城镇污水处理工程MBR工艺关键技术解析

2.3污泥负荷

对于传统活性污泥工艺而言，通常采用基于BOD5的污泥负荷作为设计参数，但是，在MBR工艺中，由于MBR反应器内微生物的结构、种类和生物相的变化使MBR工艺对有机底物的利用不仅仅局限于进水中的BOD5值，对部分表现为CODCr的物质也可以利用，因此采用MBR工艺处理城市污水时，不宜采用污泥负荷参数作为设计依据，而应将MLSS和SRT作为MBR工艺生物处理单元的主要设计参数。而由MLSS和SRT推算出的污泥负荷往往仅为传统活性污泥法污泥负荷的一半左右。较低的污泥负荷一方面说明系统抗进水水质冲击的能力较强，另一方面也说明采用MBR工艺处理城镇污水时污泥负荷不宜作为主要的设计指标。

2.4水力停留时间(HRT)

由于MBR系统的MLSS较高，以SRT计算确定的生物池的容积较小，相应的所需HRT较短(7~10h)。实践证明，如果考虑到系统有较高的硝化和反硝化处理效果要求时，过短的HRT将难以保证，因此应适当加大系统的HRT(~12h)，同时可相应降低SRT，有利于控制膜污染。

2.5需氧量和供气量

由于MBR反应器内的MLSS较传统工艺高，其混合液的液膜厚度、污泥粘滞度等会发生变化，由需氧量计算供气量时应调整α、β和C0值，因此，MBR工艺的理论供气量计算值应大于传统工艺。但是，大量工程实践发现，实际生化池供气量小于计算量。分析其主要原因是：

①为了控制膜表面污堵，需要采用空气擦洗来改变膜丝表面液体的流态，大量的擦洗空气使得膜池内的溶解氧极高(通常其DO值可达8~10mg/L)而大比例从膜池到生化池的回流(通常为400%~500%)使生化池所需的曝气风量下降;

②当实际进水有机物浓度低于设计值时，会造成计算需氧量和实际MLSS值均低于设计值，实际供气量则会远低于计算值。因此在计算供气量时应充分考虑这些因素，给出一个供气量的区间值，便于进行鼓风机的配置和风量调节控制。

3、MBR工艺生化系统布局设计关键技术

3.1回流方式

根据生化系统形式、硝化液回流的方式和位置不同，MBR的回流有各种不同的方式，见表1。综合各种回流方式的实际效果，建议：

①采用膜池回流混合液至好氧区，再由好氧区回流硝化液至缺氧区，因为如果采用膜池回流硝化液至缺氧区的方式，由于混合液富含大量氧气，破坏缺氧条件，导致反硝化反应不充分;

②如果采用两段缺氧生化工艺，宜采用两点回流方式，因为尽管增加了相应的管渠，但是两区的回流比例可以按照实际运行情况进行分配，以便于充分有效地利用原水碳源和内源碳源来提高系统脱氮效果，减少外加碳源的用量。

3.2进水方式

由于在城镇污水处理工程中均有较高的除磷脱氮要求，因此大多采用了厌氧-缺氧-好氧工艺，对于MBR工艺而言，生物反应池建议采用两点进水方式，即在生物池前设置进水分配渠道和分配调节堰，污水进入到分配渠道后，通过两套调节堰门将原水按照一定比例分配到厌氧区和缺氧区，从而选择优先满足生物脱氮还是生物除磷对进水碳源的需要，而且各区的分配比例还可以根据不同水质条件下生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化进行灵活调节。

3.3提升方式

由于膜池有效水深较生物池浅，混合液回流有两种提升方式：

①采用前提升系统，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采用后提升系统，即好氧池出水自流至膜池，膜池的混合液通过回流泵提升至生物池。后提升系统较前提升系统提升混合液的流量小，回流泵分别对应各组膜池便于独立检修，但管路系统较为复杂;前提升系统管路系统较为简单，检修维护工作量小，提升扬程较低。在现有的MBR系统中两种回流方式均有应用。实际工程应用时应根据水位差、膜池分组情况、进水水质和膜组件形式等综合比较确定。

3.4好氧区形式

传统活性污泥A2O系统的好氧区构型多为长方形廊道的推流式形式。对于MBR工艺，其好氧区宜设计成完全混合式，一方面有利于混合液处于良好的紊动，保持悬浮状态，减小因剪切造成的污泥颗粒破解，并提高曝气设备的充氧速率;另一方面，从膜池回流至好氧区的大比例混合液可以实现快速混合以充分利用膜池内的DO。

4、MBR工艺生化系统设备设计关键技术

4.1搅拌器

对于厌氧区和缺氧区，如果池型(或分隔后的池型)接近于正方形(L/B<1.3)，建议采用倒伞型搅拌器。因为其运行能耗低，立式环流搅拌均匀，不易产生死角，水下无易损耗件且不会在搅拌主体上挂带任何物质而形成堵塞。

4.2曝气器

MBR工艺单位面积的供气量远大于传统工艺，因此，必须选择单位通气量大、氧转移率高的曝气设备。在已运行的几个MBR工程中，聚乙烯改性纤维管式曝气器和全球型刚玉曝气器的运行效果较好。

4.3回流泵

首先，根据回流位置的不同选择不同的设备：对于生化系统内部的回流通常采用穿墙PP泵;对于膜池回流至生化系统的回流泵再根据提升方式的不同进行选择：如前提升方式一般采用潜水轴流泵，后提升方式的回流泵又有两种形式：

①设置于膜车间内时，通常采用卧式端吸离心泵，且由于输送介质为高浓度的污泥，不宜采用清水泵，大多采用污水泵干式安装;

②当系统设回流污泥渠时，回流泵设置于渠内，通常采用穿墙PP泵。

4.4剩余污泥排放泵

剩余污泥排放泵可以设置于生化池内也可设置于膜池进水渠内，一般采用潜水排污泵。建议设置于生化池内，可以用来排除池底泥砂并可兼做生化池放空泵。

4.5曝气鼓风机

首先应优先选择气量调节范围较大的单级离心鼓风机。若采用多级离心鼓风机，必须配置变频器，不宜采用罗茨鼓风机。其次，所选的鼓风机应使调节后的组合供气量涵盖计算供气量的区值。

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