华东某地埋式污水处理厂MBR工艺设计经验

张继昌 奚浩 喻卓尔

摘 要：我国华东地区某地埋式污水处理厂主要处理工艺采用A2/O+MBR工艺。污水处理厂各构筑物采用全地埋式组团布置，集成于地下箱体中。全地埋式污水处理厂其集成度高、空间紧凑，而MBR工艺在日后运行及管理过程中清洗频率高，维护次数多，故在MBR工艺设计过程中需考虑到诸多问题。本文对该地埋式污水厂中MBR工艺设计进行了介绍，包括膜组器的特点及布置形式、设计要点、膜清洗方式等。

关键词：地埋式污水处理厂；MBR；化学清洗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.211

1 污水厂简介

我国华东地区某地埋式污水处理厂远期设计规模为15万m3/d，土建按远期一次建成，近期设备安装规模8万m3/d。污水进水水质主要为生活污水，出水标准为一级A，主要处理工艺采用A2/O+MBR工艺。整个污水厂共设置地下两层：其中负二层主要布置工艺处理构筑物，主要包含进水调节池及提升泵房、格栅及曝气沉砂池、A2/O生化池、MBR膜池及设备间以及出水紫外间等；负一层除考虑各构筑物的检修平台外，主要布置污泥脱水机房、鼓风机房、配电间以及除臭装置等辅助性设施。MBR膜池及设备间为整个污水厂的设计重点及难点。

2 MBR工艺原理及特点

膜生物反应器（MBR）是一种由生物处理单元与膜分离单元相结合的新型污水处理技术。它与传统的活性污泥法不同，固液分离不采用沉淀方式，而是使用膜分离技术取代传统的沉淀及过滤单元，水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）完全分离，具有高效的固液分离性能。此外，膜生物反应器利用膜的特性，活性污泥可被截留在池内而不随出水流失，故在生化池内活性污泥浓度可高达 5000～12000 mg/L，促使污染物分解彻底。因此，MBR工艺出水水质好、稳定，出水浊度低，悬浮物接近零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物。采用 MBR工艺的污水处理厂，出水不仅能完全满足一级 A 排放标准，还能在一级A排放标准的基础上实现 COD、NH3-N、TP的减排率提高 50%以上，达到再生水标准，进行再生回用。

由于膜的高精度分离作用，使得 MBR 工艺具有许多传统生化处理工艺所不具备的优点：（1）出水水质好、稳定、安全；（2）占地面积小；（3）剩余污泥较传统生活污泥少；（4）集成度高，MBR膜组器模块化设计，扩容灵活；（5）自动化程度高、管理方便。基于上述原因，MBR 工艺非常适合集成度高、空间紧凑的地埋式污水处理厂，但MBR工艺在日后运行及管理过程中清洗频率高，维护次数多，故在MBR工艺设计过程中需考虑到诸多问题。

3 MBR池设计要点

（1）MBR工艺对预处理要求较高，一般应采用三道格栅，同时须有曝气沉砂池。第一道粗格栅，栅条间隙15～20 mm；第二道细格栅，栅条间隙或网板孔径3～5mm；第三道超细格栅或膜格栅，栅条间隙或网板孔径0.5～1.0 mm。格栅将大的杂物去除掉，以保护膜组件免受损害；曝气沉砂池避免硬质颗粒物进入膜池对膜组件造成损害。如进水中含油量较高，须增加除油装置，避免由此造成的膜污染；如进水中铁、锰等含量较高，宜增加絮凝沉淀池。（2）过滤膜通量：膜通量不宜过高，过高的运行通量会加快膜污染进程，缩短膜组件实际使用寿命。（3）曝气强度：对普通的生活污水或市政污水，建议曝气强度选择80～100 Nm3/（m2·h）。曝气强度是指单位膜组器截面投影面积上的曝气量。曝气强度过小，膜组件易污染；曝气强度过大则可能缩短膜组件的实际使用寿命。曝气强度与膜池中MLSS有直接关系，MLSS越高，应选用越大的曝气强度。（4）活性污泥：固体悬浮物浓度MLSS设计值宜为5000～10000 mg/L。（5）跨膜压差（泵停时压力-泵运行时压力）：0～35 KPa，接近或达到35 KPa时建议进行恢复性清洗。（6）过滤/停止时间：过滤 7 min/停止 1 min，过滤周期为8 min。（7）污泥负荷：设计范围宜为0.05～0.15（kg·BOD）/（kg·MLSS·d）（受原水组成等条件的影响）。（8）pH 值：膜池中混合液 pH 值范围为 6～9。（9）水温：膜池运行水温宜为 15～35℃。

4 化学清洗系统

为了确保膜组器长期的稳定运转，在运行过程中需进行在线和离线化学清洗。

（1）在线化学清洗。在线化学清洗系统包括药液存储、输送、混合装置、定量投加装置、管道混合装置以及控制系统等。进行全自动在线清洗时，需将药液和稀释水按一定的比例混合均匀，调整到适当浓度后，从出水管路的反方向注入MBR膜组器。在线化学清洗周期约为一周一次。

（2）离线化学清洗。离线化学清洗，即MBR膜池外浸渍清洗，是指将MBR膜组器从膜池廊道取出，冲洗掉表面污泥及雜物等后，在装有规定浓度药液的碱洗池（一般为NaClO）或酸洗池（一般为草酸）内浸泡一定时间，去除膜表面附着到的有机物等污染物，恢复跨膜压差的方法。当在线化学清洗无法恢复膜功能时，需要进行离线化学清洗，因此设计上需要考虑碱洗池、酸洗池、膜组器起吊设备和检修平台等。

5 结论

由于地埋式污水处理厂空间的限制，采用新型的MBR工艺在占地面积、集成度以及运行管理方面具有较大的优势。在地埋式污水处理厂中为方便日后的运行管理，膜池的布置形式、膜组件的清洗方式、膜组器的吊装等显得尤为重要，在设计过程中应着重考虑。

参考文献：

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