AAOA-MBR工艺在超高污泥浓度下的运行效果及注意事项-北极星水处理网

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摘要：为了解超高污泥浓度(MLSS)对膜生物反应器(MBR)工艺运行效果的影响，研究分析了南京某采用厌氧/缺氧/好氧/缺氧(AAOA)-MBR工艺的城市污水处理厂在超高MLSS浓度下的运行情况。结果表明：MBR工艺在可在较高的污泥浓度下运行，并且高污泥浓度有助于系统对有机物的去除。该污水厂的MBR膜池在20g/L左右的超污泥高浓度下运行了超过600d的时间，出水COD、氨氮、TN、TP浓度分别约为14、0.43、6.37和0.25mg/L;高污泥浓度可增强系统抵抗低温、进水负荷抗冲击的能力，并且联合后置缺氧段强化了系统的内源反硝化。MBR系统在高污泥浓度下运行，需要密切注意膜通量及跨膜压差的变化，适时进行膜清洗，以免发生膜污染。

刘纪成(1984-),男,河南信阳人,硕士,工程师,从事水污染控制技术研究

1工程概况

1.1处理工艺该厂采用厌氧/缺氧/好氧/缺氧(AAOA)-MBR工艺，处理规模为10×104m3/d，现实际处理量为(6～8)×104m3/d。工艺流程如图1所示。

图1 工艺流程示意

该污水厂进水为实际城市污水，其COD、BOD5、TP、TN、氨氮浓度范围为57~348、21~168、2~8、18 ~50、5~50 mg/L,均值依次为206、75.4、4、29.7、22.7 mg/L;pH值范围为7~7.6，均值为7.3;水温在13~28 ℃之间波动，均值为22℃。

1.2运行参数系统的SRT为18 d, 厌氧段、缺氧段、好氧段、后置缺氧段、膜池的HRT分别为1.95、2.45、4.35、2.5、1.3 h，好氧段DO为0.2~1 mg/L，膜池的曝气强度为60～90 m3/(m2˙h)，膜池至好氧池、好氧池至缺氧池、后置缺氧池至厌氧池的回流比分别为600%、500%、300%(设计值分别为400%、400%、200%)，膜池的MLSS为10~25g/L，MLVSS/MLSS值为0.3~0.6(平均为0.4)，膜通量为18～25 L/(m2˙h)，温度为13~28 ℃。

2运行情况与分析

2.1高污泥浓度的产生该厂设计的污泥浓度是在8~10 g/L，但由于在实际运行过程中出现污泥脱水设备故障等问题，导致系统无法正常排泥、脱泥，污泥浓度逐渐升高(见图2)，最高约为26 g/L，2016年3月—2017年10月的610 d内，膜系统在20 g/L以上的污泥浓度下连续运行时间长达100 d以上，系统的膜池MLSS浓度平均维持在18.4g/L左右，均属于超高污泥浓度(图2中相邻污泥浓度变化幅度较大的主要原因是每天混合液取自不同膜池，主要反映系统整体污泥浓度变化趋势)。然而，从膜系统跨膜压差(TMP)及膜通量的变化(见图3)可以看出系统整体并没有崩溃，跨膜压差平均为-24 kPa左右，对应膜通量平均为18.4 L/(㎡˙h左右)。在膜池MLSS浓度最高(超过20 g/L)的一段时间，膜系统的跨膜压差较大，频繁超过了-30 kPa，说明此阶段膜污染严重，膜系统有一定的运行风险，这段时间进行了频繁的化学清洗。在修复污泥脱水等设备后通过加大排泥量将污泥浓度降低，并进行维护性清洗，使得膜系统的TMP恢复至正常区间。

图2 系统污泥浓度变化

图3 高污泥浓度下膜系统的通量及跨膜压差变化

综上所述，MLSS浓度在20g/L以内时，膜池通过正常的在线化学清洗及根据压差变化适当增加清水反冲洗可实现膜系统的正常运行，但当膜池MLSS增加至20g/L以上时，膜系统的运行效果会明显恶化，所以膜系统污泥浓度不宜超过20g/L。

2.2高污泥浓度下有机物及TP的去除效果

如图4所示，在高污泥浓度下系统一直保持着良好的COD去除效果，系统的进水COD平均约为206mg/L，出水COD平均约为14mg/L。此外，系统的进水BOD5较低，平均约为75.4mg/L，进水B/C约为0.36，表明生化性并不佳。然而，系统对有机物的去除效果依然很好，COD平均去除率可达90%以上，出水COD浓度稳定优于地表水Ⅳ类水标准。

该系统主要是通过化学除磷，除磷药剂为聚合氯化铝(PAC)。尽管系统的进水TP浓度波动较大，但出水TP浓度基本稳定在0.5mg/L以下，平均为0.25mg/L。由此可见，通过化学方式除磷基本不受超高污泥浓度的影响，但生物除磷能力是否收到了影响尚需进一步研究。

图4 系统进出水COD及BOD5浓度变化

原标题：AAOA-MBR工艺在超高污泥浓度下的运行效果及注意事项

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