MBR工藝在污水處理廠升級改造工程中的應用

何寶平

摘要：隨著環保要求日趨嚴格，一些老舊污水處理廠面臨升級改造。MBR工藝因為其占地面積小、處理效果佳等優點，可用于改造老舊污水處理廠。本文以某生活污水處理廠（原工藝A2O+BAF）為例來闡述MBR工藝在改造工程中的應用。

關鍵詞：升級改造;BAF;MBR;A2/O

近年隨著環保要求日趨嚴格，許多舊有污水處理廠面臨升級改造問題。污水處理廠本身是一個完整的水處理系統，其升級改造不可能也不必要推倒重建，而是對部分環節或部分工藝流程作出變更，盡可能保留原有設施設備、建構筑物等，控制改造費用，縮短建設周期。老舊污水處理廠升級改造工程的原則可以總結為“充分利舊、局部改造、費用控制，升級達標”。

不同工藝、不同處理規模的老舊污水集中處理廠的適用改造方案不盡相同，只有選擇合適的工藝，才能以較小的投入實現預期目的，并且符合上述原則。

MBR（Membrane Bioreactor）膜生物反應器結合了傳統生物處理工藝和膜分離技術[1]，體現了“治理、回用”的理念，可以高效去除各種污染物[2]。同時由于微生物內源呼吸作用使MBR產生的污泥比較少[3]，節省了污泥處置費用。有關單位對MBR應用進行了提升處理效果、穩定系統運行、優化操作條件等探索[4-5]。MBR工藝以其高效去污、穩定達標、易于操作的優點為老舊污水處理廠的升級改造提供了極佳選擇。

一、項目概況

某縣污水處理廠設計處理規模為8000噸/日，日變化系數為1.5，原采用“A2/O+BAF”工藝，一級處理環節包括粗細格柵及旋流沉砂池，其他主要工藝建構筑物包括初沉池（Φ10.0×5.5m，2座）、A2/O池（40.4×32.4×6.0，1座）、二沉池（Φ16.0×5.5m，2座）、曝氣生物濾池（26.0×6.0×6.0m，1座，均分成4格）、設備間（26.0×6.0×6.0m，1座，與曝氣生物濾池緊鄰）等等。設計出水水質為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。

其中，A2/O池有效水深為5.0m，有效容積6400 m3，厭氧池、缺氧池、好氧池各段容積比為1：3：4。采用Q=22m3/min，H=5m的風機3臺（2用1備）曝氣，氣水比8.0。設計混合液回流比為100%，設計污泥回流比為50%。曝氣生物濾池分為4格，單格尺寸為6.0×6.0×6.0m，目前已停運失效。

該廠設計進水水質及實測進出水水質見表1。

由表1可知，在實際進水水質低于設計進水水質很多的情況下，出水水質依然未能滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002一級A標準，只能達到一級B標準。

二、改造方案

經過分析，決定采用MBR工藝來取代原有的BAF工藝，同時對其他設施設備作配套改造。MBR工藝的核心是膜分離，因此膜池及其中的膜組件是本改造設計的關鍵所在。經初步計算，需要設置16臺膜組件，每臺膜組件的尺寸為3.0×1.5×3.0m。

基于充分利舊的考量，有兩種改造方案可供選擇。一是將二沉池改造成膜池，不用新建池體，如利用原設備間，MBR配套設備與膜組件之間線程過遠，如不利用原設備間，則需要新建。二是種是將曝氣生物濾池改造成膜池，當前池體當前只夠放置8臺膜組件，需要增加池體，無需新建設備間。經綜合比較，確定采用第二方案。

三、改造設計

（一）膜組件設計

MBR膜的膜通量一般介于0.2～0.8m3/（m2·d），設計值采用0.5 m3/（m2·d），單個膜組件總膜面積為1500 m2，則單個膜組件過水量為750 m3，16臺膜組件總過水量為12000m3，可以滿足日變化系數為1.5情況下的處理需要。

（二）膜池設計

原曝氣生物濾池尺寸為26.0×6.0×6.0m，分為四格，單格尺寸6.0×6.0×6.0 m，與之相連的設備間尺寸為26.0×6.0×6.0m。將曝氣生物濾改造成為膜池，盛放膜組件，其配套設備置于設備間。

原濾池池容只能夠容納8座膜組件，因此在原濾池旁邊新建一座膜池，尺寸26.0×6.0×4.5m，也分為四格，單格尺寸為6.0×6.0×4.5m。

另外，為了便于使用化學藥劑對膜組件進行浸沒清洗，需要新建一座清洗池，尺寸為4.0×3.0×4.5m，與新建膜池共壁相鄰。

（三） MBR主要配套設備設計

根據污水日變化系數，污水最大處理量為12000噸/日。配置8臺自吸泵，4用4備，每一臺自吸泵對4臺膜組件進行抽濾，則自吸泵規格為Q=125 m3/h，H=15m。

單臺膜組件清洗曝氣量為8.8Nm3/（ min·臺），則全部膜組件需要的通風量為140Nm3/（ min·臺），設計配置6臺風機，4用2備，則須每臺風機規格為Q=35 Nm3/ min，P=4.0mH2O。

另外膜片需要定期清洗，清洗系統設計遵從膜組件廠家要求。

（四）其他設計

A2O池更換混合液回流泵，將混合液回流比提高至200%，從提高TN去除率。新混合液回流泵設置3臺，2用1備，規格為Q=330m3/h，H=10m。另外增設化學除磷系統，提高TP去除率。

四、結語：

上述污水處理廠升級改造工程是MBR應用的一個范例，改造設計充分利用原有的建構筑物及設施設備，成功實現 MBR工藝對原BAF工藝的取代，實現優化升級。MBR工藝以其高效以及易于同污水生化處理環節搭配組合的特點，在城鎮污水處理廠升級改造應用中值得優先考慮。同時需要指出，具體情況應具體分析，不同的污水處理廠的升級改造不可一概而論，而應該綜合考量，選擇最優方案。

參考文獻：

[1]劉巖，李志東，蔣林時，膜生物反應器（MBR）處理廢水的研究進展，長春理工大學學報，2007，30（1）：98-101

[2]張文，膜生物反應器在污水處理中的應用研究，廣東化工，2006，33（11）：66-69

[3]魏元送，鄭祥，劉俊新，國外膜生物反應器在污水處理中的研究進展，工業水處理，2003，

23（1），1-7

[4]于水利，趙方波，膜生物反應器技術發展沿革與展望，工業用水與廢水，2006，37（2），1-6

[5]楊紅群，周艷玲，膜生物反應器的技術研究，環境保護科學，2006，32（3），13-15