膜生物反應(yīng)器技術(shù)在大型地埋式市政污水處理廠的應(yīng)用

魯旭萍

摘要：經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)的市政污水處理技術(shù)水平已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，現(xiàn)階段市政污水水利技術(shù)方法多種多樣，其中膜生物反應(yīng)器自投運(yùn)以來(lái)，在市政領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值越來(lái)越高。下文就膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)在大型地埋式市政污水處理廠的應(yīng)用作了具體闡述。

關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器；大型地埋式；市政污水；應(yīng)用

引言

與世界污水處理技術(shù)水平相比，我國(guó)污水處理廠的污水處理技術(shù)水平相對(duì)落后。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)前些年興起的諸多化工產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)的水資源造成了長(zhǎng)時(shí)間的惡劣影響。目前，我國(guó)有待于采取措施提高污水處理廠的運(yùn)行效率，通過(guò)提高膜生物反應(yīng)器技術(shù)在大型地埋式市政污水處理廠的應(yīng)用水平，有利于提高污染物的降解率。

1膜生物反應(yīng)器在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

我國(guó)的膜生物反應(yīng)器技術(shù)的研發(fā)雖晚于國(guó)外，但是最近幾年在技術(shù)應(yīng)用方面與國(guó)外幾乎同步，并且在部分領(lǐng)域里處于世界領(lǐng)先水平。與此同時(shí)，隨著膜材料的不斷發(fā)展，生物反應(yīng)器新工藝的開(kāi)發(fā)和研究工作不斷深入，出現(xiàn)了許多新型的膜生物反應(yīng)器，處理污水的范圍也在不斷擴(kuò)大。

圖1描述了自從2006年以來(lái)中國(guó)膜生物反應(yīng)器在市政領(lǐng)域的總處理能力的增長(zhǎng)和大規(guī)模的膜生物反應(yīng)器的積累。由圖可知，2010年底時(shí)總處理能力接近100萬(wàn)m3/d。2014年底，投入運(yùn)行的MBR系統(tǒng)累計(jì)理能力已近350萬(wàn)m3//d。預(yù)計(jì)到2015年底，投入運(yùn)行或在建的MBR系統(tǒng)累計(jì)處理能力將超過(guò)600萬(wàn)m3//d。

2 MBR在大型地埋式市政污水處理廠的應(yīng)用

2.1MBR工程廢水處理類型

截至2014年，市政污水占總處理規(guī)模的74%，工業(yè)廢水和受污染地表水則分別占18%和8%。可見(jiàn)目前市政污水仍是我國(guó)大型MBR的主要應(yīng)用領(lǐng)域。在市政污水處理領(lǐng)域，大型MBR工程所采取的主流工藝為厭氧/缺氧/好氧-膜生物反應(yīng)器（A2/O-MBR）工藝及其變形，以適應(yīng)同步生物脫氮除磷的要求。A2/O-MBR工藝的變形包括UCT-MBR、分流式UCT-MBR與多級(jí)UCT-MBR等，主要是通過(guò)變換A/O池的排布方式、混合液的回流線路以及進(jìn)水的分配方式而衍生得到。針對(duì)市政污水普遍C/N比偏低的問(wèn)題，工藝設(shè)計(jì)的一大優(yōu)化方向是通過(guò)節(jié)約碳源好氧消耗、增加內(nèi)源碳利用，提升反硝化效率。當(dāng)MBR工藝污泥齡較長(zhǎng)、生物除磷不足以滿足要求時(shí)，往往輔以化學(xué)除磷。當(dāng)MBR出水需要進(jìn)一步深度去除COD時(shí)，由于MBR對(duì)BOD的充分利用導(dǎo)致出水可生化性不足，可采用臭氧等物化方式降解COD或提升其可生化性，以利于后續(xù)工藝（如曝氣生物濾池、反滲透等）的處理。在工業(yè)廢水領(lǐng)域，MBR技術(shù)被廣泛用于電廠、精細(xì)化工、石油化工、印染、煤化工和食品加工等多種廢水的處理。

2.2MBR在市政工業(yè)污水處理中的發(fā)展

2010年以前的大型MBR工業(yè)廢水處理工程主要集中在石化領(lǐng)域，廣東惠州大亞灣石化區(qū)污水處理廠（2.5萬(wàn)噸/日，2006年投運(yùn)）是典型代表。在實(shí)踐中，工業(yè)廢水處理MBR整體工藝主要由MBR單元與配套的前處理及后處理工藝組成。MBR發(fā)揮生物降解和膜截留的雙重耦合效果。前處理主要用于去除顆粒物、油脂和毒性物質(zhì)，降低污染物濃度，并調(diào)節(jié)廢水pH和可生化性等指標(biāo)，從而保障MBR的運(yùn)行有條不紊；后處理則是根據(jù)最終出水要求，通過(guò)高級(jí)氧化、曝氣生物濾池、納濾、反滲透等工藝進(jìn)一步去除MBR出水中的污染物和無(wú)機(jī)鹽。

在實(shí)踐中，根據(jù)水質(zhì)的不同，前處理及后處理工藝有所區(qū)別。比如，污水處理廠通過(guò)油水分離器、氣浮等方式去除煉油廢水和屠宰廢水中的油類物質(zhì)，通過(guò)酸堿調(diào)節(jié)去除電子廢水中的重金屬，通過(guò)水解酸化、UASB等厭氧工藝預(yù)先降低食品、煙草等高濃度有機(jī)廢水中的污染物濃度并提高其可生化性，通過(guò)混凝、吸附等方式降低石化廢水、煤化工廢水和精細(xì)化工廢水中的無(wú)機(jī)污染物和毒性物質(zhì)濃度。

2.3膜生物反應(yīng)器工藝流程

隨著城鎮(zhèn)化速度的加快，土地資源緊張，很難在污染較為嚴(yán)重的河道附近拿出大面積的土地來(lái)建設(shè)污水處理廠，不得已在居民區(qū)之中選址，所以在發(fā)展過(guò)程中，地埋式市政污水廠具有很大的應(yīng)用潛力，在滿足使用功能的前提下，能夠減少對(duì)周圍居民的負(fù)面影響。在實(shí)踐中，考慮到現(xiàn)實(shí)條件的不同，地埋式污水處理廠的膜生物反應(yīng)器工藝流程有所不同。比如，某市采用膜生物反應(yīng)器污水處理工藝，全部工藝構(gòu)筑物采用全地埋式布置，不僅可以節(jié)省占地面積，還提高了工程的環(huán)保效益。

在該工藝流程中，污水依次經(jīng)過(guò)格柵、沉砂池、精細(xì)格柵、生化池、膜池處理，最后由產(chǎn)水泵提升、經(jīng)紫外消毒后外排。生化池由厭氧池，缺氧池，好氧池和缺氧池組成。其具體工藝流程如圖2所示。該工藝設(shè)計(jì)的特點(diǎn)為多點(diǎn)進(jìn)水，多點(diǎn)回流，可實(shí)現(xiàn)較高的脫氮率，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)池容的高效利用，有利于提高污水處理廠的運(yùn)行效率。

2.4A2/O膜生物反應(yīng)器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

A2/O膜生物反應(yīng)器技術(shù)是一種應(yīng)用價(jià)值比較高的技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾方面：第一，根據(jù)進(jìn)、出水的水質(zhì)特點(diǎn)，將傳統(tǒng)的A2/O處理工藝與膜分離技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的出水目標(biāo)；第二，污水廠全部建于地下，占地面積小，不到相同規(guī)模傳統(tǒng)工藝污水處理廠占地的四分之一；第三，膜系統(tǒng)采用具有國(guó)際先進(jìn)水平的膜組件清洗技術(shù)，大大降低了能耗，并全部采用裝配式模塊化設(shè)計(jì)，便于日常的管理維護(hù)；第四，通過(guò)膜的截留作用，實(shí)現(xiàn)微生物富集和共代謝作用，大大提高了生化效率，縮短了水力停留時(shí)間。由于生物處理后的泥水分離采用膜分離技術(shù)，因此出水水質(zhì)優(yōu)異、穩(wěn)定；第五，生化池型及曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)思巧妙，盡可能地降低各種能耗，大量使用節(jié)能降耗機(jī)電產(chǎn)品，有效降低了污水廠的整體能耗；第六，設(shè)置完備的引風(fēng)除臭系統(tǒng)，最大限度地避免對(duì)周圍環(huán)境造成二次污染，有比較高的環(huán)保效益。

結(jié)束語(yǔ)

污水處理工作是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要手段，利于早日達(dá)成我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，污水處理廠在工作實(shí)踐中，不僅要求達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，還要在最大程度上實(shí)現(xiàn)廢水循環(huán)利用?；诖?，大型地埋式市政污水處理廠應(yīng)該優(yōu)化利用膜生物反應(yīng)器技術(shù)，并不斷提高其應(yīng)用水平與價(jià)值，以提升污水處理廠的環(huán)保效益。

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