MBR工藝市政污水處理系統工程應用研究

柏金標

摘要：以四川某城市污水處理廠的提標改造工程為依托，取污水處理廠生化系統的進水采用“A2/O +MBR”工藝對污水做進一步的后續處理，使MBR出水達到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標準》。通過本次現場連續進水試驗，將驗證MBR膜處理技術可行性，為工藝的優化設計以及運營提供參數。

關鍵詞：MBR工藝；市政污水；化學需氧量；總氮；總磷

引言

隨著城鎮化建設的不斷推進，城鎮污水量和污水水質對城鎮污水處理廠產生巨大的沖擊，污水處理設施面臨著巨大的壓力，環境問題也不斷凸顯。為了提高生態環境質量，改善投資環境以及保護群眾身心健康，將城市建設成為環境優美、清潔衛生、人與自然和諧相處的生態環境城市。按照國務院發布《水污染防治行動計劃》（國發〔2015〕17 號）相關要求，同時嚴格貫徹執行《岷江、沱江流域水污染物排放標準》（DB51/2311-2016），結合城市排水專項規劃，提出污水處理廠改擴建方案，切實指導“十三五”污水處理廠及管網的建設工作。

一、試驗目的及內容

（一）試驗目的：根據四川某污水廠運行情況，用“A2/O +MBR”工藝對污水廠進水做深度處理，通過生化與MBR相結合的工藝，提高可生化性，改善出水水質，中試設備穩定運行，使MBR出水達到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標準》。通過本次現場連續進水試驗，將驗證MBR膜處理技術可行性，為工藝的優化設計以及運營提供參數。

（二）試驗內容：在試驗運行過程中通過對膜集成系統的運行通量、運行方式和進水量等運行參數調進行整，考察分析“A2/O +MBR”設備的運行結果，確定優化的工藝流程和較佳運行參數，為工業化項目提供數據支撐。

二、試驗工藝介紹

結合污水廠的具體運行情況，為了最終使技改工程體現“現代化、科技化”，采用技術先進，成熟可靠，運行費用低、自動化程度較高的工藝路線，對原水進行處理，達到外排標準。污水廠原運行工藝及中試改造工藝流程如下：

污水站技改設計生化階段水力停留時間大概15h。中試設備主體采用“A2/O +MBR”工藝，集裝箱內部設備共分為三個同樣大小的獨立箱體，箱體總有效容積大概3.9立方米，集裝箱外部設置前置攪拌水箱，有效積大概1立方米，設備總有效容積大概5立方米，計劃最終產水流量達到330-417L/h，中試水力停留時間大約12-15h。中試采用5片FMBR-10型可拆卸膜片，總膜面積50平方米。

從現場細格柵出水經潛污泵提升進入中試設備，設備內部加入好氧池污泥，設備第一個箱體與第二個水箱，設為缺氧環境，好氧水箱及膜池產水箱設為好氧環境，并通過污泥回流泵進行回流。設備內部另設有兩臺曝氣風機及一臺產水自吸泵，并設置產水箱，作為產水收集及反洗用水。同時，投加葡萄糖作為反硝化補充碳源，除磷藥劑用作除磷。

中試設備運行方式為：產水8分鐘，反洗2分鐘，如此反復連續運行。并根據污水站工業化污水處理量，以及設備連續運行狀況，對設備產水流量及時間做適當調整，以保持設備運行穩定連續且效果良好。

三、試驗過程及結果

此次中試試驗設備使用的是5片FMBR-10型膜片，總膜面積50m2（可拆卸為30m2）。通過對連續產水的COD、氨氮、TN、TP、濁度等水質指標的檢測數據的分析，以及運行壓力和反洗時長等參數的考察，確定適合的工藝處理操作，驗證系統運行的可行性。考察該工藝運行的穩定性。

本次試驗可分為三個階段：

① 第一階段：2018年4月28日至5月7日，初步試驗階段

設備運行產水流量為240l/h，總停留時間大概21h，缺氧停留時間大概10h，好氧停留時間大概11h。

② 第二階段：2018年5月8日至5月12日，水量提升試驗階段

設備運行產水流量為280l/h，總停留時間大概18h，缺氧停留時間大概9h，好氧停留時間大概9h。

③ 第三階段：2018年5月13日至6月2日，水量提升，水力停留時間縮短至與技改工程設計一致

設備運行產水流量為330l/h，總停留時間大概15h，缺氧停留時間大概7h，好氧停留時間大概8h。

設備三個階段一直保持連續穩定運行。剛開始在較長水力停留時間情況下，穩定改善出水效果，然后提高產水流量，縮短停留時間，最終與技改工程設計一致，用于模擬實際工業化處理情況，設備保持運行正常，產水指標良好。

（一）中試設備及水廠CASS工藝CODcr處理效果對比

從圖表可以看出，經過三個階段的連續運行，中試設備CODcr去除率始終保持在較高水平，去除率基本在80%以上，并且設備產水CODcr并沒有因縮短停留時間，進水水質異常升高，而出現較大幅度波動。

從以上數據對比可以看出檢測結果較為平穩，產水CODcr穩定在30mg/l以下，去除率在90%以上。

（二）中試設備及水廠CASS工藝氨氮處理效果對比

從以上數據可以看出，中試設備出水氨氮效果明顯優于水廠CASS工藝出水，設備出水氨氮數值大部分在1mg/l以下，氨氮去除率基本在98%以上，經過長時間連續運行，穩定達到排放標準以下，只有四次數據在1.5mg/l以上。設備在5月17日至5月20日期間，由于膜池曝氣量降低，曝氣不均勻，導致膜池內部出現未曝氣區域，導致硝化效果不明顯，氨氮出水數據有所升高，但是去除率仍然保持在較高水平。經改善膜池曝氣環境之后，出水氨氮立即恢復到正常水平，從側面說明了中試設備及工藝高效的處理效果。

（三）中試設備TN處理效果

從以上圖表可以看出，經過長時間的穩定運行，“A2/O +MBR”工藝具有較高的TN處理效果，去除率基本在70%以上，前期水廠進水TN嚴重超標，基本在70mg/l以上，最高時將近100mg/l，設備產水穩定在20mg/l左右。進水TN不超標時，設備產水TN基本在10mg/l以下，達到排放要求。