王倩
中国人民大学，环境学院
摘要：设计处理能力为10万m3/d某污水处理厂，为满足城市污水处理要求，采用MBR工艺进行提标改造，通过对该厂的现状分析和提标改造的要求以及改造后水厂运行分析，证明了MBR替代二沉池的改造工艺在该厂改造工程中是比较合理的。扩建后日处理量达16万m3/d，出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，取得了良好的运行效果。
关键词：MBR，二沉池，提标扩容
1 项目背景
近年来，随着城市高速发展，某城市污水处理厂已不能满足污水处理需求，该市出现污水溢流排放、环境污染突出的问题，环保督查要求该污水处理厂要加快完成提标改造，要求污水处理能力达到16万m3/d，排放标准由一级B标准提升至一级A标准。
因项目用地紧张，该项目需在原址上完成提标扩容改造工程，需改变原污水处理工艺，经过方案论证和比选，决定采用MBR工艺取代原有二沉池，达到该厂提标扩容的项目目标。
1工程规模
改造后：污水处理总规模为16万m3/d，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。
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2 改造后工艺
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3 膜生物反应器（MBR）工艺介绍
3.1 MBR 工艺原理
膜生物反应器（MembraneBio-Reactor）简称MBR，是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合，使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间（HRT）和泥龄（STR）完全分离。因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成6000－12000mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。
3.2 MBR工艺特点
(1)高效固液分离，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，解决了出水SS高及影响后续加药量大的问题。
(2)容积负荷高，占地面积小。通常占地只有传统工艺的2/3。
(3)实现污泥龄和水力停留时间的分离，污泥龄长，污泥排放少，二次污染小。剩余污泥排放很少，只有传统工艺的 30%，污泥处理费用低。
(4)工艺流程短，运行控制灵活稳定，不必单独设立沉淀、过滤等固液分离池。
(5)生物脱氮速率提升。MBR系统可防止各种微生物菌群的流失，保持较高的泥龄，有利于细菌生长，硝化效果大大提高，提高氨氮、TN去除率。
(6)污泥龄的增长，使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，利于分解。
(7)自动化程度高，管理简单。
(8)模块化设计，易于根据水量情况进行自由组合。
(9)可以作为后续深度处理的高效预处理工艺。
4 整体改造说明
本项目改造后，生化处理单元的好氧池回流混合液回流到缺氧区，缺氧池混合液回流至厌氧池与经过预处理的来水混合；膜池回流污泥回流到生化处理单元的好氧区，与缺氧区出水混合。格栅拦截的栅渣经过压榨外运处理。剩余污泥泵送至贮泥池，经脱水干化后外运处置。污泥浓缩脱水机的滤后液及冲洗水与厂内的生活污水经管道汇集，与原污水一起进行处理。
4.1 预处理设计
预处理工艺流程如下图所示：
→粗格栅→提升泵房→细格栅→曝气沉砂池→膜格栅→
（1）强化物理截留：降低后续处理设施出现堵塞、设备磨损的几率。
（2）控制跌水形成的复氧：采取封闭措施，降低跌水高度，减小气水交界面大小。
（3）渠道出水：水泵并联运行时，并联流量衰减，提高了水泵的效能。
4.2生化系统设计
生化系统工艺如下图：
→缺氧池→厌氧池→好氧池→
（1）缺氧池，停留时间3.5h；污泥浓度4800mg/L，硝化液回流比300%。
（2）厌氧池（利旧），停留时间：1h
（3）氧化沟（改造），停留时间：4.3h；
（4）污泥负荷：0.085kgBOD5/(kgMLSS·d)
（5）回流比：400%；
（6）MLSS：6g/L。
4.3膜系统设计
利用二沉池原位改造，系统划分四个区域：好氧区、MBR膜区、回流区、膜设备间。
配水方式：不设配水渠，好氧区与膜池采用过水洞直接连接，节省空间。
（1）好氧区设计
HRT=1.09h，污泥浓度：8g/L，污泥负荷：0.085kgBOD5/(kgMLSS·d)，
曝气方式：穿孔曝气管
（2）回流区设计
与膜组区采用底部过水通道及两侧缝隙连通，混合液回流比：400%。
（3）MBR膜组区设计
设计有效水深3.8m，HRT=0.93h，污泥浓度：8-10g/L
每座包含6个系列，每个系列12个组器，膜架悬挂式安装，间歇式运行
（4）膜设备间
MBR膜设备间主要用于放置产水泵、在线清洗泵、剩余污泥泵、加药系统以及其他辅助设备，同时合建有鼓风机房、电控室和值班室等。
5 系统运行及管理
本污水处理厂MBR生化系统膜分离组件是MBR的核心。膜组件浸没于膜池，根据膜丝自身特点，可以完全阻止细菌的通过，并将菌胶团和游离细菌全部保留在膜分离区中，各种悬浮颗粒、细菌、藻类、浊度、COD及有机物均能得到有效去除，保证出水水质达标。
同时，为保证MBR膜系统膜通量不降低，设置膜系统在线清洗、离线清洗、化学增强性反洗，通过自动程序控制，对整套系统实时监控，有问题第一时间解决，避免出水水质波动。
6.结语
随着经济发展，城市用地紧张，人们对水环境要求日趋增高，城市污水量远超出现有水厂处理能力，污水处理厂提标扩容工作日益紧迫。本项目改造后，处理水量达到16万m3/d，出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，取得了良好的运行效果和经济效益、环境效益及社会效益，证明了MBR工艺在城镇污水厂提标、扩容、节地项目中具有独特优势和巨大发展潜力，应用前景广阔。
参考文献
[1]曾立夫1 刘翌2 膜生物反应器(MBR)工艺应用研究 资源节约与环保2020年第8期
[2]赵一霖 MBR膜在污水处理中的应用 资源节约与环保 2016年第10期
[3]李淑花 仲奔腾 李涛 张凯 MBR 膜处理工艺在大型污水处理厂中的应用 绿色环保建材 2017.01.146
作者简介：王倩（1987-），女，工程师，研究方向：环境经济