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生活污水处理工程MBR工艺生化系统设计关键技术分析

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王河源

摘要：膜生物反应器（MBR）是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的废水处理新工艺，具有占地面积少、出水水质好等其他生物处理工艺无法比拟的优点，在生活污水處理工程中得到广泛应用。本文探讨了生活污水处理工程MBR工艺中生化系统的选择关键技术、参数设计、系统布局设计以及设备设计，希望对生活污水处理工程MBR工艺生化系统的设计提供参考。

关键词：MBR；工艺系统；关键技术；生活污水处理工程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.091

0引言

我国是一个水资源极度匮乏的国家，全国大部分城市都处于缺水状态。将城市生活污水经过处理后回收利用，可以用于卫生间冲厕、景观绿化、道路清洗等领域，是一种解决城市缺水行之有效的方法。MBR由于采用了膜分离技术与生物处理技术相结合的方式，其利用反应器内大量的微生物有效去降解污水中的各种有机物，使水质得到净化，并通过膜分离装置代替传统工艺中的二沉池，提高固液分离的效率，从而得到优质的出水，具有传统工艺不可比拟的优点。因此，这种工艺广泛应用在生活污水处理工程中。MBR工艺虽然具有许多优点，但是有机物的最终去除仍然是通过微生物细胞的新陈代谢作用，只是膜高效的固液分离作用强化了这种生物处理工作，因此，在净化过程中还需要合理的生化设计才能达到净化的目的。为此，本文结合实际工程案例，总结分析MBR工艺生化系统的设计关键技术。

1MBR工艺系统选择关键技术

1.1MBR工艺系统构成

MBR工艺系统主要包括膜分离技术和生物处理技术两个部分，其基本结构包括四个环节：进水系统、生物反应池、膜组件、自控系统。

1.2MBR工艺系统的分类

按照MBR生物反应器的膜组件、原理、设备位置不同，生物膜反应器的类别也不同：

按照MBR生化系统和膜分离的位置距离，可以分成分置式、一体式和复合式。分置式是通过料液循环错流运行。一体式生物膜反应器将膜组件放置在生化系统内，两者构成一个整体，通过自吸泵或其他类型的泵抽吸，得到过滤液。复合式在形式上属于一体式MBR，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式MBR，强化了MBR的一些功能。

按照膜组件的类型可以分为中空纤维MBR、管式MBR、板框式MBR、卷式MBR和毛细管式MBR。

按照生物膜反应器的过滤推动方式，生物膜反应器可以分成正压式和负压式。正压式一般采用管式膜，生物膜反应器的混合液由水泵增压以后才能进入到膜组件内，在较高压力下MBR膜才能将污水中的有机物拦截下来。负压式一般采用浸没式生物膜，通过水泵的负压吸收作用过滤有机物。

1.3生化系统的形式

近年来，随着膜制备技术的进步，MBR在水处理中的应用范围也越来越广，MBR生化系统的形式也越来越多。比如SBR、AO、A20等等。

SBR-MBR工艺是一种改良的活性污泥处理工艺，也称为序批式MBR工艺，简称MSBR，将SBR与MBR技术结合在一起。MSBR保留了传统SBR长泥龄的特点，且生物活性高，吸附降解有机物能力强，该工艺可以提高氮磷的去除效率，降低氧的消耗，减轻膜污染，较传统SBR节省能耗，提高处理效果。

A/O-MBR工艺与传统的A/O-MBR工艺类似，不同之处在于在好氧池中加入膜组件，通过截留污泥，在好氧池中形成高浓度污泥，保证硝化菌的生长，达到硝化的目的。

A20-MBR工艺结合了A20与生物膜分离技术，具有同步脱氮除磷的作用。这种工艺中的MLSS、污泥停留时间、独立控制水力停留时间、污泥负荷率与传统的A20工艺不同，它前后两端设置了厌氧、缺氧反应装置，提高了脱氮除磷的效率。

生化系统形式种类繁多，因此，在选择的时候，需考虑到进水水质、出水水质标准，然后选择合适的生化系统形式。

2MBR工艺生化系统参数设计

MBR工艺将膜分离技术与生物处理技术结合在一起，所以传统生物处理工艺参数在设计MBR工艺系统的时候，还要考虑到MBR工艺的特点。

2.1有机负荷和污泥浓度

生化系统中污泥的有机负荷和污泥浓度的大小会影响处理效果。就生活污水处理中，一般采用常负荷，即污泥负荷一般

2.2泥龄

MBR膜对微生物和高分子污染物能够高效截留，从而使MBR中污泥龄的选择比普通活性污泥工艺更为方便，一般污泥龄可在5-80d。

2.3水力停留时间HRT

MBR中膜的截留作用大大提高了生化系统中的污泥浓度，增强了微生物的去污能力，从而可以降低系统的水力停留时间。但是过低的HRT将会导致系统内溶解性有机物的积累，进而引起膜通量的下降。因此，设计时，HRT可设计得长一些，能够有效控制膜的污染情况。

2.4曝气量

MBR工艺曝气分为生化池曝气和膜池曝气，生化池曝气根据常规的生化池设计计算所需曝气量，曝气量的