水处理MBR 工艺技术经济创新路径研究

2021-08-20王伟烟台市城市排水服务中心

环球市场 2021年24期

王伟烟台市城市排水服务中心

目前，许多企业排放的废水指标不符合要求。为了解决这些问题和废水质量的特点，需要利用低占地面积、低投资和低噪音的废水处理设施，使现有的污水处理系统现代化。与传统的生化水处理技术相比，膜生物反应器具有处理效率、输出水质好、设备紧凑、自动化控制简单、操作管理简单等特点。MBR 储层将由净水箱中的臭氧消毒装置使用MBR 薄膜专用水泵进行消毒。

一、MBR 工艺

（一）工艺介绍

MBR 是膜生物反应器的缩写，是结合膜分离和生物处理技术的一种新的水处理技术。它通常分为三种类型：分割、集成和复合。分离是将膜元件和生物反应器分离，通过循环泵将生物反应器混合泵送到膜元件的过滤端，使混合液在压力作用下渗入膜中，从而实现水处理效果。集成是将膜元件置于生物反应器中。废水进入膜生物反应器时，水中的大多数污染物由混合溶液中活化的污泥处置，然后由膜在输出泵的作用下处理。复合形状也属于集成形状类别，但生物膜反应器除外，生物膜反应器已通过增加载荷进行了修改。

（二）工艺特点

膜生物反应器中的膜分离设备可以截获生物化学反应罐中的活性污泥和大分子有机物，从而消除技术设备中的二次罐。膜分离大大改善了生物反应器的功能，大大提高了活性污泥的浓度，并从根本上解决了传统活性污泥法的许多问题。一般来说，MBR 工艺的优点主要体现在以下几个方面。首先，水质是其最大的优势，这是MBR 工艺受到高度尊重的主要原因。其次，MBR 工艺部门撤出了沉淀池，使整个工艺设备相对集中，地面面积较小。MBR 工艺中残馀污泥产量低，有助于避免传统活性污泥工艺中污水污泥膨胀的缺陷，整个处理设备的操作和管理也很方便。

（三）工艺用膜

MBR 工艺中使用的膜可大致分为两类：高分子有机膜和无机膜。聚合物有机薄膜由聚乙烯、聚丙烯材料、聚烯烃等组成。主要优点是成本比较低，薄膜的制作工艺比较成熟，应用广泛问题在于聚合物对有机膜的抵抗力较低，寿命较短。无机膜由金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、无机聚合物材料等组成。其优点是能耗低、耐酸、耐高温，缺点是成本高、制造工艺不成熟，使得无法大规模实施。

二、污水处理装置的选取

（一）装置的污水情况

本装置产生的废水是典型的生活污水，生化需氧量大于0.5，必须采用生化处理工艺。除有机和无机污染物外，废水中还含有少量植物油。因此，它的技术侧重于生物化学处理生活污水含有大量悬浮固体物质和粒径较大的衍生物，必须用格栅截留，以保护抽水装置和后续处理设施。家庭废水的质量和数量随着时间的推移而变化很大，因此需要建立调节池，以调节水量和平衡水质。该装置的废水效率低于30 米/秒，运行时间为24 时，平均流量为1.05 米/小时，主要是污水，这是一个小型水循环系统，包括冬季供暖和供暖系统。

（二）污水处理装置的选取

根据工厂废水的实际情况，废水处理系统采用膜生物反应器膜处理工艺。MBR 薄膜的处理工艺具有处理简便、调节池体积小、地面面积小、操作成本低等优点；反应过程中基材浓度梯度大，反应动力大，处理效率高；对有机和有毒负荷具有较强的抗冲击性，操作灵活，静态降水，输出水质良好；厌氧（缺氧）与好氧过程交替，污泥年轻化，活性高。原来的污水处理厂用作污水调节池。废水调节池的废水在沉淀池中较高，在接触式氧化池中可生物降解，由MBR 薄膜过滤器处理，然后由清洁水泵加压，再排放到站外明渠中。

（三）污水处理装置的工艺流程

生活污水进入初始排泄池，以确保均匀性和调节性，然后进入接触氧化池。生物接触氧化是曝气生物处理技术之一。池塘整体半软充填大于表面，水特征稳定，容易形成生物膜，是生物膜生长的理想场所。废水在生物化学池中不断循环利用，使薄膜与废水中的有机物质完全接触、降解和氧化，从而大大减少废水中的COD 含量。废水进入MBR 薄膜池处理，生活污水达到MBR 薄膜处理标准后，由自动吸入泵排放到净化池中。净水箱中的废水经计量装置消毒后被排放到排水管道中。具体流程如图1 所示。

三、MBR 工艺未来的发展趋势

第一，科学合理选择新材料制造和改进薄膜，或者改进薄膜的生产工艺，有效提高薄膜的环境保护和经济性。第二，为了优化MBR 工艺的形式和运行条件，需要在现有工艺组合的基础上进行有效创新，以更好地弥补传统工艺的不足。第三，需要开发有效的膜清洗技术，以进一步减少膜的流失。最后，需要有效培育和学习MBR 工艺的优良品种，进一步提高工艺的节能效率和加工效果，保证技术设备的稳定运行，开发新型膜生物反应器。