MBR工藝系統(tǒng)選擇關(guān)鍵技術(shù).doc

1、A2O工藝后再設(shè)一級1MBR工藝系統(tǒng)選擇關(guān)鍵技術(shù)1.1MBR工藝系統(tǒng)的分類1.1.1分置式和一體式按生化系統(tǒng)和膜分離系統(tǒng)的相對位置， MBR可分為分置式和一體式兩種。分置式MBR是將膜組件放置在單獨的膜池內(nèi)，其特點是膜組件分組明確，運行環(huán)境良好，便于獨立運行和清洗、檢修。一體式MBR則是將膜組件直接放置在生化系統(tǒng)內(nèi)，其特點是節(jié)省占地，但是不利于膜組件的分組和配套管路的敷設(shè)。 1.1.2浸沒式和管式按膜組件的放置位置，可分為浸沒式和管式兩種。浸沒式是將膜組件浸沒于生物反應(yīng)器或膜池內(nèi)，管式是將膜元件裝填在膜管內(nèi)，再設(shè)置膜架放置膜管。 1.1.3正壓式和負壓式按過濾推動方式分，可分為正壓式MBR和負

2、壓式 MBR兩種。正壓式 MBR一般采用管式膜，通過料液循環(huán)錯流運行，生物反應(yīng)器的混合液由泵增壓后進入膜組件，在壓力作用下濾液成為系統(tǒng)處理出水，活性污泥、大分子物質(zhì)等則被膜截留。其特點是運行穩(wěn)定可靠，操作管理方便，易于膜清洗、更換及增設(shè)，但動力消耗高。負壓式 MBR一般采用浸沒式 MBR，通過泵的負壓抽吸作用得到膜過濾出水。同時設(shè)置膜擦洗曝氣，利用曝氣時氣液向上的剪切力來實現(xiàn)膜面的錯流效果，以增加膜表面的紊流和減輕膜表面的污染。其特點是不需要混合液的錯流循環(huán)系統(tǒng)，能耗較低，且不需復(fù)雜的支撐膜架。 1.1.4MBR工藝系統(tǒng)的選擇對于城鎮(zhèn)污水處理工程，由于規(guī)模一般均在萬m3/d 以上，考慮到膜組件

3、運行環(huán)境、污泥濃度控制、脫氮除磷對DO的控制要求以及降低能耗要求等，一般均采用負壓抽吸浸沒式分置式MBR工藝。 1.2生化系統(tǒng)的形式由于目前污水排放標(biāo)準(zhǔn)普遍提高了對脫氮除磷的要求，所以幾乎所有的傳統(tǒng)脫氮除磷工藝都被應(yīng)用到了MBR工藝中，如 AO、A2 O（包括 A2O氧化溝）、SBR等。1.2.1 SBRMBR工藝將 SBR與 MBR相結(jié)合形成的 SBRMBR工藝，除了具有一般 MBR的優(yōu)點外，對于膜組件本身和 SBR工藝兩種程序運行都互有幫助。由于膜組件的截留過濾作用，反應(yīng)中的微生物能最大限度地增長，利于世代時間較長的硝化及亞硝化細菌的生長繁殖，因此，污泥的生物活性高，吸附和降解有機物的能力

4、較強，同時也具有較好的硝化能力。此外， SBR工作方式為除磷菌的生長創(chuàng)造了條件，同時也滿足了脫氮的需要，使得單一反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)同時高效去除氮磷及有機物成為可能。與傳統(tǒng)SBR系統(tǒng)相比，一方面 SBRMBR在反應(yīng)階段利用膜分離排水，可以減少傳統(tǒng) SBR的循環(huán)時間；另一方面，序批式的運行方式可以延緩膜污染。 1.2.2A2OMBR工藝由 A2O工藝與膜分離技術(shù)結(jié)合而成的具有同步脫氮除磷功能的 A2OMBR工藝，進一步拓展了 MBR的應(yīng)用范疇。在該工藝中設(shè)置有兩段回流，一段是膜池的混合液回流至缺氧池實現(xiàn)反硝化脫氮，另一段是缺氧池的混合液回流至厭氧池，實現(xiàn)厭氧釋磷。A2OMBR工藝中高濃度的 MLSS、獨

5、立控制的水力停留時間和污泥停留時間、回流比及污泥負荷率等都會產(chǎn)生與傳統(tǒng)A2O工藝不同的影響，具有較好的脫氮除磷效率。 1.2.3A2O/AMBR工藝 A2O/AMBR工藝是一種強化內(nèi)源反硝化的新型工藝，利用 MBR內(nèi)高濃度活性污泥和生物多樣性來強化脫氮除磷效果，其內(nèi)部流程依次為厭氧、缺氧、好氧、缺氧和膜池。該工藝在傳統(tǒng)缺氧池，在利用進水快速碳源完成生物除磷和脫氮后，利用第二缺氧池進行內(nèi)源反硝化，進一步去除 TN后再利用膜池的好氧曝氣作用保障出水。 A2O /AMBR工藝是針對進水碳源不足，而同時又有較高脫氮要求的污水處理項目所開發(fā)，也是強化脫氮的MBR脫氮除磷工藝。 1.2.4A(2A)OMB

6、R工藝A(2A)OMBR工藝是兩段缺氧 A2O工藝與 MBR工藝的結(jié)合，其特點是在傳統(tǒng)的A2O工藝中設(shè)置了兩段缺氧區(qū)（缺氧區(qū)和缺氧區(qū)II ），在缺氧區(qū) I 內(nèi)從好氧區(qū)回流的 NO- 完全被還3原，實現(xiàn)完全反硝化；而在缺氧區(qū)II 內(nèi)實現(xiàn)內(nèi)源反硝化，節(jié)省外加碳源的投加。大大提高了污水的生物脫氮效率，同時避免了外加碳源，節(jié)約運行費用，因此具有很高的價值。 1.2.53AMBR工藝 3AMBR是依據(jù)生物脫氮除磷機理，結(jié)合膜生物反應(yīng)器技術(shù)特點而形成的具有高效脫氮除磷性能的新型污水處理工藝。其內(nèi)部流程依次是第I 缺氧池、厭氧池、第 II缺氧池、好氧池和膜池，膜池混合液分別回流至第I 缺氧池和第 II缺氧池

7、。第 I 缺氧池利用進水碳源和回流硝化液進行快速反硝化；接著混合液進入?yún)捬醭剡M行厭氧釋磷，減少了硝酸鹽對釋磷的影響；第II 缺氧池再利用污水中剩余的碳源和回流的硝化液進一步反硝化脫氮；好氧池內(nèi)同步發(fā)生有機物降解、好氧吸磷和好氧硝化等多種反應(yīng)，徹底去除污水中的污染物；混合液再經(jīng)膜過濾出水，實現(xiàn)了對污水中有機物和氮磷的去除。 3AMBR工藝合理地組合了有機物降解和脫氮除磷等各處理單元，協(xié)調(diào)了各種生物降解功能的發(fā)揮，達到了同步去除各污染指標(biāo)的目的，具有較高的推廣應(yīng)用價值。 1.2.6A/ A2 O MBR工藝 A/A2OMBR工藝屬 3AMBR工藝的改進工藝，設(shè)置有第I 缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第 II 缺

8、氧區(qū)、好氧區(qū)和膜池共5 個處理單元。預(yù)處理后的污水首先按比例分配流量分別進入第 I 缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，然后依次重力流入第II 缺氧區(qū)、好氧區(qū)和膜池，最后通過膜過濾抽吸出水。根據(jù)脫氮除磷需要設(shè)置有兩級回流，第一級回流是膜池的混合液回流到好氧區(qū)前端，第二級回流是好氧區(qū)的混合液分別回流到第I 缺氧區(qū)和第 II 缺氧區(qū)，兩者之間的流量比例通過回流渠道和調(diào)節(jié)堰來分配。前置的第I缺氧區(qū)，優(yōu)先最大限度地利用進水碳源快速完成反硝化過程，去除大部分的硝態(tài)氮。在第II缺氧區(qū)內(nèi)與部分從好氧區(qū)回流過來的富硝酸鹽混合液再次混合，在長時間的缺氧條件下，可以發(fā)生內(nèi)源反硝化反應(yīng)，進一步地去除了污水中的硝態(tài)氮。此外，將厭氧區(qū)放在

9、第 I 缺氧區(qū)之后，使得回流液中硝態(tài)氮被充分反硝化，減少了其對聚磷菌的抑制，提高除磷效果。 1.2.7 生化系統(tǒng)形式的選擇生化系統(tǒng)形式的選擇主要應(yīng)考慮以下幾方面：進水水質(zhì)情況（如難生物降解有機物濃度、碳氮比、碳磷比等） ；出水水質(zhì)要求（尤其是對脫氮除磷的效果要求等） ；進水水質(zhì)水量波動情況；氣候條件等。從目前應(yīng)用的工程經(jīng)驗來看，A2O及其變形強化工藝是眾多應(yīng)用在MBR脫氮除磷工藝中處理效果最為突出，運行管理最為方便，也是最穩(wěn)定可靠的一類。表 1 介紹了目前各種形式的 A2 O及其改進型的 MBR脫氮除磷組合工藝的應(yīng)用情況。表 1A2O及其改進型的 MBR組合工藝應(yīng)用情況工藝內(nèi)進水工藝形式部流程

10、方式回流方式應(yīng)用情況厭氧- 缺氧- 好氧- 膜兩段回流膜池回流43無錫梅村水處理廠二期工程（ 3.0 10 m/d ）池厭氧單點進水或厭氧、缺氧硝化液、無錫新城污水處理廠二期工程（ 6.0 104 32m/A OMBR或缺氧 -厭氧 - 好氧 -兩點進水或三段回流好氧區(qū)d）、無錫胡埭污水處理廠二期工程（ 2.3 10膜池回流硝化液43m/d ）厭氧-缺氧 I- 好氧-缺三段兩點回流好氧無錫新區(qū)碩放污水處理廠二期工程（ 2.0 10 42厭氧、缺氧 I 兩點進水區(qū)回流硝化液至缺氧3A O/AMBR氧 II -膜池I 和缺氧 IIm/d ）三段兩點回流好氧無錫城北污水處理廠四期工程（7.0 104

11、3厭氧-缺氧 I- 缺氧 IIm/dA(2A)OMBR厭氧、缺氧 I 兩點進水區(qū)回流硝化液至缺氧43-好氧 - 膜池）、四川綿竹漢旺污水處理廠（ 0.8 10m/dI 和缺氧 II）缺氧 I- 厭氧 -缺氧單段兩點回流膜池43北京密云再生水廠（3AMBR缺氧 I 、厭氧兩點進水回流硝化液至缺氧 I4.5 10 m/d ）、北京懷II-好氧 -膜池43和缺氧 II柔再生水廠（ 3.5 10m/d ）缺氧 I- 厭氧 -缺氧兩段兩點回流好氧2缺氧 I 、厭氧兩點進水區(qū)回流硝化液至缺氧無錫太湖國家旅游度假區(qū)污水處理廠三期工程A/A OMBRII-好氧 -膜池43I 和缺氧 II（1.75 10 m/

12、d ）2 MBR工藝生化系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)2.1污泥濃度由于后續(xù)通過膜來實現(xiàn)泥水分離，因此較傳統(tǒng)活性污泥法可選取較高的 MLSS值。但是，在實際工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)：在實際進水有機物濃度低于設(shè)計進水水質(zhì)情況下， MLSS值難以達到設(shè)計值，通過減少排泥來維持 MLSS值時會造成 MLVSS/MLSS值偏低，導(dǎo)致生化池表面產(chǎn)生大量的浮泥，而且反而降低了生物活性，影響處理效率；由于 MLSS是最基本的設(shè)計參數(shù)，當(dāng)實際值與設(shè)計值偏差較大時會影響相關(guān)設(shè)計參數(shù)（如 SRT、空氣量）的準(zhǔn)確度，從而影響了實際運行效果。因此，對于進水有機物濃度較高的工業(yè)廢水，可選取較高的污泥濃度值（ 10g/L ）以盡量增大有機物

13、去除能力；而對于城鎮(zhèn)綜合污水處理工程而言，由于進水濃度相對不高，宜選取較低的污泥濃度（ 68 g/L ）。2.2 泥齡對于有脫氮要求的城鎮(zhèn)綜合污水處理工程， SRT宜根據(jù)硝化泥齡和反硝化泥齡來計算確定。需要注意的是：由于系統(tǒng)內(nèi)的MLSS較高，因此 MBR工藝的泥齡通常較傳統(tǒng)工藝長。但實踐表明：過長（ 30d）或過短的泥齡均會使膜的TMP增勢加劇，而泥齡在20 d左右時 ,跨膜壓差增長趨勢變緩。因此，泥齡不宜太長，以20 d 左右為宜。2.3污泥負荷對于傳統(tǒng)活性污泥工藝而言，通常采用基于 BOD5的污泥負荷作為設(shè)計參數(shù)，但是，在MBR工藝中，由于 MBR反應(yīng)器內(nèi)微生物的結(jié)構(gòu)、種類和生物相的變化使

14、 MBR工藝對有機底物的利用不僅僅局限于進水中的 BOD值，對部分表現(xiàn)為 COD的物質(zhì)也可以利用，因此采用 MBR工藝處理城市污水時，5Cr不宜采用污泥負荷參數(shù)作為設(shè)計依據(jù)，而應(yīng)將MLSS和 SRT作為 MBR工藝生物處理單元的主要設(shè)計參數(shù)。而由 MLSS和 SRT推算出的污泥負荷往往僅為傳統(tǒng)活性污泥法污泥負荷的一半左右。較低的污泥負荷一方面說明系統(tǒng)抗進水水質(zhì)沖擊的能力較強，另一方面也說明采用 MBR工藝處理城鎮(zhèn)污水時污泥負荷不宜作為主要的設(shè)計指標(biāo)。 2.4水力停留時間（ HRT）由于 MBR系統(tǒng)的 MLSS較高，以 SRT計算確定的生物池的容積較小，相應(yīng)的所需HRT較短（ 710h）。實踐證

15、明，如果考慮到系統(tǒng)有較高的硝化和反硝化處理效果要求時，過短的 HRT將難以保證，因此應(yīng)適當(dāng)加大系統(tǒng)的HRT（12h），同時可相應(yīng)降低 SRT，有利于控制膜污染。 2.5需氧量和供氣量由于 MBR反應(yīng)器內(nèi)的 MLSS較傳統(tǒng)工藝高，其混合液的液膜厚度、污泥粘滯度等會發(fā)生變化，由需氧量計算供氣量時應(yīng)調(diào)整、 和 C0值，因此， MBR工藝的理論供氣量計算值應(yīng)大于傳統(tǒng)工藝。但是，大量工程實踐發(fā)現(xiàn)，實際生化池供氣量小于計算量。分析其主要原因是：為了控制膜表面污堵，需要采用空氣擦洗來改變膜絲表面液體的流態(tài)，大量的擦洗空氣使得膜池內(nèi)的溶解氧極高（通常其DO值可達 810mg/L）而大比例從膜池到生化池的回流（

16、通常為 400%500%）使生化池所需的曝氣風(fēng)量下降；當(dāng)實際進水有機物濃度低于設(shè)計值時，會造成計算需氧量和實際 MLSS值均低于設(shè)計值，實際供氣量則會遠低于計算值。因此在計算供氣量時應(yīng)充分考慮這些因素，給出一個供氣量的區(qū)間值，便于進行鼓風(fēng)機的配置和風(fēng)量調(diào)節(jié)控制。3 MBR工藝生化系統(tǒng)布局設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)3.1回流方式根據(jù)生化系統(tǒng)形式、硝化液回流的方式和位置不同，MBR的回流有各種不同的方式，見表 1。綜合各種回流方式的實際效果，建議：采用膜池回流混合液至好氧區(qū)，再由好氧區(qū)回流硝化液至缺氧區(qū)，因為如果采用膜池回流硝化液至缺氧區(qū)的方式，由于混合液富含大量氧氣，破壞缺氧條件，導(dǎo)致反硝化反應(yīng)不充分；如果采

17、用兩段缺氧生化工藝，宜采用兩點回流方式，因為盡管增加了相應(yīng)的管渠，但是兩區(qū)的回流比例可以按照實際運行情況進行分配，以便于充分有效地利用原水碳源和內(nèi)源碳源來提高系統(tǒng)脫氮效果，減少外加碳源的用量。3.2進水方式由于在城鎮(zhèn)污水處理工程中均有較高的除磷脫氮要求，因此大多采用了厭氧 - 缺氧 - 好氧工藝，對于 MBR工藝而言，生物反應(yīng)池建議采用兩點進水方式，即在生物池前設(shè)置進水分配渠道和分配調(diào)節(jié)堰，污水進入到分配渠道后，通過兩套調(diào)節(jié)堰門將原水按照一定比例分配到厭氧區(qū)和缺氧區(qū)，從而選擇優(yōu)先滿足生物脫氮還是生物除磷對進水碳源的需要，而且各區(qū)的分配比例還可以根據(jù)不同水質(zhì)條件下生物脫氮和生物除磷所需碳源的變化

18、進行靈活調(diào)節(jié)。 3.3提升方式由于膜池有效水深較生物池淺，混合液回流有兩種提升方式：采用前提升系統(tǒng)，即好氧池出水由泵提升至膜池，膜池的混合液重力回流至生物池；采用后提升系統(tǒng)，即好氧池出水自流至膜池，膜池的混合液通過回流泵提升至生物池。后提升系統(tǒng)較前提升系統(tǒng)提升混合液的流量小，回流泵分別對應(yīng)各組膜池便于獨立檢修，但管路系統(tǒng)較為復(fù)雜；前提升系統(tǒng)管路系統(tǒng)較為簡單，檢修維護工作量小，提升揚程較低。在現(xiàn)有的 MBR系統(tǒng)中兩種回流方式均有應(yīng)用。實際工程應(yīng)用時應(yīng)根據(jù)水位差、膜池分組情況、進水水質(zhì)和膜組件形式等綜合比較確定。3.4好氧區(qū)形式傳統(tǒng)活性污泥 A2O系統(tǒng)的好氧區(qū)構(gòu)型多為長方形廊道的推流式形式。對于 MBR工藝，其好氧區(qū)宜設(shè)計成完全混合式，一方面有利于混合液處于良好的紊動，保持懸浮狀態(tài)，減小因剪切造成的污泥顆粒破解，并提高曝氣設(shè)備的充氧速率；另一方面，從膜池回流至好氧區(qū)的大比例混合液可以實