污水處理廠中MBR 膜處理技術(shù)的實(shí)施

曹凱琳(北京北排建設(shè)有限公司，北京 100022)

1 MBR 膜處理技術(shù)有關(guān)概念

1.1 MBR 膜處理技術(shù)

MBR 技術(shù)作為近些年來快速發(fā)展的新技術(shù)，之所以在污水處理方面的效率比較高，因?yàn)樗菍BR 膜高效分離技術(shù)和污水中生物降解作用有機(jī)結(jié)合起來的技術(shù)。其工作原理是利用反應(yīng)器的好氧微生物來降解污水中的有機(jī)污染物，同時(shí)利用反應(yīng)器中的硝化細(xì)菌來轉(zhuǎn)化污水中的氨氮，最后再通過中空纖維膜來進(jìn)行固液分離出水工作[1]。通俗來講，它就是將污水處理成高品質(zhì)高再生的新型高端技術(shù)，其有著較強(qiáng)的綜合效益，不僅環(huán)保優(yōu)勢(shì)比較突出，還有利于發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，響應(yīng)了節(jié)能減排的基本政策。總之，MBR 是污水處理上更高技術(shù)路線的最佳選擇。隨著投資費(fèi)用的不斷降低以及相關(guān)水資源政策和污染治理政策的深化實(shí)施，MBR 將會(huì)有著更加廣泛的應(yīng)用。

1.2 MBR 膜處理技術(shù)出水水質(zhì)特征

MBR 膜處理技術(shù)在生活污水的處理上，具有出水無色無味并且渾濁度低于0.52 的特征，同時(shí)COD 濃度會(huì)低于14.8 mg/L，陰離子和BOD5分別低于11.8 mg/L 和4 mg/L，氨氮濃度則處于2.9 mg/L。從上述出水水質(zhì)特征上可以看出，MBR 膜處理技術(shù)對(duì)污水處理中的多種污染物都能夠進(jìn)行極高效率的生產(chǎn) ，從而制造出特別的可再生水。將MBR 膜處理技術(shù)和傳統(tǒng)一級(jí)濁水加工工藝比較來看，發(fā)現(xiàn)MBR 膜處理技術(shù)對(duì)污水中的微生物有著較好的消除效果。而污水中活性微生物會(huì)受到多種因素影響，例如：空間、有毒物質(zhì)、環(huán)境、氣候以及污泥停留時(shí)間等。而MBR膜處理技術(shù)能夠通過殺菌對(duì)微生物實(shí)現(xiàn)消除。目前為了保證MBR 膜處理技術(shù)在污水處理中有著更好的膜通量提高處理效率，會(huì)運(yùn)用到全自動(dòng)水洗、化學(xué)洗以及線化學(xué)清洗系統(tǒng)。

2 MBR 膜處理技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)施應(yīng)用

2.1 生活污水處理

在生活污水處理上，主要的污水處理設(shè)施是以城市污水處理廠為主，目前一些大型的城市污水處理廠都已經(jīng)引入了MBR 膜處理技術(shù)。很多污水處理廠在采用該技術(shù)以后，憑借著少量的建筑用地，提供了較高的出水水質(zhì)。比如無錫市城北污水處理廠四期工程，經(jīng)過MBR 膜處理，整體出水情況比較穩(wěn)定，出水COD<50 mg/L、SS<50 mg/L。另外廣州京溪污水處理廠在采用MBR 膜處理技術(shù)處理市政污水以后，發(fā)現(xiàn)氨氮、濁度以及COD 等都有著比較明顯的去除效果。這一系列應(yīng)用實(shí)例表明，MBR 在污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行的過程中，能夠?qū)Ω鞣N負(fù)荷都能夠有效抵御，讓出水水質(zhì)變得更加穩(wěn)定。

2.2 制藥廢水處理

制藥廢水往往成分比較復(fù)雜，不僅有機(jī)污染物的種類比較多，一些污染物濃度也比較高，屬于那種比較難處理的高難度有機(jī)廢水。傳統(tǒng)污水處理中，無論是制藥廢水能耗還是運(yùn)行成本相對(duì)來說都比較高，而MBR 膜處理技術(shù)憑借其能耗少和占地小等優(yōu)點(diǎn)，在制藥廢水上有著較為廣泛的應(yīng)用。廣州某中藥加工廠在處理制藥廢水的過程中利用MBR 膜處理技術(shù)后，在處理水量48 m3/d 情況下，進(jìn)水COD 為3 390 mg/L，色度為600 mg/L，其中MBR 膜處理單元對(duì)COD、BOD5色度去除率能夠達(dá)到98.0% 和97.1% 以上，有著較好的處理效果。利用MBR膜生物反應(yīng)器對(duì)制藥污水實(shí)施實(shí)驗(yàn)處理，結(jié)果表明進(jìn)行COD 和出水COD分別能夠維持在1 000～4 000 mg/L和100 mg/L以下。

2.3 醫(yī)療廢水

MBR 膜處理技術(shù)在醫(yī)院的污水處理領(lǐng)域也有著較為普遍的應(yīng)用。對(duì)于醫(yī)院廢水處理來說，清除出水的懸浮物含量和降低單元消毒劑的投加量，一直是一個(gè)比較關(guān)鍵的處理難題。而通過天津某大興醫(yī)院綜合污水處理站，在運(yùn)用MBR 膜處理技術(shù)的過程中，最初設(shè)計(jì)處理能力為1 000 m3/d。而經(jīng)過調(diào)節(jié)池的處理，能夠在MBR 池內(nèi)將氣水比控制在20∶1。而經(jīng)過相應(yīng)的監(jiān)測(cè)，其中污水處理過程中的COD 有70 mg/L, 整體出水比較穩(wěn)定。

2.4 啤酒廢水

啤酒廢水由于氮和磷的整體含量都比較低，而有機(jī)物含量則比較高，此外還有著可生化性好的特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn)，通過MBR 膜處理技術(shù)在啤酒廢水處理中的運(yùn)用，對(duì)啤酒廢水的COD 和SS 都有著較好的去除效果。另外采用了浸沒式空纖維膜處理技術(shù)來對(duì)啤酒廢水進(jìn)行處理，能夠?qū)⒊鏊瓹OD 控制在60 mg/L 以下，也有著較好的處理效果。

3 MBR 在污水處理中的具體實(shí)施工藝

3.1 厭氧以及缺氧交替工藝

這種交替式工藝在污水處理廠的應(yīng)用，可以提高生活污水處理過程中的脫氨除磷效果，具體實(shí)施主要由一個(gè)交替反應(yīng)池內(nèi)置膜過濾單元的好氧池所組成。通過好氧池底部回流污泥流向的改變，來達(dá)到一種污水治理的效果。實(shí)際運(yùn)作中這兩個(gè)反應(yīng)器都會(huì)依次形成缺氧和厭氧的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)同步厭氧釋磷、硝化以及BOD 去除等過程。另外好氧反應(yīng)器在進(jìn)行連續(xù)曝氣減緩膜污染的整個(gè)進(jìn)程，還能夠?qū)⒄麄€(gè)清洗周圍有效延長(zhǎng)。這種交替工藝在污水處理中有著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)COD 以及TP都能進(jìn)行很好的去除，是比較常用的MBR 實(shí)施工藝。

3.2 A2/0+MBR 工藝

A2/0+MBR 工藝指的是傳統(tǒng)污水處理中A2/0 技術(shù)和 MBR技術(shù)的完美融合，讓兩種優(yōu)點(diǎn)能夠相互彌補(bǔ)，在污水處理中能夠相互配合 ，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效轉(zhuǎn)化。A2/0+MBR 工藝中的高污泥濃度，不僅減少了水力停留時(shí)間，同時(shí)還能進(jìn)行同步硝化和反硝化的階段。即便是 在C/N 較低的情況下，也能保證污水處理進(jìn)行能夠進(jìn)行優(yōu)良的脫氮除磷反應(yīng)。通過在處置市區(qū)污水時(shí)A2/0+MBR 工藝的應(yīng)用情況來看，在MBR 污泥濃度最高達(dá)8.2 g/L 的情況下，對(duì)TN 和氨氮的去除率能夠達(dá)到78.5% 和94.7%，對(duì)主要污染物質(zhì)都能進(jìn)行排除，有著重要的應(yīng)用意義。

3.3 PAC-MBR 工藝

PAC-MBR 工藝的實(shí)施，是指將 PAC 投入到 MBR 污染混合液當(dāng)中，一般污水處理中的污泥絮體都會(huì)以PAC 顆粒作為骨架。而該工藝可以對(duì)絮凝混合液中的微細(xì)膠體、胞外聚合物以及溶解性有機(jī)物等都進(jìn)行吸附，不僅讓污泥的顆粒途徑變得更大，同時(shí)相應(yīng)的抗壓能力也會(huì)變得更強(qiáng)。這樣膜面沉積層的孔隙率就會(huì)有著明顯提高，并且壓密性也會(huì)降低。最后PACMBR 工藝讓膜過濾阻力以及膜污染程度有著明顯降低，通過提高膜通量的方式來提高污水處理效果。另外由于PAC 污泥絮體的吸附和生物降解作用有著一定的協(xié)同關(guān)系，會(huì)形成一種生物活性炭，這樣在對(duì)有機(jī)感染物進(jìn)行去除的過程中，PAC 就會(huì)得以再生。由于這種PAC 再生的存在，相應(yīng)膜清洗周期就會(huì)變長(zhǎng)，這也是MBR 施工工藝在污水處理中的作用體現(xiàn)[2]。

3.4 進(jìn)水和回流工藝

在污水廠污水處理中為了進(jìn)一步提升污水廠脫氮除磷的效果，可以通過污水途徑的合理分配，來有效控制進(jìn)入的污水。在這一過程中，需要對(duì)污水比例做好控制，確保厭氧區(qū)以及缺氧區(qū)的污水都處于規(guī)定范圍內(nèi)。除了進(jìn)水工藝外，還需要在回流工藝上綜合污水處理多方面因素，包括MBR 膜處理工藝特征以及應(yīng)用要求，對(duì)污泥回流以及硝化液等實(shí)施規(guī)范化應(yīng)用，做到對(duì)回流以及進(jìn)水兩大工藝環(huán)節(jié)的優(yōu)化。此外在MBR 膜處理工藝應(yīng)用中，還能夠應(yīng)用三段回流方法，在混合液中摻入更多的氧氣，通過可行手段的實(shí)施來科學(xué)設(shè)置參數(shù)，從而有效控制MBR 膜池的硝化液回流，避免出現(xiàn)直接回流[3]。

3.5 提升方法和好氧區(qū)

此外MBR 膜處理工藝的應(yīng)用，還需要在回流、進(jìn)水環(huán)節(jié)把控基礎(chǔ)上對(duì)提升方法進(jìn)行優(yōu)化，將污水處理中混合液回流提升和提升系統(tǒng)功能的作用充分發(fā)揮出來。一般來講MBR 膜處理工藝的提升系統(tǒng)主要是借助于水泵，來將好氧池中的污水提升到構(gòu)建的膜池中，之后再借助混合液重力，讓其流入到構(gòu)建好的生物池中。此外還需要利用MBR 膜處理工藝中的提升系統(tǒng)對(duì)設(shè)備設(shè)施中的污水深度進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，避免其深度超過生化池，促使好氧池的污水能夠直接流入到對(duì)應(yīng)膜池中，再借助回流泵混合液的作用，在生物池中出現(xiàn)。此外在此過程中為了保持出水水質(zhì)，需要注重MBR 膜處理工藝下的好氧區(qū)，將混合液DO 濃度高低作為切入點(diǎn)，讓溶液混合速度明顯加快，確保整個(gè)污水處理過程中混合液懸浮并且紊流狀態(tài)良好[4]。

3.6 參數(shù)設(shè)計(jì)和MBR 膜處理工藝運(yùn)行維護(hù)

在MBR 膜處理工藝運(yùn)行過程中，參數(shù)設(shè)計(jì)是保證運(yùn)行治理和出水水質(zhì)的關(guān)鍵，對(duì)污水處理的最終效果能夠產(chǎn)生直接影響。在實(shí)際應(yīng)用中污水處理廠需要根據(jù)污水處理的難點(diǎn)以及重點(diǎn)，根據(jù)MBR 膜處理工藝的流程以及具體要求來對(duì)參數(shù)做出科學(xué)設(shè)計(jì)，比如根據(jù)污泥負(fù)荷以及污泥濃度等，確保其能夠?qū)ξ鬯幚硪髮?shí)現(xiàn)有效滿足。最后MBR 膜處理工藝還需要注重MBR 膜的運(yùn)行維護(hù)，對(duì)MBR 膜處理工藝中膜組件的產(chǎn)水能力以及膜通量做出保證，確保在實(shí)際運(yùn)行中能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷出水，將離線清洗和在線反洗等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有機(jī)融合，對(duì)污水處理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的采集分析和整理，對(duì)污水處理各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)有效優(yōu)化，從而讓污水處理后水質(zhì)質(zhì)量得到明顯提升[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，對(duì)生態(tài)環(huán)保的要求也越來越高，污水處理成為了重要問題。在污水處理廠中采用MBR 技術(shù)，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，能夠在生活污水、啤酒廢水以及醫(yī)療廢水上都進(jìn)行很好地污水整治。對(duì)于污水處理廠而言，其需要根據(jù)自身情況以及各類污水處理問題，采取多種確切可行的方法技術(shù)。巧用MBR 膜處理工藝，讓其多項(xiàng)功能作用發(fā)揮出來，對(duì)污水中懸浮物進(jìn)行科學(xué)截留。具體可以采用厭氧和缺氧交替工藝、A2/0+MBR 工藝以及PAC-MBR 工藝，有良好的應(yīng)用前景，值得深入研究。