MBR操作規(guī)程工藝流程、原理、適用范圍-MBR工藝的優(yōu)點-MBR工藝系統(tǒng)選擇關鍵技術-MBR膜安裝與調試

MBR膜池操作規(guī)程(參考)

1工藝描述

MBR池利用膜對生化反應池內的含泥污水進行過濾，實現(xiàn)泥水分離。一方

面，膜截留了反應池中的微生物，使池中的活性污泥濃度大增加，達到很高的水

平，使降解污水的生化反應進行得更迅速更徹底，另一方面，由于膜的高過濾精

度，保證了出水清澈透明，得到高質量的產水。

膜區(qū)設置MBR膜組件系統(tǒng)及配套的出水、反洗、清洗、吹掃、吊裝等系統(tǒng)。

MBR膜區(qū)內的吹掃(曝氣)有兩個用途，一是用于膜組件周圍的氣水振蕩，保

持膜表面清潔，二是為提供生物降解所需要的氧氣。生物降解后的水在濾液自吸

泵的抽提作用下通過MBR膜組件，濾過液經(jīng)由MBR集水管匯集送到清水池。

通過膜的高效截留作用，全部細菌及懸浮物均被截流在膜池中，可以有效截留硝

化菌，使硝化反應順利進行，有效去除氨氮；同時可以截留難于降解的大分子有

機物，延長其在反應器中的停留時間，使之得到最大限度的降解。MBR膜組件

下部設置專用的吹掃系統(tǒng)，吹掃抖動膜元件，以緩解膜元件周邊的污泥濃度累積。

剩余污泥通過膜區(qū)剩余污泥泵定期排出，可控制系統(tǒng)內活性污泥的濃度及污泥

齡。

同時為了保證MBR膜組件有良好的水通量，能持續(xù)、穩(wěn)定地出水，使用了

專有的清水反洗、化學反洗及化學清洗程序對膜組件進行定時清洗。

2操作及控制

控制要點：

(1)控制好氧池MLSS穩(wěn)定在5-6L時，可以打開進水閥，將曝氣池

中的泥水混合物溢流入膜池。

(2)污水進入膜池前，確認要進行曝氣操作的膜池主管閥門處于關位，

支管上所有與膜組件相連的閥門處于開位，其它未安裝膜組件的

閥門處于關位。開啟一臺風機對膜池曝氣，防止膜池中的曝氣管

堵塞，然后膜池方可進水。

(3)進水前確認已安裝膜組件的膜池的前后閘門全部打開，另外兩個

廊道閘門關閉，關閉配水渠、污泥渠的連通閘門。

(4)調整鼓風機風量，將池內的溶氧量控制在2mg/L以上。

(5)確認所有膜廊道曝氣量均勻，所有膜箱曝氣良好，并沒有污泥累

積在膜絲上。

3運行時應注意的問題

(1)溫度

污水溫度隨氣溫會有變化，可適當投入接種污泥，并控制較低的運行

負荷(污泥)。當原污水溫度＜12C時，生化系統(tǒng)的硝化作用會降低，膜系

統(tǒng)出水氨氮指標可能會超標。

(2)曝氣量

污泥培養(yǎng)初期，由于污泥尚未大量形成，產生的污泥絮凝性能不太好，

還處于離散狀態(tài)，加之污泥濃度較低，微生物易處于內源呼吸狀態(tài)，因此

曝氣量不能太大?？刂圃谠O計正常值的1/2左右即可。否則，絮狀污泥不

易形成。

(3)監(jiān)測與檢查

污泥培養(yǎng)過程中，不僅要觀測曝氣池混合液的SV與MLSS,還應隨

時觀察污泥的生物相，了解菌膠團及指示微生物的生長情況，以便根據(jù)情

況對培養(yǎng)過程進行必要的調整。

(4)回流污泥量的控制

回流污泥系統(tǒng)的控制采用回流比恒定，當入流污水量變化時，回流污

泥量相應做調整。采用這種方法，當剩余污泥排放量基本不變的情況下，

可保持MLSS、F/M以及曝氣池內泥位基本恒定，而不隨入流污水量Q的

變化而變化，從而保證相對穩(wěn)定的處理效果。

(5)剩余污泥排放量的控制

由于本工程采用MBR工藝，來水水質較好，產泥量較少。隨著系統(tǒng)

的穩(wěn)定運行，系統(tǒng)內污泥量會逐漸增加，污泥濃度需要根據(jù)工藝調整需求

進行調節(jié)。每日排放的污泥量、排泥時間與進水污染物濃度、進水水量有

密切相關，應根據(jù)工藝分析后進行。

MBR系統(tǒng)的剩余污泥排放直接由膜池排放，濃度約可達到8000-

12000mg/Lo與傳統(tǒng)工藝二沉池排泥相比，其脫水性能、沉降性能均稍差，

其脫泥系統(tǒng)運行參數(shù)，包括進泥量、加藥量、調理強度與時間等均需要靈

活調整，保證穩(wěn)定運行。

4配套設備操作簡述

4.1設備描述：

設備間主要為放置膜組件出水系統(tǒng)等設備。另外設置了其他輔助系

統(tǒng)，如消毒系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、膜清洗系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、臭氧消毒系統(tǒng)

等，用以保證系統(tǒng)的正常啟動運行及出水水質的穩(wěn)定。

設置滲透抽吸泵，單個廊道對單臺泵，如果水量小，可減少廊道對應

的泵的開啟臺數(shù)。

設置真空泵，用于幫助滲透抽吸泵啟動。

設置壓縮空氣系統(tǒng)一套，作為再生水廠氣動閥的氣源。

膜清洗系統(tǒng)分為兩部分：反向清洗系統(tǒng)和在線清洗系統(tǒng)。幾個膜廊道

共用1臺反沖吸泵。反向清洗系統(tǒng)包括次氯酸鈉儲罐、次氯酸鈉加藥泵、

次氯酸鈉卸料泵；在線清洗系統(tǒng)包括草酸（或檸檬酸）化料器、草酸（或

檸檬酸）儲罐、草酸（或檸檬酸）加藥泵。兩個系統(tǒng)的加藥泵均建議1用

1備，如儲罐內藥液濃度過低，也可2臺同時啟動。

4.2控制目標：

各系統(tǒng)工作穩(wěn)定、能夠自動運行；

膜系統(tǒng)工作良好，流量-負壓穩(wěn)定，能夠按設定流量運行；

各氣動閥、液位計、濁度儀、流量計等儀表工作正常、準確；

膜清洗系統(tǒng)正常運行并有效；

4.3相關參數(shù)：

各廊道產水設定值；產水負壓限制＜-30kPa；出水濁度＜1.0NTU;

各廊道產水/反洗時間：9min/lmin；

反洗流量/壓力：50L/m2/h/＜0.2Mpa；達到40kpa需反洗；

膜藥洗系統(tǒng)運行：1天1次加藥反洗，5（XM000ppm（有效氯濃度）次氯酸

鈉，1月-3月1次化學清洗洗，500-2000ppm（有效氯濃度）次氯酸鈉；

4.4控制要點：

（1）真空泵操作

真空泵是用來幫助滲透抽吸泵完成首次啟動或正常工作過程中管道

內產生氣體導致流量降低時的抽真空。當現(xiàn)場操作滿足下面條件中任何一

條時啟動抽真空：1、MBR系統(tǒng)開始投入運行，首先啟動抽真空程序。2、

氣液分離罐內持續(xù)檢測到液位低于“低液位”時，抽真空泵啟動，對應的抽

真空氣動蝶閥打開，產水氣動調節(jié)閥關閉，進行抽真空。

抽真空結束信號：檢測到氣液分離罐內液位持續(xù)高于“高液位”后，關

閉抽真空泵、對應氣動蝶閥，打開產水氣動調節(jié)閥和產水泵，恢復正常產

水。連續(xù)三次抽真空仍達不到設定流量時，關閉調節(jié)閥并報警，需要進行

人工判斷，確認設備或儀表是否有故障或膜組件是否已污染，排除故障或

清洗膜組件后，再按恢復按扭再次啟動抽真空。

抽真空泵也可采用手動方式，采用手動方式時先確認抽真空泵開關旋

至手動檔位，抽真空泵進、出口閥打開、真空罐排水閥關閉。先打開抽真

空氣動閥，此時產水氣動調節(jié)閥自動關閉，啟動抽真空泵；當氣液分離罐

的玻璃管連通液位計顯示高水位時先關閉抽真空氣動閥，關閉抽真空泵，

再打開真空罐排水閥排水，此時手動抽真空結束。

注意：以上自動真空泵工作時間可根據(jù)調試過程具體情況進行調整。

（2）滲透式抽吸泵操作

＞時間周期控制

抽吸出水泵周期運行：運行9min,反沖洗Imin,幾個廊道輪流進行

反沖洗。另外受膜池液位及出水調節(jié)閥連動控制：

＞水位控制（以膜池有效深度5.0m的系統(tǒng)為例）：

/當水位降至低低液位4.25m時，膜池低低液位報警；

/當水位升至中低液位4.35m時，膜池低低液位報警復位；

,當水位降至中液位4.45m時，停抽吸泵、停反洗泵；

/水位升至中高液位4.55m時，抽吸泵開始產水，并按設定流量運行；

/當水位升至4.95m時，高高液位報警；

/當水位至高液位4.90m時，提升泵降頻運行，高液位報警復位。

＞氣動閥控制：

/任何情況下，產水調節(jié)閥關閉或未開啟到位時，滲透抽吸泵停止工

作(或不啟動)；

/產水氣動閥與滲透抽吸泵聯(lián)動，與CIP閥、反沖洗閥互鎖；

＞壓力控制：

真空表達到-30kPa時停止產水氣動調節(jié)閥,并報警。

＞滲透抽吸泵開啟前需確認的事項：

/確認膜池液位計可正常工作，并可實現(xiàn)最低、最高液位報警功能。

/確認與膜組件相連的出水閥門全部打開，未安裝膜組件的閥門處

于關位。

/確認真空泵運轉正常，并能正常啟動。

/確認出水管上相應閥門打開，出水管路暢通。

/運行人員需記錄滲透抽吸泵啟動時真空表讀數(shù)，并設定膜組件在

線沖洗負壓限值P2=-4KPa；需確定認真做好抽吸泵運行記錄及

維護記錄。

(3)空壓系統(tǒng)操作

/空壓機的啟動由空氣罐壓力控制，空氣罐壓力高于0.7MPa時，

空壓機停止，低于0.4MPa時，空壓機啟動?？諌簷C平常處于自

動狀態(tài)?？諌簷C平常處于自動狀態(tài)。冷干機與空壓機聯(lián)動工作。

空氣壓力罐為氣動閥和儀表等提供壓縮空氣源。

/應定期排空抽真空儲氣罐內積存的水，打開底部的排空閥即可實

現(xiàn)，推薦每天查看、操作一次。

/定定期排除空壓機、冷干機內積存的油份、水分，每2天一次。

/應每年更換一次壓縮空氣管道上的精密過濾器的濾芯。

＞膜清洗系統(tǒng)操作詳見膜使用說明書相關章節(jié)。

膜生物反應器（MBR）工藝

一、概述

MBR一體化設備利用膜生物反應器（MBR）進行污水處理及回用的一體化設備，其具

有膜生物反應器的所有優(yōu)點：出水水質好，運行成本低、系統(tǒng)抗沖擊性強、污泥量少，自動

化程度高等，另外，作為一體化設備，其具有占地面積小，便于集成。它既可以作為小型的

污水回用設備，又可以作為較大型污水處理廠（站）的核心處理單元，是目前污水處理領域

研究的熱點之一，具有廣闊的應用前景。

二、工作原理

MBR是一種將高效膜分離技術與傳統(tǒng)活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝，它用

具有獨特結構的MBR平片膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的水，由泵通過

濾膜過濾后抽出。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住，

省掉二沉池?；钚晕勰酀舛纫虼舜蟠筇岣?，水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可

以分別控制，而難降解的物質在反應器中不斷反應、降解。

由于MBR膜的存在大大提高了系統(tǒng)固液分離的能力，從而使系統(tǒng)出水，水質和容積負荷

都得到大幅度提高，經(jīng)膜處理后的水水質標準高（超過國家一級A標準），經(jīng)過消毒，最后形

成水質和生物安全性高的優(yōu)質再生水，可直接作為新生水源。由于膜的過濾作用，微生物被

完全截留在MBR膜生物反應器中，實現(xiàn)了水力停留時間與活性污泥泥齡的徹底分離，消除了

傳統(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題。膜生物反應器具有對污染物去除效率高、硝化能力強，可

同時進行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質穩(wěn)定、剩余污泥產量低、設備緊湊、占地面

積少（只有傳統(tǒng)工藝的1/3T/2）、增量擴容方便、自動化程度高、操作簡單等優(yōu)點。

調節(jié)油慶林包累生物反控黑（好氧法）回用制放水箱

MBR工藝流程。

三、與傳統(tǒng)的污水處理生物處理技術相比，MBR具有以下明

顯優(yōu)勢：

1.設備緊湊，占地少

由于生物反應器內將污泥濃度提高了2?5倍，容積負荷可大大提高，而且用膜組件代

替了二沉池和過濾設備，因此，與常規(guī)生物處理工藝相比，膜生物反應器的占地面積可大為

減少；

2.出水水質優(yōu)質穩(wěn)定

由于膜的高效分離作用，分離效果遠好于傳統(tǒng)沉淀池，處理出水極其清澈，懸浮物和

濁度接近于零，細菌和病毒被大幅去除，出水水質優(yōu)于建設部頒發(fā)的生活雜用水水質標準

（CJ25.1-89）,可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。

同時，膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應器內，使得系統(tǒng)內能夠維持較高的微

生物濃度，不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質，同時反

應器對進水負荷（水質及水量）的各種變化具有很好的適應性，耐沖擊負荷，能夠穩(wěn)定獲

得優(yōu)質的出水水質。

3.剩余污泥產量少

該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產量低（理論上可以實現(xiàn)零污

泥排放），降低了污泥處理費用。

4.可去除氨氮及難降解有機物

由于微生物被完全截流在生物反應器內，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截

留生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。同時，可增長一些難降解的有機物在系統(tǒng)中的水力停留時

間，有利于難降解有機物降解效率的提高。

5.操作管理方便，易于實現(xiàn)自動控制

該工藝實現(xiàn)了水力停留時間（HRT）與污泥停留時間（SRT）的完全分離，運行控

制更加靈活穩(wěn)定，是污水處理中容易實現(xiàn)裝備化的新技術，可實現(xiàn)微機自動控制，從而使操

作管理更為方便。

6.易于從傳統(tǒng)工藝進行改造

該工藝可以作為傳統(tǒng)污水處理工藝的深度處理單元，在城市二級污水處理廠出水深度

處理（從而實現(xiàn)城市污水的大量回用）等領域有著廣闊的應用前景。

MBR也存在一些不足。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.膜造價高，使膜生物反應器的基建投資高于傳統(tǒng)污水處理工藝；

2.膜污染容易出現(xiàn)，給操作管理帶來不便：

3.能耗高：首先MBR泥水分離過程必須保持一定的膜驅動壓力，其次是MBR池中MLSS

濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強度，還有為了加大膜通量、減輕

膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成MBR的能耗要比傳統(tǒng)的生物處理工藝高;

4.膜使用壽命有限：3-5年使用壽命，平均每年更換20%的膜片。

【用途】【適用范圍】

?原有污水處理廠、自來水廠的升級、改造,市政污水

?市政污水處理廠、自來水廠的新建?醫(yī)院廢水

?高濃度有機廢水的處理?洗滌廢水

?純水生產預處理?工業(yè)廢水

?中水回用,食品、醫(yī)療廢水

平片膜元件MBR膜生物反應器

四、膜生物反應器的技術經(jīng)濟分析：

盡管MBR的運行費用略高于常規(guī)生物處理方法，但MBR的處理出水能達到中水回用的目

的，且隨著膜制造技術的進步，膜質量的提高和膜制造成本的降低，MBR的投資也會隨之大

幅度降低。另外，各種新型膜生物反應器的開發(fā)，如在低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧

MBR等與傳統(tǒng)的好氧加壓膜生物反應器相比，其運行費用大幅度下降。因此可以預見，膜生

物反應器作為中水回用技術將會愈來愈具有經(jīng)濟、技術上的競爭優(yōu)勢。預計中水回用將是

MBR在我國推廣應用的主要方向。目前我國膜生物反應器在中水回用中的應用實例尚少，需

結合我國的經(jīng)濟發(fā)展水平和MBR工藝的特點，進一步加強研究以推動其工程化應用的進程。

五、3.14再生水裝置：

本裝置是一種自動化的高效污水生物處理設備，是十分理想的MBR污水處理、MBR中水

回用再生水設備。本系統(tǒng)適合治理規(guī)模較小的分散性水污染，適用場所有：居民小區(qū)、新農

村建設小區(qū)、學校、公共廁所等。具有占地面積小、高效節(jié)能、智能化控制、能耗低、出水

水質穩(wěn)定、可無人看管等優(yōu)點。適用水量2.5?120m3/天；系統(tǒng)可并聯(lián)使用。

【產品特點】【主要指標】

1、可用于處理站的安裝及測試1、污水水質：生活污水

2、可安裝在建設工程的現(xiàn)場2、處理水量：2.5-12011?/天

3、交貨期限短3、運行費用:<0.5%/m3

4、易于遷移4、出水水質：優(yōu)于國家一級A標準

I、前端處理池2、內扶梯3、污泥泵4、反應池5、MBR膜組件

6、清水池7、抽吸泵8、風機9、電控柜10、消毒裝置11、操作間

附:

?CODcr容積負荷一一處理設施如曝氣池單位容積能夠接納處理的CODcr的濃度，超過這個

濃度，就達不到設計的處理效率了。

?膜通量一一單位面積膜每天通過的水量，nP/n??天。

'生活污水：0.3-0.5

一般：<自來水：0.4-0.8

I工業(yè)廢水：0.2-0.4（0.25左右）

10

?平板膜清洗周期為3個月。

?沛爾MBR平板膜工作壽命：3-5年；工作溫度：10-35℃；價格：500元/m,左右。

六、MBR平片膜與中空膜比較:

項目平片膜中空纖維膜

進口細格柵3mm1mm

處理中污泥濃度15000-20000mg/L12000-15000mg/L（實際更低）

耐久性10年以上5-8年以上

占地面積大小

出水水質優(yōu)于一級A優(yōu)于一級A

日常清洗不需要需要

日常清洗用水不需要有些需要納米膜過濾水

定期沖洗4-6個月4—6個月

定期沖洗方式無需提出，在池內沖洗需要提出，在池外沖洗

江蘇藍天沛爾膜業(yè)有限公司產品規(guī)格

膜元件型號

型號PEIER-25(實驗用)PEIER-100PEIER-150PEIER-175*

有效膜面積(m?)0.251.01.51.75

尺寸(mm)(長x寬x厚)518x365x151190x518x151780x518x152000x518x15

產水量(升/片.天)100?135400?550600?825600?825

膜材料PVDF+PET

材料膜孔徑(um)0.08?0.3

組成外框架ABS

骨架ABS或PE

曝氣量(L/min.片)1012

重量(Kg)0.733.15.746.7

出水濁度(NTU)<1

出水懸浮物(mg/T)<5

壽命(年)3~5

11

價格(元/m2)500

膜組件型號

型號PEIER25-N*PEIER100-100PEIER150-100PEIER150-150PEIER175-100*

總有效膜面積(m?)2.5,5.0,12.510（）150225175

尺寸(m)(長x寬x厚)1.65x0.65x2.01.65x0.65x2.662.35x0.65x2.661.65x0.65x2.9

膜元件(數(shù)量)10,20,50PEIERR00（100片）PEER-150（100片）PEIER-150（150片）PEIER-175（100片）

產水量(nP/d)12540?5560?82.590?123.560?82.5

重量(Kg)50589912861085

支架材質304不銹鋼

曝氣管材質304不銹鋼

集水管材質UPVC或ABS

注：1、PEIER25-N,N分別為10,20,50；

2、PEIERI75-100采用的膜元件為特殊產品，在特殊水質或特殊要求的情況下使用，產水量與一般產品

稍有差別。

3,表2、表3中的產水量均指進水為市政污水、抽吸壓lOKPa,溫度10℃時膜的初始過濾通量。

七、平片膜的結構：

?單片平片膜由濾板，膜墊，薄膜層，取水口組成。

?濾板由外框架和內支撐組成。濾板主要是對附著在表面的膜墊取水口三口

和薄膜層起支撐作用。用于市政污水處理的濾板主要有兩種尺

寸。一種是1000mmX500mm,另一種是1600mmX500mm。濾板

中的內支撐上有水流溝槽，可以使得過濾后的水能夠自由地在

其中流動。

?膜墊是薄膜過濾層的物理支撐。在濾板的兩面均緊密地附著有

膜墊。

?薄膜層的材料為聚氯乙烯，薄膜層均勻地附著在膜墊的表面。

?取水口是最終處理后水的出口。過濾后的水經(jīng)過濾板內支撐上

膜表面的

的水流溝槽，在水力壓力或外部抽吸力的作用下流出。擴大圖

12

八、平片膜的過濾機理:

1.物理過濾原理

平片膜浸沒在污水中。污水在兩片平片膜之間流動，清潔的水在壓力或外部抽吸力的作

用下流入平片膜的濾板內，再通過平片膜的取水口流出至集水池，從而達到固液分離的作用。

膜表面聚集的污泥，在鼓風氣泡剪切力的作用下，脫離膜表面，從而使膜的固液分離能力持

續(xù)保持。

2.生物過濾原理

平片膜除了具有普通膜的物理過濾原理外，在實際運行中，在平片膜的薄膜層外，會均

勻地生長一層致密的生物膜。這層生物膜對固液分離的貢獻極大。大部分固體顆粒實際上是

被這層生物膜截留。生物膜的過濾極大地減緩了物理膜的污染速度，久寶田平片膜可以運行

數(shù)個月不清洗，主要是因為有了生

物膜的緣故。

九、平片膜組件結構組成：

平片膜組件由膜框架，膜支架

（平片膜），散氣框架，散氣管，

軟管，集水管組成。

?膜支架。就是上面介紹的平片

膜，每個平片膜組件中可以安

裝最多200片膜支架。

?膜框架。是用來支撐膜支架

的，一般用不銹鋼材料制成。

?散氣框架。散氣框架位于膜框架的下部，為鼓風氣泡提供上升通道。

?散氣管。外部鼓風機的空氣通過管道首先送至散氣管的主管（下部較粗的管道），再通

過主管分配至散氣支管。散氣支管上有散氣孔，空氣通過散氣孔，經(jīng)過散氣框架，吹入

膜框架的空隙之間，防止膜堵塞。

?軟管和集水管?每個膜框架的出水口與出水軟管相連接，出水軟管的水再匯集至集水管,

最終流入集水池。

13

十、平片膜運行

?平片膜的鼓風機一般按照每片膜(1600mmX500mm)7L/min設計，運行時，鼓風機的風量

一般不調節(jié)。鼓風機為24小時連續(xù)運行。

?抽吸泵的大小根據(jù)膜組件

數(shù)量設計，運行時，為了清

除污染，采取開9分鐘，停

1分鐘的邏輯。該邏輯一般

由計算機自動控制完成。

?循環(huán)污泥泵的流量一般選

擇進水量的2?3倍，連續(xù)

運行。

?剩余污泥泵根據(jù)池中MLSS

計的讀數(shù)定時運行。池中

MLSS的濃度一般控制在15000?20000mg/L左右。

?抽吸泵入口管道中，安裝了壓力計，通過壓力計的讀數(shù)可以了解膜污染的程度。初時運

行時，壓力損失很小，經(jīng)過4?6個月的運行之后，壓力損失逐漸增加，一般壓力損失達

到2米水柱時，就要對膜進行清洗。

H^一、污水廠的MBR改造

14

1.普曝池改造為MBR

沉砂池

剩余污潴

?為防止MBR堵塞，需要在進水前增加l-3mm的細格柵。

?一般普曝池的水力停留時間為5-6小時，改造時需要將原普曝池分為缺氧池和曝氣池，

其中缺氧池的停留時間根據(jù)進水總氮的濃度可設定為1.5-3小時，普曝池剩余部分為曝

氣池。曝氣池中有時需要少量增加曝氣器的密度，缺氧池中需要增加潛水攪拌機。

?原來的二沉池改造為MBR池，可以利用原池，為節(jié)省用地，亦可重建。MBR池中安裝膜反

應器，增加膜曝氣鼓風機，增加膜出水抽吸泵。

?MBR工藝的回流比一般為200%—300的回流泵一般需要更換。

?其它輔助工作包括，增加電力供應能力，增加儀表，增加一套（或多套）膜清洗設備。

2.A/0工藝改造為MBR

缺氧池曝氣池二沉池

沉砂池出水

出行----

15

回流泥以

?為防止MBR堵塞，需要在進水前增加3nm的細格柵。

?由于池中污泥濃度提高，需要適當增加缺氧池中的攪拌器數(shù)量和曝氣池中曝氣器的數(shù)量。

?原來的二沉池改造為MBR池，可以利用原池，但實際MBR池的用地比原來的二沉池要小,

為節(jié)省用地，亦可重建。MBR池中安裝膜反應器，增加膜曝氣鼓風機，增加膜出水抽吸泵。

?其它輔助工作包括，增加電力供應能力，增加儀表，增加一套（或多套）膜清洗設備。

16

應器，增加膜曝氣鼓風機，增加膜出水抽吸泵。

其它輔助工作包括，增加電力供應能力，增加儀表，增加一套（或多套）膜清洗設備。

17

MBR工藝的優(yōu)點

1、運行管理方便

傳統(tǒng)的好氧活性污泥處理工藝，在高污泥負荷的情況下運行會出現(xiàn)污泥膨脹

現(xiàn)象，使得泥水難于分離而導致出水質量下降甚至不達標。而MBR工藝是用膜得

過濾作用來進行泥水分離，污泥膨脹并不影響MBR系統(tǒng)的正常運行和出水水質，

因而運行管理及為方便。

2、占地面積少

傳統(tǒng)的好氧活性污泥處理工藝的污泥濃度一般在3000~5000mg/L,而MBR工

藝的活性污泥濃度一般在800012000mg/L,且不需要生化沉淀池，因而大大減少

占地面積和土建投資，其土建占地面積約為傳統(tǒng)工藝的1/3。

3、處理水質穩(wěn)定

膜組件能夠截留幾乎所有的微生物，尤其是針對難以沉淀的、增殖速度慢的

微生物，因此系統(tǒng)內的生物相極其豐富，活性污泥馴化、增量的過程大大縮短，

處理的深度和系統(tǒng)抗沖擊能力得以加強，處理水質穩(wěn)定。

4、具有優(yōu)良的脫氮效果

MBR工藝系統(tǒng)有利于增殖緩慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖，系統(tǒng)硝化效

率得以提高。

5、污泥齡長

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器內有足夠的

停留時間，大大提高了難降解有機物的降解效率。反應器在高容積負荷、低污泥

負荷長泥齡下運行，可以實現(xiàn)基本無剩余污泥排放。

6、動力消耗低

中空絲膜所須的吸引壓力僅為-0.「-0.4公斤/cm2左右，動力消耗極低。近

年來由于膜生產工藝的改進以及新材質的應用，有效減少了膜污染堵塞現(xiàn)象，大

大減少了清洗的工作量，延長了膜組件的壽命，壽命可達曠5年。

18

1MBR工藝系統(tǒng)選擇關鍵技術

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，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，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。LL2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器或膜池

內，管式是將膜元件裝填在膜管內，再設置膜架放置膜管。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，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，且不需復雜的支撐膜架。LL4MBR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m7d以上，考慮到膜組件運行環(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準普遍提高了對

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用到了MBR工藝中，

如AO、A;0（包括AP氧化溝）、SBR等。1.2.1SBRMBR工藝將SBR與MBR

相結合形成的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

單一反應器內實現(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。L2.2A'OMBR工藝由A20工藝與

膜分離技術結合而成的具有同步脫氮除磷功能的AUMBR工藝，進一步拓展了MBR

的應用范疇。在該工藝中設置有兩段回流，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。A20MBR

工藝中高濃度的MLSS、獨立控制的水力停留時間和污泥停留時間、回流比及污泥

負荷率等都會產生與傳統(tǒng)A20工藝不同的影響，具有較好的脫氮除磷效率。

19

1.2.3AP/AMBR工藝&O/AMBR工藝是一種強化內源反硝化的新型工藝，利用

MBR內高濃度活性污泥和生物多樣性來強化脫氮除磷效果，其內部流程依次為厭

氧、缺氧、好氧、缺氧和膜池。該工藝在傳統(tǒng)工藝后再設一級缺氧池，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。由0/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)0MBR工藝

A(2A)0MBR工藝是兩段缺氧A汩工藝與MBR工藝的結合，其特點是在傳統(tǒng)的及0工

藝中設置了兩段缺氧區(qū)(缺氧區(qū)I和缺氧區(qū)H),在缺氧區(qū)I內從好氧區(qū)回流的

NO「完全被還原，實現(xiàn)完全反硝化；而在缺氧區(qū)H內實現(xiàn)內源反硝化，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，結合膜生物反應器技術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。其內部流程依次是第I缺氧池、厭氧池、第H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。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；好氧池內同步發(fā)生有機物降解、好氧吸磷和好氧硝化等多種反應，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的目的，具有較高的推廣應用

價值。1.2.6A/AQMBR工藝A/A-OMBR工藝屬3AMBR工藝的改進工藝，設置

有第I缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第II缺氧區(qū)、好氧區(qū)和膜池共5個處理單元。預處理后

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

H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)生內源反硝化反應，

進一步地去除了污水中的硝態(tài)氮。此外，將厭氧區(qū)放在第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)形式的選擇主要應考慮以下幾方面：①進

水水質情況(如難生物降解有機物濃度、碳氮比、碳磷比等)；

20

②出水水質要求(尤其是對脫氮除磷的效果要求等)；

③進水水質水量波動情況；

④氣候條件等。從目前應用的工程經(jīng)驗來看，由0及其變形強化工藝是眾多應用在

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及其改進型的MBR脫氮除磷組合工藝的應用情

況。

表1A20及其改進型的MBR組合工藝應用情況

工藝內進水

工藝形式回流方式應用情況

部流程方式

厭氧-缺氧-好氧-膜兩段回流一膜池回

無錫梅村水處理廠二期工程(3.0Xl0'm7d)s

池厭氧單點進水或厭氧、缺氧兩流硝化液

A20MBR無錫新城污水處理廠二期工程(e.oxiotf/d),

或缺氧-厭氧-好氧點進水或三段回流一好氧

無錫胡康污水處理廠二期工程(2.3X10'n>7d)

-膜池區(qū)回流硝化液

三段兩點回流一好

厭氧-缺氧I-好氧-無錫新區(qū)碩放污水處理廠二期工程(2.0X10'm7

A2O/AMBR厭氧、缺氧I兩點進水氧區(qū)回流硝化液至

缺氧H-膜池d)

缺氧I和缺氧II

三段兩點回流一好

厭氧-缺氧I-缺氧I無錫城北污水處理廠四期工程(7.0X10W/d),

A(2A)0MBR厭氧、缺氧I兩點進水氧區(qū)回流硝化液至

I-好氧-膜池四川綿竹漢旺污水處理廠(O.SXIOmVd)

缺氧I和缺氧II

單段兩點回流一膜

跌氧I-厭氧-缺氧北京密云再生水廠(4.5X10%3/d)、北京懷柔

3AMBR缺氧I、厭氧兩點進水池回流硝化液至缺

II-好氧-膜池再生水廠(3.5X10%3/d)

氧I和缺氧II

兩段兩點回流一好

缺氧I-厭氧-缺氧無錫太湖國家旅游度假區(qū)污水處理廠三期工程

A/A2OMBR缺氧1、厭氧兩點進水氧區(qū)回流硝化液至

II-好氧-膜池(1.75X10W/d)

缺氧I和缺氧II

2MBR工藝生化系統(tǒng)參數(shù)設計關鍵技術

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，在實際工程應用中發(fā)現(xiàn)：

①在實際進水有機物濃度低于設計進水水質情況下，MLSS值難以達到設計值，通

過減少排泥來維持MLSS值時會造成MLVSS/MLSS值偏低，導致生化池表面產生大

量的浮泥，而且反而降低了生物活性，影響處理效率；

②由于MLSS是最基本的設計參數(shù)，當實際值與設計值偏差較大時會影響相關設計

參數(shù)(如SRT、空氣量)的準確度，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)

21

以盡量增大有機物去除能力；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（6~8g/L）o2.2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20d左

右時，跨膜壓差增長趨勢變緩。因此，泥齡不宜太長，以20d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B0D、的污泥負荷作

為設計參數(shù)，但是，在MBR工藝中，由于MBR反應器內微生物的結構、種類和生

物相的變化使MBR工藝對有機底物的利用不僅僅局限于進水中的B0D,值，對部分

表現(xiàn)為C0D0的物質也可以利用，因此采用MBR工藝處理城市污水時，不宜采用污

泥負荷參數(shù)作為設計依據(jù)，而應將MLSS和SRT作為MBR工藝生物處理單元的主要

設計參數(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計指標。

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，相應的所需HRT

較短（7~10h）。實踐證明，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，因此應適當加大系統(tǒng)的HRT（~12h）,同時可相應降

低SRT,有利于控制膜污染。2.5需氧量和供氣量

由于MBR反應器內的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調整a、B和CO值，因此，MBR工藝的理論

供氣量計算值應大于傳統(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：

①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的溶解氧極高（通常其D0值可達8、10mg/L）而大比例從

膜池到生化池的回流（通常為400獷500%）使生化池所需的曝氣風量下降；

②當實際進水有機物濃度低于設計值時，會造成計算需氧量和實際MLSS值均低于

設計值，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，便于進行鼓風機的配置和風量調節(jié)控制。

3MBR工藝生化系統(tǒng)布局設計關鍵技術

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：

22

①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，

導致反硝化反應不充分；

②如果采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，生物反應池建議采用兩點進水方式，即在生物池

前設置進水分配渠道和分配調節(jié)堰，污水進入到分配渠道后，通過兩套調節(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)不同水質條件下生物

脫氮和生物除磷所需碳源的變化進行靈活調節(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：①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；②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，回流泵分別對應各組膜池便于獨立檢

修，但管路系統(tǒng)較為復雜；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用。實際工程應用時應

根據(jù)水位差、膜池分組情況、進水水質和膜組件形式等綜合比較確定。3.4好

氧區(qū)形式

傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的好氧區(qū)構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現(xiàn)快速混合以充分利用膜池內的DO。

4MBR工藝生化系統(tǒng)設備設計關鍵技術

4.1攪拌器對于厭氧區(qū)和缺氧區(qū)，如果池型（或分隔后的池型）接近于正方

形（L/BV1.3）,建議采用倒傘型攪拌器。因為其運行能耗低，立式環(huán)流攪拌均勻，

不易產生死角，水下無易損耗件且不會在攪拌主體上掛帶任何物質而形成堵塞。

4.2曝氣器

MBR工藝單位面積的供氣量遠大于傳統(tǒng)工藝，因此，必須選擇單位通氣量大、氧轉

移率高的曝氣設備。在已運行的幾個MBR工程中，聚乙烯改性纖維管式曝氣器和

全球型剛玉曝氣器的運行效果較好。4.3回流泵首先，根據(jù)回流位置的不同

選擇不同的設備：對于生化系統(tǒng)內部的回流通常采用穿墻PP泵；對于膜池回流至

23

生化系統(tǒng)的回流泵再根據(jù)提升方式的不同進行選擇：如前提升方式一般采用潛水

軸流泵，后提升方式的回流泵又有兩種形式：①設置于膜車間內時，通常采用臥

式端吸離心泵，且由于輸送介質為高濃度的污泥，不宜采用清水泵，大多采用污

水泵干式安裝；②當系統(tǒng)設回流污泥渠時，回流泵設置于渠內，通常采用穿墻PP

泵。4.4剩余污泥排放泵

剩余污泥排放泵可以設置于生化池內也可設置于膜池進水渠內，一般采用潛水排

污泵。建議設置于生化池內，可以用來排除池底泥砂并可兼做生化池放空泵。

4.5曝氣鼓風機

首先應優(yōu)先選擇氣量調節(jié)范圍較大的單級離心鼓風機。若采用多級離心鼓風機，

必須配置變頻器，不宜采用羅茨鼓風機。其次，所選的鼓風機應使調節(jié)后的組合

供氣量涵蓋計算供氣量的區(qū)值。