摘要：在处理城市污水的过程中，通过合理设计MBR工艺系统，在有效地节约能源、压缩污水处理的占地面积的同时，实现水中有机污染物质高效去除。在设计过程中，重视MBR工艺系统应用合理性，根据城市布局情况对MBR工艺系统进行适当调整，优化设备设计，做好系统调试工作，在保障工程有效性的前提下，合理降低MBR工艺系统运行过程中能源消耗，期望本文撰写可以为类似工程提供一定程度的参考
关键词：城市污水；污水处理；MBR工艺系统
1MBR工艺系统
1.1系统构成
MBR工艺又被称之为膜生物反应器，主要由膜分离系统和生物系统两部分组成，结合膜分离技术和悬浮培养生物处理法对污水进行处理。
1.2工艺系统分类与形式选择
1.2.1MBR工艺系统分类
a分置式和一体式
MBR工艺系统按照膜生物反应器主要分为一体式和MBR两种。分置式MBR工艺能够在生化系统之外放置膜组件，将这些膜组件全部集中到一个膜池的内部，这种膜组件的分组较为明确，能够独立的进行在线反洗，检修较为方便。当膜组件检修或者在线反洗的时候不影响污水厂的正常运行。一体式MBR应用时，在生化系统的内部放置膜组件，相较于分置式MBR工艺而言，一体式MBR工艺的优点为占地面的较小，减少曝气的能耗。缺点为膜组件配套管路敷设难度较高，无法实现在线原位清洗，膜组件维护难度大。
b.正压式和负压式
按照过滤推动方式对进行分类，MBR工艺系统可以分为负压式（浸没式）和正压式两种类型，应用正压式MBR工艺系统期间，采用管式膜对污水进行过滤处理，运用料液循环对污水进行净化处理，在压力的作用下，生物反应器内部的混合液会进入到膜组件的内部这个过程进行持续增压处理，大分子物质、淤泥等都会被膜过滤出来，这种MBR工艺系统的优先为运行稳定性较高，出水水质高，操作流程较为简单，膜组件的清洗操作较为便捷。但是，这种类型的污水处理工艺消耗的动力较高，同时这种超滤设备的处理能力低，在大量水力负荷的城市污水厂中，应用这种超滤设备会大量增加设备的投资成本，不利于污水厂的建设。应用负压式对污水进行处理，采用的一般为浸没操作方式，运行过程中消耗的能源较低，可以考虑不采用模架。
1.2.2MBR工艺系统形式选择
针对各类工艺系统内部流程展开分析，通过对比其工艺内容，选择出最合适本项目的工艺系统方案：a.A2O-MBR工艺内部流程：厌氧→缺氧→好氧→膜池或缺氧→厌氧→好氧→膜池，进水方式为厌氧单点进水或厌氧、缺氧两点进水；b.A2O/A-MBR工艺内部流程为厌氧→缺氧Ⅰ→好氧→缺氧Ⅱ→膜池，进水方式为厌氧、缺氧Ⅰ两点进水；c.A/A2O-MBR工艺内部流程为厌氧→缺氧Ⅰ→缺氧Ⅱ→好氧→膜池，进水方式为厌氧、缺氧Ⅰ两点进水；d.3AMBR工艺内部流程为缺氧Ⅰ→厌氧→缺氧Ⅱ→好氧→膜池，进水方式为缺氧Ⅰ、厌氧两点进水；e.A/A2O-MBR工艺内部流程为缺氧Ⅰ→厌氧→缺氧Ⅱ→好氧→膜池，进水方式为缺氧Ⅰ、厌氧两点进水。综上，对上述MBR工艺系统形式的工艺流程和进水方式进行对比，根据MBR工艺出水水质，该项目进水水质、水量波动和进水水质、气候条件，选择了处理效果突出、稳定性强且便于管理的A2O及其变形强化工艺作为该项目的污水处理工艺。
2MBR工艺生化系统参数设计
2.1污泥
在该项目污泥处理过程中，主要对污水进行泥水分离处理，采用的处理方式为膜。传统的活性淤泥对污水进行处理，污泥本身有着MLSS值较高的特点，但是，实际应用过程中经常会出现污水的有机物浓度低于MLSS的要求，如果采取减少污水排泥的方式保障MLSS值，会发现MLVSS/MLSS值偏低整体处于偏低的状态，生化池的内部会出现浮泥的问题，内部的生物活性会大幅度的降低，严重影响污水的处理效果。进行MBR工艺生化系统设计操作，先进行MLSS值的设定，如果设计参数值与实际MLSS值相差较多，就会对其他设计参数的准确性造成影响，降低MBR工艺生化系统的运行效率。
该项目中，污泥龄为20d、TSS/BOD比率1.374kgTSS/kgBOD5、污泥产率系数1.020kgMLSS/kgBOD5、干泥量35901.4kgDS/d。因为生活污水处理时，有机物浓度较高，为此，要采用设定较高的污泥浓度值，以提升去除污水内部有机物的效果，最后该项目的设定值为4500m3/d。但是，相较于工业废水而言，县区城镇综合污水的进水浓度较低，设定污泥浓度要低于工业废水的污泥浓度。
2.2水力停留时间
MBR工艺生活系统的MLSS较高，设定水力停留时间，采用SRT方式对生物池的容积进行计算，生物池的容积较小，所需要的水力停留时间较短，硝化和反硝化处理要求较高时，水力停留时间短无法取得预期的效果。基于此，增加MBR工艺生化系统中的水力停留时间，降低SRT，对膜污染进行有效的控制。
2.3需氧量与供气量
MBR工艺生化系统的MLSS值高于传统的污水处理工艺，处于污水过程中污泥粘滞度和液膜厚度都会出现一定的变化，该项目膜池与好氧池回流泥含有大量12mg/l溶解氧、可为好氧池提供12mg/l溶解氧，设定供氧量和需氧量参数过程中，必须要调整生化池内部的CO2等数值。从理论上讲，MBR工艺生化系统的供氧量要远高于传统污水处理工艺。但是，通过实践可以知道MBR工艺生化系统的供气量要远小于计算的数值，在对生化池内部的供气量进行分析，在一体式MBR工艺中，通过跨膜压差的控制，加强膜表面污堵有效的控制，充分提高膜擦洗气量的氧转移效率，这种处理方式会增加生化池内部溶解氧的浓度。在分置式MBR工艺中，由于MBR工艺的大回流比，将溶解氧溶度含量很高的混合液回流至生化池，降低生化池曝气风量，同时也保障MBR工艺生化系统的整体性能。MBR工艺生化系统进水有机物浓度低于设定值，实际MLSS值和需氧量都会低于设定参数，供氧量也会低于设定值，将供氧量设定在一定区间内，以便对风量进行控制，需要对鼓风机进行合理的配置。
3系统调试与能耗优化分析
3.1系统调试方案
该项目采用的系统调试方案为试水方式、单机调试、单元调试、分段调试、全线连调、压力试验等方式。调试之前，承包人须要提供MBR工艺系统的所有设备的出厂合格证明，并对设备进行检测，检查橡胶膜等位置存在损伤，没有损伤才可以开展调试工作，建立调试记录和检测档案，整个调配方案的重点为生化单元调试，调试完成后应及时将设备转入试运行，运行结束后方可进行系统交接，自验检测时间为3天，合格后即可认定为自检合格。
3.2能耗优化
MBR工艺系统运行过程中也会消耗大量的能源，该项目污水处理厂运行过程中，能耗来源为曝气风机和回流泵，通过优化曝气风机和回流泵的方式，有效的降低了这两种设备的运行功率。除此之外，还通过优化好氧池、缺氧池、厌氧池布局，采用穿墙泵将污水从缺氧池运输到厌氧池，缺氧池设置为完全混合模式，采用穿墙泵将污水送到回流泵中，完成缺氧池到好氧池的回流，污水通过回流渠回到缺氧池，将好氧池设置为完全混合模式，采用A2O生物池和MBR膜池合建的方式，减少好氧池与膜池之间的回流扬程，以降低MBR工艺系统运行时消耗的能源。
结束语
MBR工艺系统设计目的主要为降低污水处理时的能耗，减少污水厂的运行成本，改善城市环境。另外，MBR工艺系统设计时存在用地面大、污水回流、能耗较高的问题，采取A2O生物池、MBR膜池及膜设备间设计合建解决问题，提升了污染治理效果，有效保护当地生态平衡、流域水质，改善当地的投资环境，实现经济社会的可持续发展。本文就城市污水处理工程中MBR工艺系统设计进行研究，以期能够提升城市污水处理的效率。
参考文献
[1]杨巍,李彦龙.城镇污水处理厂MBR工艺设计探讨[J].中国高新技术企业,2016,365(14):85-86.
[2]郭荣华.MBR工艺在城市污水处理厂的应用及分析[J].资源节约与环保,2015(3):81.