MBR工藝在制藥行業(yè)高鹽高濃度有機(jī)廢水中的應(yīng)用案例

曾光榮，李 健

(中國市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，吉林長春 130021)

膜生物反應(yīng)器[1](membrane bioreator reactor，MBR)的準(zhǔn)確定義，是帶有膜過濾單元的廢水生物處理工藝，是一種將膜分離與傳統(tǒng)生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型高效污水處理與回用工藝。MBR生物池中的混合液濃度較常規(guī)曝氣生物池的濃度高，可以提高污水處理程度，使出水水質(zhì)指標(biāo)優(yōu)于常規(guī)處理工藝，SS、細(xì)菌總數(shù)等指標(biāo)明顯改善；BOD5、CODCr、TP等指標(biāo)較常規(guī)處理工藝處理率略有提高。MBR工藝具有工藝流程短、構(gòu)筑物少、布置緊湊、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸被認(rèn)為是解決廢水處理和回用問題的最佳適用技術(shù)之一。

由于制造工藝流程的不同，制藥廢水中通常會(huì)產(chǎn)生含有不同污染物的廢水。其中，高鹽高濃度有機(jī)廢水就是一個(gè)典型的廢水類型。含鹽量大于1%的廢水稱為含鹽廢水，含鹽廢水的處理通常分為物理化學(xué)法[2]及生物法[3]，相較于前者，生物法更經(jīng)濟(jì)有效。隨著MBR工藝急速的發(fā)展，除了被應(yīng)用于處理市政污水，還被用于處理高鹽廢水。水廠運(yùn)行實(shí)踐表明，高鹽廢水在經(jīng)過膜處理后，CODCr去除率在90%左右，氨氮去除率在95%左右。然而，高鹽廢水可能會(huì)抑制活性污泥中微生物的活性，并改變其細(xì)胞表面電荷、疏水性以及絮凝性，從而影響活性污泥的理化性能。

膜技術(shù)在20世紀(jì)90年代后期發(fā)展迅速，特別是進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著膜材料生產(chǎn)的規(guī)模化、膜組件及其處理產(chǎn)品的設(shè)備化和集成化、膜設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的普及化和價(jià)格的大眾化，膜技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室潛在技術(shù)迅速發(fā)展成為工程實(shí)用技術(shù)，在許多工程實(shí)施中應(yīng)用，并且可與傳統(tǒng)技術(shù)相競(jìng)爭。相比傳統(tǒng)三級(jí)污水處理技術(shù)，MBR工藝在經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行管理等方面更具有優(yōu)勢(shì)，在節(jié)省占地面積、簡化運(yùn)行操作流程和保證出水水質(zhì)的同時(shí)，投資成本和膜更換周期成本都逐步與傳統(tǒng)工藝相近。

1 MBR工藝在制藥行業(yè)高鹽廢水的應(yīng)用

針對(duì)高鹽高濃度有機(jī)廢水，目前較為有效、成熟的處理方式有生物化學(xué)法、物理化學(xué)法及其組合工藝，其中生物法是處理高鹽有機(jī)廢水最傳統(tǒng)且廣泛流行的方法。在處理制藥廢水高鹽高濃度有機(jī)廢水上，一般采用的工藝流程是預(yù)處理-缺氧-厭氧-好氧-二次混凝沉淀，可以有效去除制藥廢水中的有機(jī)污染物，出水滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。生化各區(qū)段污泥需單獨(dú)回流，減少菌群的相互影響，有利于優(yōu)勢(shì)微生物的生存。含鹽量高、污泥沉降性差是高鹽廢水的共性，在二沉池出水后增加混凝沉淀工序是保證尾水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的重要條件。本工程針對(duì)廢水可生化性進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)工藝流程各區(qū)段的特點(diǎn)進(jìn)行分析，利用水解酸化池替代缺氧池和厭氧池；由于高鹽廢水在二沉池內(nèi)不容易沉淀，運(yùn)行中易產(chǎn)生污泥膨脹，利用MBR膜池替代傳統(tǒng)的二沉池+絮凝沉淀池。同時(shí)，膜池具有良好的泥水分離功能，可降低傳統(tǒng)工藝在絮凝段投加的大量化學(xué)藥劑，減少化學(xué)污泥產(chǎn)量及常年運(yùn)行藥耗。

2 案例分析

2.1 項(xiàng)目概況

該制藥集團(tuán)主要生產(chǎn)維生素類、抗生素類、心腦血管類、抗病毒類、消化系統(tǒng)類等各種原料藥、醫(yī)藥中間體和制劑等產(chǎn)品。其中，制劑產(chǎn)品有20多個(gè)類別、上百個(gè)品種規(guī)格，有片劑、丸劑、膠囊劑、栓劑、散劑、顆粒劑、口服液、粉針劑等多種劑型，該制藥集團(tuán)還擁有以主要原料藥為基礎(chǔ)，深加工飼料添加劑和獸藥的生產(chǎn)基地。企業(yè)在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生含有各種污染物的生產(chǎn)廢水和少量生活污水，污水處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。根據(jù)對(duì)制藥行業(yè)多年的治理裝置運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及研究結(jié)果，采用以生物處理法為主的工藝處理制藥廢水是經(jīng)濟(jì)、合理、有效的，其特點(diǎn)是適應(yīng)范圍廣、能耗和運(yùn)行成本低、處理效果好、剩余污泥量少等。因而，確定生物處理工藝為廢水處理工程的主體工藝。該制藥集團(tuán)污水處理站內(nèi)高鹽廢水設(shè)計(jì)處理規(guī)模為8 000 m3/d，在分析其水質(zhì)特點(diǎn)之后，處理工藝采用預(yù)處理+水解酸化+厭氧處理+好氧處理+MBR膜池。

2.2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)及處理程度

根據(jù)該制藥集團(tuán)多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，集團(tuán)內(nèi)產(chǎn)生的高鹽廢水設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。項(xiàng)目出水執(zhí)行遼寧省《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 21/1627—2008)[4]要求,項(xiàng)目尾水最終排入下游污水處理廠進(jìn)一步進(jìn)行處理。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)Tab.1 Designed Influent and Effluent Quality

2.3 廢水水質(zhì)特點(diǎn)

該制藥集團(tuán)排放的綜合廢水中含有多種難生物降解物質(zhì)和抑制微生物生長的物質(zhì)。從可生化程度(BOD5/CODCr)可知，廢水中可生物降解的有機(jī)物成分較多，雖然含有氮、磷等微生物生長所需的元素，但為達(dá)到生物處理要求還需要適當(dāng)補(bǔ)充微生物所需的各種營養(yǎng)鹽。在提供適宜的環(huán)境和適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行負(fù)荷條件下，可以采用馴化后的微生物進(jìn)行降解。制藥廢水的水質(zhì)特征如下。

(1)有機(jī)物濃度高

廢水中的有機(jī)物主要有各種化學(xué)醫(yī)藥產(chǎn)品合成反應(yīng)過程中所流失的物料、反應(yīng)中間體、反應(yīng)副產(chǎn)物、有機(jī)溶媒、發(fā)酵廢液、洗料等。

(2)鹽度高

在藥品的生產(chǎn)過程中，要消耗大量的鹽酸、碳酸鈉、碳酸鈣、液堿等物質(zhì)，最終出水中無機(jī)鹽含量極高，成為抑制生物降解的主要因素之一[5]。

(3)SS濃度高

廢水中的SS主要是化學(xué)合成制藥過程中產(chǎn)生的復(fù)雜物質(zhì)、中間體、發(fā)酵產(chǎn)生的微生物菌絲體等。

(4)pH變化大

廢水中含有大量的中間代謝產(chǎn)物、表面活性劑和提取分離過程殘留的高濃度強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑，原料成分復(fù)雜，容易引起pH的大幅度波動(dòng)，影響生物反應(yīng)活性。

(5)水質(zhì)水量變化較大、沖擊負(fù)荷高

由于藥品生產(chǎn)中的間歇操作、間歇進(jìn)料、間歇排水等，大量有機(jī)污染物在極短的時(shí)間內(nèi)集中排放，各種水質(zhì)指標(biāo)在短時(shí)間內(nèi)劇烈變化，要求廢水處理系統(tǒng)有較高的抗沖擊負(fù)荷能力。

(6)營養(yǎng)單一

該生產(chǎn)工藝從原料到成品都以碳水化合物為主，缺少微生物生長所必需的營養(yǎng)和微量元素。

(7)成分復(fù)雜和不確定性

廢水中含有化學(xué)合成、發(fā)酵工藝產(chǎn)生的大量中間體和投加的大量化工原料，以及提取分離過程殘留的高濃度酸、堿和有機(jī)溶劑等。同時(shí)，企業(yè)生產(chǎn)內(nèi)容和生產(chǎn)數(shù)量的不斷變化，使生產(chǎn)廢水的成分越發(fā)復(fù)雜和難以確定。

(8)抑菌性物質(zhì)含量高

由于分離提取效率所限，廢水中含有大量的殘留抗生素[6]、其他有害原料及中間產(chǎn)物殘存物質(zhì)。當(dāng)這些物質(zhì)的濃度較高時(shí)，就會(huì)抑制微生物活性，降低處理效率。

(9)廢水可生化性差

生產(chǎn)中化學(xué)合成制藥占相當(dāng)?shù)谋壤虼耍瑥U水的可生化性較差。此外，鹽類物質(zhì)和抑菌性物質(zhì)等干擾測(cè)定結(jié)果的真實(shí)性，大量的實(shí)踐表明，該廢水實(shí)際可生化性更差。

制藥廢水的綜合特征是有機(jī)物濃度高、鹽量大、成分復(fù)雜、抑制性物質(zhì)多。其中，鹽量大和抑制性物質(zhì)多是生物處理遇到的最大問題。因此，對(duì)于本廢水僅用可生化性來衡量是不夠的。

制藥廢水中高鹽廢水的主要特征是無機(jī)鹽含量大、水溫較高、色度較大、SS濃度較高、水質(zhì)偏酸性，處理難度比較大。因此，從以上廢水水質(zhì)特征來看，為確保系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，必須對(duì)該廢水采取有效的預(yù)處理辦法，并預(yù)留適當(dāng)?shù)氖鹿侍幚泶胧缓笤龠M(jìn)一步處理[7]。但是，考慮到廢水的復(fù)雜性，預(yù)處理后的廢水經(jīng)一般生物處理后，出水仍然難以達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，必須采用新工藝和新技術(shù)對(duì)其進(jìn)一步處理。

2.4 采用MBR工藝的原因分析

經(jīng)過上述水質(zhì)分析，結(jié)合國內(nèi)外成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)[8]，采用MBR工藝作為生物處理單元的原因如下[9]。

(1)有機(jī)物去除率高。膜分離使污水中的大分子難降解成分在體積有限的生物反應(yīng)器中有足夠的停留時(shí)間，有利于專性菌的培養(yǎng)，大大提高了難降解有機(jī)物的降解效率，CODCr去除率高。

(2)分離效果好。高鹽高濃度有機(jī)廢水在經(jīng)過生化處理后污泥不易沉降[10]，膜是泥水分離效果最好的方式之一，MBR膜池出水中的SS和渾濁度非常低，而且能夠去除病毒和細(xì)菌[11]。

(3)污泥量少。足夠的停留時(shí)間使反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長污泥齡下運(yùn)行，剩余污泥排放量少。同時(shí)，也有利于增殖緩慢的硝化菌的生長、繁殖，確保了系統(tǒng)的硝化效率。

(4)運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定。膜組件的截流作用將微生物留在反應(yīng)器中，保證反應(yīng)器內(nèi)的高污泥濃度，實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間的分離。MBR工藝系統(tǒng)內(nèi)污泥質(zhì)量濃度高達(dá)8～15 g/L，污泥齡一般在12～40 d，適合處理高濃度有機(jī)廢水。

(5)對(duì)水質(zhì)水量的變化適應(yīng)能力強(qiáng)，耐沖洗負(fù)荷強(qiáng)。解決了傳統(tǒng)活性污泥法造成的沉淀部分對(duì)最大生物濃度的限制，反應(yīng)器內(nèi)的污泥質(zhì)量濃度高，是傳統(tǒng)方法的2～3倍，達(dá)8 000～12 000 mg/L。

(6)清洗方便。膜材質(zhì)為聚四氟乙烯，壽命長，抗污染性強(qiáng)，易清洗，適于污水處理。化學(xué)性能穩(wěn)定，抗氧化性強(qiáng)，可采用常用氧化性藥劑進(jìn)行化學(xué)清洗。

2.5 制藥廢水處理方案

針對(duì)制藥廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，高鹽廢水、高濃度有機(jī)物經(jīng)過調(diào)節(jié)、中和、厭氧處理后再經(jīng)過好氧及膜處理，保證了出水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。該組合工藝可確保廢水處理穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，而且可以滿足污水將來進(jìn)一步升級(jí)改造的要求，其主要具有如下的先進(jìn)性和優(yōu)越性：1)結(jié)合實(shí)際廢水水質(zhì)特征，通過增設(shè)預(yù)處理工藝(調(diào)節(jié)水量、中和等)和水解酸化工藝，可提高處理設(shè)計(jì)容量，同時(shí)有效降低后端好氧負(fù)荷進(jìn)而降低實(shí)際運(yùn)行費(fèi)用；2)采用成熟的生化工藝作為膜處理的預(yù)處理工藝，在降低投資和運(yùn)行費(fèi)用的同時(shí)，確保膜處理的穩(wěn)定運(yùn)行；3)好氧和厭氧反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，運(yùn)行過程中載體內(nèi)部存在著良好的厭氧區(qū)微環(huán)境；4)微生物呈現(xiàn)分層和分群的現(xiàn)象，菌群結(jié)構(gòu)合理及耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；5)污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì)、水量，同時(shí)要在該池內(nèi)增設(shè)加藥裝置，調(diào)整廢水pH和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，且池內(nèi)設(shè)有攪拌裝置；6)采用厭氧處理去除絕大部分工藝水中的有機(jī)物，不僅能耗較少，而且成本低。

(1)工藝流程設(shè)計(jì)(圖1)

經(jīng)過調(diào)節(jié)、中和、厭氧水解、好氧生化等一系列前序處理的高鹽廢水[12]，進(jìn)入MBR膜池。本工程設(shè)置高鹽廢水MBR池共2組，每組設(shè)計(jì)流量為400 m3/h(總變化系數(shù)為1.2)。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process Flow Diagram

具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下：總設(shè)計(jì)流量為1 066.67 m3/h，總回流量為666.67 m3/h，總出水量為400 m3/h；MBR池每組曝氣量為3 600 m3/h；風(fēng)源引自新建鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)的磁懸浮鼓風(fēng)機(jī)。

每組內(nèi)共10套膜組件，每個(gè)膜組件連接的出水管接PVC轉(zhuǎn)子流量計(jì)，每個(gè)膜組件連接的空氣管接玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，出水總管及回流總管各連接電磁流量計(jì)。

MBR池內(nèi)共設(shè)置產(chǎn)水泵、回流泵、反洗泵(利用產(chǎn)水池進(jìn)行反沖洗)、堿洗泵、酸洗泵、空壓機(jī)系統(tǒng)及起吊系統(tǒng)。在膜輔助設(shè)備間內(nèi)設(shè)置反洗水罐、酸洗罐、堿洗罐。

(2)工藝流程特點(diǎn)分析

①對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分析，由于進(jìn)水呈酸性，設(shè)置中和塔進(jìn)行pH粗調(diào)，在調(diào)節(jié)池2中投加NaOH調(diào)整pH值到7～8后進(jìn)入水解酸化池。采用厭氧處理去除絕大部分水中的有機(jī)物，不僅能耗較少、成本低而且可以生成大量沼氣作為二次能源進(jìn)行回收。在水解酸化池內(nèi)采取一些增強(qiáng)處理效果的技術(shù)措施。a)池底設(shè)置大阻力布水系統(tǒng)，利用進(jìn)水和回流污泥來攪動(dòng)池內(nèi)的污泥，使其處于懸浮狀態(tài)與進(jìn)水充分混合，從而提高水解酸化池的處理效果，減輕后續(xù)好氧處理的負(fù)荷。水解池自身污泥回流到水解酸化池前端可以增加池內(nèi)污泥濃度、提高處理效果，同時(shí)使得污泥得到硝化，減少剩余污泥的排放量，降低污泥的處理費(fèi)用，從而減少運(yùn)行費(fèi)用。b)池底裝有排泥管道，收集水解酸化池產(chǎn)生的沼氣后進(jìn)行沼氣反沖洗，可以保證水解酸化池長期穩(wěn)定運(yùn)行。c)為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證池內(nèi)運(yùn)行水量的穩(wěn)定性，在前端設(shè)置調(diào)節(jié)池，運(yùn)行時(shí)可根據(jù)來水量的變化，均勻提升至水解酸化池。

②水解酸化池設(shè)計(jì)進(jìn)水CODCr質(zhì)量濃度<10 000 mg/L，出水CODCr質(zhì)量濃度≤2 000 mg/L。池體尺寸L×B×H=71 m×26 m×15 m，共分4組系列，每組分8格，水解酸化池停留時(shí)間為54.7 h，設(shè)計(jì)采用的CODCr容積負(fù)荷為3.5 kg CODCr/(m3·d)，回流比為50%～100%，內(nèi)設(shè)8臺(tái)回流泵(4用4備)，設(shè)置高壓風(fēng)機(jī)2臺(tái)為反沖洗系統(tǒng)提供氣源。

③生化池采用好氧模式運(yùn)行，主要去除水中的CODCr、BOD5。生化池進(jìn)出水分2種情況。情況一：不考慮MBR池的回流情況，進(jìn)水設(shè)計(jì)流量為400 m3/h。情況二：考慮MBR池的回流情況，進(jìn)水設(shè)計(jì)流量為400 m3/h；回流設(shè)計(jì)流量為666.67 m3/h；出水設(shè)計(jì)流量為1 066.67 m3/h。采用連續(xù)好氧出水方式，共分4條出水渠出水。生化池混合液質(zhì)量濃度為5 000 mg/L，CODCr容積負(fù)荷為1.06 kg CODCr/(m3·d)，名義水力停留時(shí)間為44.9 h，總需氣量為448 m3/min，生化池池內(nèi)設(shè)置盤式曝氣器。

④MBR池采用浸沒式MBR膜池，膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)，生化池內(nèi)的混合液通過重力自流進(jìn)入膜池，膜組件出水通過總管連接，并接入對(duì)應(yīng)于水泵吸口，依靠水泵產(chǎn)生的真空抽力將膜池中的水經(jīng)過膜絲匯集到出水干管，進(jìn)入后續(xù)單元。MBR膜組件采用的微濾膜，設(shè)計(jì)膜通量為17.4 L/(m2·d)，膜孔徑為0.1～0.4 μm，材質(zhì)為聚四氟乙烯(PTFE)，它較之常用的微濾膜材質(zhì)聚偏氟乙烯(PVDF)有更好的酸堿耐受能力(PVDF一般使用檸檬酸來清洗)，淤堵后恢復(fù)通量的能力很強(qiáng)，膜的使用壽命更長。設(shè)置在膜組件下方的曝氣裝置除具備充氧功能外，由曝氣造成的強(qiáng)烈攪拌作用還可以對(duì)膜絲進(jìn)行擦洗，降低膜堵塞的周期。

(3)運(yùn)行調(diào)試過程中注意事項(xiàng)

①生化池及膜池接種相近水質(zhì)的活性污泥，接種的活性污泥具有適應(yīng)和分解高鹽廢水的優(yōu)勢(shì)菌種。如果沒有相近水質(zhì)的活性污泥作為接種污泥，可在培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)菌種的過程中，逐步增加污水量，篩選出適應(yīng)高鹽廢水的優(yōu)勢(shì)菌種。

②如果污水中的洗滌劑含量較多，曝氣過程中池內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較多的泡沫。如果泡沫的形態(tài)濃厚、多脂，外觀呈現(xiàn)出的顏色類似于奶油色，則是污泥中某些微生物降解過程產(chǎn)生的。當(dāng)這種泡沫嚴(yán)重影響出水水質(zhì)時(shí)，可采取如下措施：加消泡劑(消泡劑不會(huì)對(duì)膜產(chǎn)生危害的情況下使用)；噴水去除；增加反應(yīng)池的污泥濃度。

③當(dāng)膜池內(nèi)的污泥從正常的深褐色變成黑色，意味著污泥發(fā)生了腐敗，黑色的污泥會(huì)散發(fā)一定量的H2S氣體，這主要是曝氣量相對(duì)不夠造成的，可以采取暫停出水或增加膜池內(nèi)的曝氣量的方法來解決。

(4)MBR膜池調(diào)試過程

MBR工藝處理水量和出水水質(zhì)要求較高，是工程調(diào)試的難點(diǎn)。

①水量調(diào)試。水量調(diào)試的主要工作內(nèi)容有進(jìn)水水量的調(diào)配與自動(dòng)控制、進(jìn)水量的平均調(diào)配、污泥生化系統(tǒng)的接種與馴化培養(yǎng)、膜系統(tǒng)的試產(chǎn)水、膜系統(tǒng)各類工序的自動(dòng)控制、膜系統(tǒng)清洗、膜通量與膜污染的監(jiān)測(cè)控制等方面。

控制原則與目標(biāo)：通過對(duì)進(jìn)水井的調(diào)配，保證各池進(jìn)水量基本一致；各池出水量也基本一致。通過進(jìn)水量、出水量、污泥排量的調(diào)節(jié)，保證各池液位水平基本一致，才能更好地保證分量分配的均一性。一般進(jìn)水量差值在10%以內(nèi)，出水量差值在5%以內(nèi)，液位差值在0.1 m以內(nèi)。

②水質(zhì)調(diào)試。從調(diào)試運(yùn)行初期開始對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的配水、回流、曝氣、污泥濃度、加藥點(diǎn)與加藥量進(jìn)行摸索，調(diào)試至最佳的運(yùn)行狀態(tài)。不斷根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)變化情況對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，其調(diào)試方案主要包括以下幾個(gè)方面。

調(diào)節(jié)池內(nèi)混合狀態(tài)和DO：通過調(diào)節(jié)厭氧池、缺氧池?cái)嚢杵鞯耐屏鞣较颍ＷC混合液有良好的攪拌混勻狀態(tài);調(diào)節(jié)好氧池各曝氣閥門的開度、低速推流器的開啟個(gè)數(shù)，使好氧池混合液保持在較好的流態(tài)下，實(shí)現(xiàn)完全混合和最大生化反應(yīng)速率。

調(diào)節(jié)排泥量：污泥濃度的調(diào)節(jié)應(yīng)根據(jù)進(jìn)水水量、水質(zhì)的變化靈活調(diào)整，在滿足水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，應(yīng)將污泥濃度保持在合理區(qū)間，以控制污泥的泥齡和過濾特性，兼顧污泥透水性能。

在調(diào)試初期，可適當(dāng)延長泥齡，以使微生物更快地馴化和適應(yīng)。生化系統(tǒng)后，可摸索進(jìn)水量、水質(zhì)與剩余污泥產(chǎn)量的平衡關(guān)系。同時(shí)，需要考慮化學(xué)污泥的產(chǎn)量及比例。

調(diào)節(jié)回流比：根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)和各池的DO/氧化還原電位(ORP)值調(diào)節(jié)逐級(jí)回流的回流比，使系統(tǒng)發(fā)揮最大的生物脫氮除磷功能；通過各池回流泵頻率的調(diào)節(jié)，控制回流量和回流比；回流比的調(diào)節(jié)應(yīng)兼顧各池污泥濃度、DO濃度與ORP條件，使其保持在合理區(qū)間。

③調(diào)節(jié)好氧池供氣量和DO：隨進(jìn)水負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)好氧池曝氣的風(fēng)量，以滿足正常硝化和攪拌的需求;實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)好氧池的DO對(duì)風(fēng)機(jī)的開啟臺(tái)數(shù)及頻率數(shù)(變頻調(diào)節(jié))進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.6 投產(chǎn)后實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)

投產(chǎn)后實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)如圖2～圖7所示。

圖2 2020年1月—10月進(jìn)水CODCr質(zhì)量濃度Fig.2 CODCr in Influent from January to October,2020

圖3 2020年1月—10月進(jìn)水BOD5質(zhì)量濃度Fig.3 BOD5 in Influent from January to October,2020

圖4 2020年1月—10月實(shí)際進(jìn)水TSS質(zhì)量濃度Fig.4 TSS in Influent from January to October，2020

圖5 2020年1月—10月出水CODCr質(zhì)量濃度Fig.5 CODCr in Effluent from January to October,2020

圖6 2020年1月—10月出水BOD5質(zhì)量濃度Fig.6 BOD5 in Effluent from January to October,2020

圖7 2020年1月—10月出水TSS質(zhì)量濃度Fig.7 TSS in Effluent from January to October,2020

經(jīng)過近一年的實(shí)際運(yùn)行，CODCr質(zhì)量濃度由進(jìn)水的8 700～9 300 mg/L降到出水的270～290 mg/L，SS質(zhì)量濃度由進(jìn)水的3 600～4 250 mg/L降到出水的170～190 mg/L，出水水質(zhì)指標(biāo)均滿足遼寧省《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 21/1627—2008)要求，其中SS設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)要求≤200 mg/L，實(shí)際出水SS質(zhì)量濃度基本都在10 mg/L以下，因此，在水廠日常運(yùn)行中，出水SS值不在日常監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)。

2.7 項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性分析

項(xiàng)目建設(shè)投資為9 085萬元，每10年更換MBR膜重置費(fèi)為1 135萬元。其中，噸水電耗為0.738 kW·h，膜清洗藥劑(檸檬酸)為6.1 t/a，膜清洗藥劑(次氯酸鈉)藥耗為99.4 t/a，PAM(脫水)藥耗為14.7 t/a，總的單位處理成本為3.45元/m3，外運(yùn)污泥量為40.3 t/d(80%含水率)。

3 結(jié)論

綜上，MBR工藝在未來的幾十年內(nèi)將保持著技術(shù)的先進(jìn)性，并且該技術(shù)在國內(nèi)的污水處理、垃圾滲濾液處理中也得到了廣泛應(yīng)用。在設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。

(1)加強(qiáng)預(yù)處理系統(tǒng)。預(yù)處理的目的在于改變有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)，提高廢水的可生化性以及生物處理整體效率效果。高濃度可生化廢水單獨(dú)收集后進(jìn)行單獨(dú)的生物水解酸化或進(jìn)行厭氧生化處理。水解酸化要進(jìn)行較大程度的改良，能夠?qū)崿F(xiàn)水解與厭氧運(yùn)行狀態(tài)的互換運(yùn)行。

(2)強(qiáng)化好氧生物處理過程，提高CODCr去除效率。好氧處理部分采用復(fù)合工藝，結(jié)合國內(nèi)外目前有效應(yīng)用的活性污泥法與活性生物膜法的特點(diǎn)，有機(jī)組合并強(qiáng)化生物處理過程，使生物處理系統(tǒng)出水CODCr更低。

(3)與常規(guī)活性污泥處理設(shè)施相鄰的MBR工藝，建議在不超過常規(guī)活性污泥處理設(shè)施承受能力的前提下，盡量由常規(guī)活性污泥系統(tǒng)設(shè)置承擔(dān)峰值通量，減少膜面積，相抵工程投資、運(yùn)行費(fèi)用及膜更換費(fèi)用。對(duì)于小規(guī)模MBR工藝，由于變化系數(shù)較大，可以增加調(diào)蓄設(shè)施，調(diào)節(jié)流量變化幅度，降低膜系統(tǒng)的投資以及運(yùn)行費(fèi)用。