浅谈污水处理站中MBR污水处理工艺的设计

曾光荣

摘要：现阶段，MBR是一种水处理技术，是集生物脱氮除磷及过滤功能为一体的处理单元，具有占地面积小，处理效率高以及出水质量优等优势，所以受到技术人员和环保人员的高度重视，在城市建设中进行污水处理时得到非常广泛的应用。本文主要对污水处理站中MBR污水处理工艺的设计进行浅谈。

关键词：污水处理站；MBR污水处理工艺；设计

一、MBR工艺原理

MBR就是膜生物反应器，只由生物处理和膜分离单位结合在一起的一种新型的污水处理技术，与以往活性污泥方法相比较有所差异，固体和液体的分离不使用沉淀方式，是使用膜分离技术来对沉淀和过滤进行替代，保证HRT和SRT完全的分离看来，具备高效率的固体和液体分离的性能。同时MBR具有膜利用的特征，且活性污泥可以被截留在池内部，不随着水流失，那么生化池内部的活性污泥浓度要在5000～12000mg/L，从而就可与促使污染物质被完全分解。因此MBR工艺具有很好的出水水质、很低的出水浊度以及稳定性的特性，并且能够截留粪大肠菌等生物的污染物质，此外该工艺出水既可以很好满足一级A的排放标准，还能够在该排放标准的前提条件下提高COD、NH3-N等减排率，提高幅度要超过50%，进而就可以确保生在水标准得到要求，更好的开展再生水回用。

二、污水处理站中MBR污水处理工艺的设计应用

1、案例概况

某城市的一个污水处理厂的处理规模是10×104m3/d，在进行脱氮除磷实施中主要将A2/O作为前提条件，对该污水处理厂的实际运营情况可以知道，该厂现在已经是超负荷的运行，污水的脱氮除磷效果并不佳，并且土地使用非常紧张，很难得到扩容和改造，这时就对原二沉池进行改造，在A2/O之后增加设置MBR处理器，从而就促使脱盐除磷效果有所提升，也改善了出水的水质，对该污水处理厂的运行压力进行缓解。

2、工艺特点分析

第一，进水方式。某污水处理厂在满足污水脱盐除磷需求的基础上，增加设置MBR处理，并且把缺氧区域分成两段（I和II），在对其进行处理中对两点进水方法进行使用，也就是在进入生物池之前增加设置进水分配渠道，且渠道建设后增加设置污水分配。同时将需处理的污水按照一定比例分别经过2套调节堰门流入到厌氧区和缺氧区I第二，回流方式。某污水处理厂采用了三段回流方式，目的是提高该污水处理厂的出水水质三段回流形式具体为：

一段是从膜池将混合液体回流到好氧区域的前端；二段将好氧区域的消化液按照比例分别回流到缺氧区域I和II；三段是将缺氧区域I的反硝化液体回流到厌氧区域的前端。

3、MBR污水处理工艺设计要点

（1）预处理污水环节

在进行污水预处理的时候，沉砂池、预曝气池以及格栅等都是主要设备，通常情况下应该使用3道格栅，并且设置具有曝气，其中第一道是较粗的格栅，栅条之间的间隔缝隙为15-20mm，第二道是较细的格栅，栅条之间的间隔缝隙或者网板孔道直径为3-5mm，第三道是特别细的格栅或者膜格栅，栅条之间的间隔缝隙或者网板孔道直径为0.5-1.0mm，格栅可以很好的去除比较大的杂物，也能确保膜组件不遭受损坏，在曝气沉砂池中也可以有效防止硬度较大颗粒物质进入到膜组件，对其造成损害，如果进水的含油量比较高，应该添加除油装置，这样就可以有效避免膜污染的发生，如果进水中的铁、锰等含量比较高，就应该添加絮凝沉淀池。

（2）膜分离单元设计

①膜通量

在单位时间内通过单位膜面积的水量就是膜通量，其是对膜分离性能进行衡量的重要参数，在MBR中通常膜通量是0.5m3/（m2.d），最高时能够达到0.75m3/（m2.d）。同时在具体的工作开展中，随着使用时间的不断加大，膜通量会不断减少，但是采用特殊方式进行清洗之后还能够恢复到开始模样。站在数学的角度分析，膜通量是变量，膜通量主要包括以下3种：设计平均、峰值以及最大的实际值。膜通量的设计平均就是在一定的规模下对膜面积的通量进行设计；设计峰值就是在水量峰值的基础上对膜面积的通量进行设计；最大的实际值就是在MBR条件下的总产水量。

②膜孔径

MBR膜孔直径是膜的过滤精度，但是到现在为止，在国际范围内对膜孔径还没有一个统一的定义，所以对进行工作开展中要更好注重出水水质，在对膜污染物质处理时，第一，膜孔本身的截流作用；第二，膜孔和表面具有吸附的重要作用；第三，膜表面的沉积层面具有重要的吸附作用。这样新膜在使用的过程中，在过滤基础上被截留下面的污染物质就组成了动态膜，具有很大的截留作用。

③膜池停留时间

在膜主件中，膜池是池体，与二沉池有很大不同，其主要是依靠膜过滤将污水抽取出来，所以膜池需要停留时间不是之前设置的参数，膜池占有的容积受到三个因素的制约，（1）膜组件形状；（2）也受到膜池中膜组件放入数量的影响；（3）还受到膜组件安装要求的影响。在同一个膜池中，不可以放入很多数量的膜组件，这样就会促使空气擦洗和抽水不均匀的发生，所以在污水处理厂规模比较大的情况下，应该将膜池设置成多组并联方式。

膜防堵设计

第一，膜组件结构设计。在设计中选择膜元件时要对化学和物理两个方面的因素进行考虑，尤其是要对清洗方式对水质要求进行考虑。同时设计出来的膜组件结构要能够促使膜组件的流到是顺畅的，并且部分不存在淤积情况，其他的不同的技术手段也同样有对应的要求。

第二，膜系统优化。在对膜进行设计中膜池过流断面是一个重要内容，可以促使膜池使用不同类型的膜组件，进而就可以保证膜池内部没有显著的浓度和梯度。除此之外在对空气擦洗中要在一定水力作用下使用曝气方式，这样就可以确保水力冲刷作用。

第三，前段机械性预处理。在开展该项工作中要采用适合方式对水中颗粒比较大悬浮物质进行清除，尤其是石油和纤维方面的物质。

第四，膜运行过程设计。膜系统在运行时绝大多数都是采用间歇式出水，并且膜组件的停止出水的时候只是单纯的停顿，有一部分会出现反冲洗。此外该设计循环周期与膜污染堵塞成正比例关系，周期越短，堵塞情况就越慢。

第五，膜清洗设计。在该系统中化学处理方式包括清水反冲、在线和离线化学清洗三种方式

（3）反应池设计

在设计MBR系统的时候，要把膜池和好氧池分离开来，这样就可以有效避免其与废水之间发生短路情况，也可以给化学清洗带来很大方便和便利。同时对于分置方式的膜池，其主要的使用功能就是进行膜堆放置，之后采用抽吸泵促使水透过膜出水，所以不应该对好氧池中的水力停留时间和污泥时间等进行考虑，从而就可以确保水力停留时间与污泥时间剥离开来，对脱盐除磷存在的问题进行有效解决。

（4）曝气系统设计

在MBR中做好曝气系统的设计工作是非常关键的，在进行设计的时候要对各个方面的需求进行充分考虑，该系统的主要使用高性能就是擦洗膜丝，就可以有效预防污在膜丝表面泥絮体吸附在上面。此外在一体式的膜池中，曝气系统还可以提供氧气给微生物，并且曝气在膜的下部，主要是采用自上到下的气流进行膜清洗，在此过程中要对曝气量进行严格控制，倘若曝气量太高，就会沿着膜切向流动，使得污泥絮体剪切掉，造成膜污染有所加剧。

（5）CEB系统设计

在MBR系统运行一些时间之后，膜通量就会随着时间的不断增加，运行效率不断降低，这个时候就应该采用化学清洗的方式，该方式的运用主要是对膜孔内部污染物质进行清理，促使膜通量恢复到正常状况，进而确保系统得到正常稳定的运行。通常情况下是采用次氯酸钠和柠檬酸，其中次氯酸钠是对无机杂质进行清除，有效预防污泥结疤污染的发生；使用柠檬酸是对凝结和聚集的胶体和污垢进行有效缓解，所以要将柠檬酸和次氯酸钠配合在一起使用。

三、结束语

综上所述，MBR工艺在未来的几十年内应该保持着技术的先进性，并且该技术在国内的污水处理厂的升级改造工程中也得到广泛应用。

参考文献：

[1]蒋岚岚，胡邦，张万里等.MBR工艺在太湖流域污水处理工程中的应用[J].给水排水，2016（11）：114-118.