张丽红1 王虹珏1 张晓利2
1.辽宁中冠环境工程股份有限公司，鞍山 2. 辽宁冶金设计研究院有限公司，鞍山
摘要：一体化MBR工艺在生活污水处理方面，具有产泥量少，水力停留时间短等特点，比传统活性污泥法池容小，节省工程造价。处理后出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准。
关键词：一体化、MBR工艺、生活污水。
膜生物反应器（MBR）是近年来受到广泛关注的污水处理与回用领域的新技术之一，它利用膜分离组件的高效截留性能，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的，该技术由美国的史密斯（Smith）等人于1969年提出，其最大的特点便是使用膜分离来取代常规活性污泥法中的二沉池。
传统的活性污泥法中泥水分离主要靠重力作用完成，在一定程度上受到活性污泥的自身沉降性能限制，而污泥沉降性需要通过严格控制曝气池操作条件来完成，故通过改善污泥沉降性能而加速泥水分离的技术受到技术和自控方面的制约，针对上诉问题，MBR创造性的将膜分离技术应用于传统的污水处理，以高效膜分离作用取代传统活性污泥中的二沉池，在实现泥水分离的同时可大幅度提升污泥混合液浓度，提高污泥龄，从而降低剩余污泥产量，提升出水水质。
1 工艺流程说明
污水经管网收集后通过预处理，去除悬浮物、部分有机物进入调节池，均质均量后泵提升进入一体化MBR反应池，一体化MBR池前段设置搅拌机，进行缺氧段的有机物降解，将大分子有机物降解为小分子有机物；后段采用增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜组件,孔径0.2μm，总有效面积2500m2，进行降解、截留、固液分离，截留大部分有机物后经过自吸泵吸至后处理阶段，后处理采用混凝沉淀+紫外消毒工艺，在混凝剂PAC的作用下絮凝沉淀，进一步除SS、除磷后消毒外排。
2 工艺特点
1）处理效果好、去除率高，对水量水质变化具有很大的适应性。
MBR工艺中的膜组件能够高效实现固液分离，大幅度去除细菌和病毒，出水中SS浓度将低于5mg/l，浊度低于1NTU，分离效果远优于传统沉淀池；同时将截留的生物全部留在反应池内，有效地提高了反应池对污染物的整体去除效果。
2）剩余污泥量少，污泥膨胀几率降低。
MBR工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，系统中剩余污泥产量低，后续污泥处理费用大幅度降低。此外，由于膜组件截留作用，反应器内可保持较高的生物量，在一定程度上遏制了污泥膨胀。
3）生物浓度高、容积负荷大、占地省。
反应池内污泥浓度高达6000~12000mg/l，能承受较高的容积负荷，污泥浓度是常规的活性污泥法的2~3倍，所有容积负荷大，占地省。
4）可高效去除氨氮及难降解有机物。
MBR中的膜组件有利于将增值缓慢的微生物（如硝化细菌等）截留在反应池内，保证系统的硝化作用。此外，MBR能延长一些难降解有机物（特别是大分子有机物）在反应池的水力停留时间（HRT），有利于去除该类污染物。
5）运行控制趋于灵活，能够实现智能化控制。
工艺实现水力停留时间HRT与污泥停留时间SRT的完全分离，实际运行控制可根据进水特征及出水要求灵活调整，可实现微机智能化控制，方便操作管理。
3 MBR工作原理
?MBR膜竖直放置在好氧反应池内；
?清水及小分子物质在负压引流下垂直膜的表面透过膜；
?一定浓度的活性污泥混合液在曝气的作用下分解有机物；
?气体沿MBR膜向上冲刷膜表面，使污泥不容易在膜表面堆积，从而保持恒定的透水产量。
MBR膜组件主要由增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜、进气管、内曝气管和出水管组成以及膜支架（膜框架、膜插槽）组合在一起的成套装置。增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜是膜生物反应池的核心部分，是真正执行膜反应池截留过滤功能的成套装置，
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图1 MBR膜原理图 图2 MBR膜组件图
4 一体化MBR工艺设计
处理水量Q=500m3/d，设计1座一体化MBR反应池。平面尺寸：14×8×3.6m
参考《室外排水设计规范》6.6.18.1~6公式计算。
厌氧区参数选择
①Kde选取0.04kgNO3-N/kgMLSS·d（参照工程经验及国外活性污泥模型ASTM），温度设计值T=10℃
②y值取0.6，Yt取0.7（y值\Yt选取较低值的原因是：要保证低温时硝化效果，菌胶团必须处于中度老化阶段）
好氧区参数选择
好氧区选择X=6000mg/l（悬浮活性污泥4000mg/l，立体弹性填料附着2000mg/l），按照污泥龄25d设计，温度设计值最不利水温T=10℃，
MBR膜区：
按照污泥龄25d设计，温度设计值最不利水温T=10℃，Yt取0.7；同时考虑冬季最不利水温T=10℃时膜通量下降曲率，膜通量按照10L/m2·h计算，安全系数=1.2。
厌氧段规格：长×宽×高=10×4.0×3.6m，有效水深3.1m，有效容积124m3；好氧段规格：长×宽×高=8×4.0×3.6m，有效水深2.8m，有效容积89m3；MBR膜段规格：长×宽×高=10×4.0×3.6m，有效水深2.8m，有效容积112m3。
处理装置总需氧量为9.72m3/min，污泥回流比100%，混合液回流比200~400%。污泥回流泵2台（1用1备）Q=25m3/h，H=14m，N=2.2kw，混合液回流泵3台（2用1备）Q=45m3/h，H=9m，N=2.2kw。在厌氧段设置2台潜水搅拌机型号：QJB0.85/8-260/3-740/c/s，在好氧段设置微孔曝气系统共82套，MBR膜面积共计2500m2，MBR出水自吸泵参数：Q=30m3/h，H=15m，N=2.2kw。
5 调试运行情况
接种污泥采用市政污水厂污泥，冬季调试，水温低不易于污泥增殖，接种经过一段时间后，污泥开始增值，初步有了去除率，又经过2周时间，经过镜检可以观察到大量的菌胶团，污泥活性开始增强，又经过一段时间的调试，最终在各项指标均达标的前提下，可稳定运行。出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准要求后排入河体。
6工程投资分析
该工程总投资180万元，项目建成后每年可减少向水体排放COD54.8kg，总氮4.56kg，总磷0.82kg。
7 结论
小型生活污水处理站采用 一体化MBR工艺具有良好的处理效果。MBR膜具有去除率高、占地小、剩余污泥少、容积负荷打等特点，反应池内较高的污泥浓度可以保证北方冬季低温情况下生化系统的稳定运行，保证出水氨氮及总氮稳定达标。
参考文献
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