。

（4）利用硝化細菌的截留和繁殖，系統(tǒng)硝化效率高，通過運行方式的改變亦可有脫氮除磷功能。而且較長的污泥齡大大提高了消除難降解有機物的功能。

（5）反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長污泥齡下運行，剩余活性污泥產(chǎn)量極低，比常規(guī)活性污泥法少50%～80%，可以大大減少污泥處置費用。

（6）系統(tǒng)采用PLC控制，可以實現(xiàn)全程自動化控制。

總之，膜生物反應器具有許多其它污水處理方法所不具備的優(yōu)點，特別是出水水質可以滿足目前最嚴格的中水回用標準，甚至可以滿足今后更加嚴格的中水回用要求。

3 MBR工藝與常規(guī)中水處理工藝的比較

目前，國內(nèi)普遍采用的中水處理工藝有SBR工藝和生物接觸氧化法等，與常規(guī)中水處理工藝比較，MBR工藝具有很多優(yōu)點，具體比較見表1。

表1 MBR工藝與常規(guī)中水處理工藝的綜合比較

從表1可以看出，無論出水水質、設備投資還是占地規(guī)模，MBR工藝都明顯優(yōu)于常規(guī)的中水處理工藝。在使用范圍上，MBR工藝更適用小規(guī)模的污水處理站。經(jīng)測算，采用MBR工藝處理的污水成本為1.2元/噸左右，加上加壓、輸配的費用，處理站區(qū)或住宅小區(qū)污水的成本仍低于沿線自來水的售價，價格優(yōu)勢相當明顯。并且，采用MBR工藝處理的小區(qū)污水，出水水質穩(wěn)定并優(yōu)于《生活雜用水水質標準》，達到了一類雜用水標準，通過消毒處理后，就可以用于小區(qū)沖廁、綠化、洗車、噴灑道路、空調補水，甚至可以用于標準更高的小區(qū)美化的水景和噴泉工程等。其具體出水水質：CODcr＜50mg/L，BOD5＜5mg/L，SS＜10mg/L，濁度＜3，總大腸菌群數(shù)＜3個/L。

4 結論

MBR工藝具有污染物去除率高、排泥量少、出水水質好、流程簡單、結構緊湊、占地面積小、工藝設備集中、所需操作人員少，并能大幅度去除細菌和病毒等許多常規(guī)工藝無法比擬的優(yōu)勢，且運行成本低，工程經(jīng)濟性好，尤其適用于小型污水處理廠，是解決鐵路沿線站區(qū)和住宅小區(qū)污水處理和中水回用問題的一條很好途徑，具有很好的發(fā)展前景。但MBR工藝作為一種污水處理的新技術，有待于進一步完善，需要更細致地研究設計和運行參數(shù)以便在將來的建設中提供更合理的參數(shù)。

[1]蘭州鐵道學院.污水處理的基本方法及應用[M].北京：中國鐵道出版社，1982.

[2]賀軍社，李安.MBR工藝在鐵路污水處理中的應用[J].西鐵科技，2007（1）：45～46.

[3]張軍，王寶貞，聶梅生.MBR污水處理與回用工藝的經(jīng)濟分析和評價[J].給水排水，2001，27（6）：9～11.

[4]郭煥曉，王彥斌.MBR工藝在車站站房污水回用中的經(jīng)濟分析 [J].鐵路工程造價管理，2006（3）：26～28.

[5]馬峰，于克，李笑敏.通遼鐵路分局3種中水回用工藝的綜合分析 [J].鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保，2004，31（5）：244～246.

S210

B

1007-6344（2016）02-0105-01