MBR膜處理工藝在大型污水處理廠中的應用

邱紀俠+鄭施雯

（浙江仁欣環科院有限責任公司，浙江 寧波 315199）

摘要：本文以MBR膜處理工藝技術為中心，對其在某大型污水處理廠中的應用進行探討，重點介紹了該廠MBR膜處理工藝特點、參數設計及其處理效果等，旨在今后推廣膜處理工藝在相關大型污水處理的應用提供可靠的參考資料。

關鍵詞：MBR膜處理工藝；大型污水處理廠；應用

引言：MBR，即膜生物反應器（Membrane Bio-Reactor）的簡稱，是一種將膜分離單元和生物處理單元有機結合的新型水處理技術，利用膜分離設施截留生化反應池中的活性污泥和大分子有機物，代替常規重力沉淀固液分離設施可提高固液分離效率。通過實踐應用發現，MBR工藝較傳統工藝優勢較為明顯，例如占地面積小、出水水質好等。隨著我國城鎮化建設的不斷深入，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，具有十分廣闊的應用前景。

一、MBR工藝處理水質特征分析

1.1 MBR出水常規水質特征

通過研究發現，利用MBR工藝進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量也會明顯下降，通常會低至680個/L。通過上述數據可見MBR工藝的應用可有效降低多種污染物的濃度，提升出水水質。除此之外，通過對MBR和傳統二級活性污泥工藝處理效果對比分析發現，MBR膜組件的高效截留作用可使反應器保持較高的生物量（特別是生產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出水溶解性有機物特征

分析發現，通過MBR膜處理工藝進行城市生活污水處理，膜組件會滯留有種不同有機物造成污染，其中溶解性微生物代謝產物（SMP）是其中的主要物質[3]，其成分包括肽類、多糖及蛋白質等，易造成膜孔堵塞，影響出水效果甚至造成膜組件功能損壞。而分析發現，SMP產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用中，對此應給予一定的重視。

二、MBR膜處理工藝在大型污水處理廠中的應用分析

為更進一步了解及掌握MBR膜處理工藝在大型污水處理廠中的應用，下文將以具體實例為研究對象，對該技術應用進行探討。

2.1 案例概況

A城市污水處理廠處理規模為10×104m3/d，其中脫氮除磷工藝是以A2/O為基礎的。通過對A污水處理廠實踐運營情況分析發現，目前其已處于超負荷運行狀態，污水脫氮除磷亦不理想，且其用地緊張，難以實施擴容改造；通過改造原二沉池，在A2/O后增設MBR處理設施，提升脫氮除磷效果，改善出水水質，緩解處理廠的運行壓力。

2.2 工藝特點分析

該廠增設MBR工藝后的特點主要體現在以下幾個方面：第一，進水方式。A污水處理廠基于污水脫氮除磷的需要，增設MBR處理系統同時將缺氧區設為兩段（缺氧區I及缺氧區II），并在處理過程中使用兩點進水方法，即在進生物池前增設進水分配渠道，同時在渠道之后增設污水分配，而所需要處理的污水以一定比例的方式分別經由兩套調節堰門而分別流入到厭氧區或缺氧區I。第二，回流方式。A污水處理廠為了提升出水水質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前端；第二段為好氧區硝化液分別按比例回流至缺氧區I及缺氧區II；第三段為缺氧區I的反硝化液回流至厭氧區前端。

2.3 參數設計

第一，混合液污泥濃度（MLSS）。膜池MLSS設置以10g/L的標準進行的，缺氧區MLSS為6.4g/L，厭氧區MLSS為4.8g/L，好氧區MLSS為8.0g/L。第二，污泥泥齡（SRT）。對于有脫氮需求的A污水處理廠，在進行泥齡參數設計過程中通常都是以泥齡長的MBR工藝主要考慮，之后則依據硝化泥齡和反硝化泥齡來進行SRT的計算，同時SRT計算時需考慮對膜污染的控制，由此計算A污水處理廠中泥齡設計參數為18.6d。第三，回流比。膜池向好氧區、好氧區向缺氧區、缺氧區向厭氧區的回流液比例分別控制在300～500%、200～300%、100～200%。第四，水力停留時間（HRT）。硝化和反硝化效果與HRT之間有著密切的關系，過短的HRT難以保證硝化和反硝化效果，結合A廠的實際，其膜池HRT設計值為10.5h。

2.4 處理效果對比

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

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

結論：A城市污水處理廠的實踐表明，以MBR處理工藝代替常規污水處理工藝的二沉池等設施后，可有效實現泥水固液分離，提高污水出水水質；同時，MBR工藝占地面積小、出水可回用等優勢對那些占地緊缺、出水水質要求高、污水需再生利用等傳統大型城市污水處理廠的升級改造亦有著廣闊的市場應用前景。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濟性、區域污水特點、出水標準要求等多方面進行綜合考量。

參考文獻

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

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

[3]張海豐，孫寶盛等.膜生物反應器中溶解性微生物代謝產物的產出.中國環境科學，2007，27（4）.