MBR工藝在污水處理廠升級(jí)改造工程中的應(yīng)用

何寶平

摘要：隨著環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，一些老舊污水處理廠面臨升級(jí)改造。MBR工藝因?yàn)槠湔嫉孛娣e小、處理效果佳等優(yōu)點(diǎn)，可用于改造老舊污水處理廠。本文以某生活污水處理廠（原工藝A2O+BAF）為例來(lái)闡述MBR工藝在改造工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：升級(jí)改造;BAF;MBR;A2/O

近年隨著環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，許多舊有污水處理廠面臨升級(jí)改造問(wèn)題。污水處理廠本身是一個(gè)完整的水處理系統(tǒng)，其升級(jí)改造不可能也不必要推倒重建，而是對(duì)部分環(huán)節(jié)或部分工藝流程作出變更，盡可能保留原有設(shè)施設(shè)備、建構(gòu)筑物等，控制改造費(fèi)用，縮短建設(shè)周期。老舊污水處理廠升級(jí)改造工程的原則可以總結(jié)為“充分利舊、局部改造、費(fèi)用控制，升級(jí)達(dá)標(biāo)”。

不同工藝、不同處理規(guī)模的老舊污水集中處理廠的適用改造方案不盡相同，只有選擇合適的工藝，才能以較小的投入實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的，并且符合上述原則。

MBR（Membrane Bioreactor）膜生物反應(yīng)器結(jié)合了傳統(tǒng)生物處理工藝和膜分離技術(shù)[1]，體現(xiàn)了“治理、回用”的理念，可以高效去除各種污染物[2]。同時(shí)由于微生物內(nèi)源呼吸作用使MBR產(chǎn)生的污泥比較少[3]，節(jié)省了污泥處置費(fèi)用。有關(guān)單位對(duì)MBR應(yīng)用進(jìn)行了提升處理效果、穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行、優(yōu)化操作條件等探索[4-5]。MBR工藝以其高效去污、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)、易于操作的優(yōu)點(diǎn)為老舊污水處理廠的升級(jí)改造提供了極佳選擇。

一、項(xiàng)目概況

某縣污水處理廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為8000噸/日，日變化系數(shù)為1.5，原采用“A2/O+BAF”工藝，一級(jí)處理環(huán)節(jié)包括粗細(xì)格柵及旋流沉砂池，其他主要工藝建構(gòu)筑物包括初沉池（Φ10.0×5.5m，2座）、A2/O池（40.4×32.4×6.0，1座）、二沉池（Φ16.0×5.5m，2座）、曝氣生物濾池（26.0×6.0×6.0m，1座，均分成4格）、設(shè)備間（26.0×6.0×6.0m，1座，與曝氣生物濾池緊鄰）等等。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

其中，A2/O池有效水深為5.0m，有效容積6400 m3，厭氧池、缺氧池、好氧池各段容積比為1：3：4。采用Q=22m3/min，H=5m的風(fēng)機(jī)3臺(tái)（2用1備）曝氣，氣水比8.0。設(shè)計(jì)混合液回流比為100%，設(shè)計(jì)污泥回流比為50%。曝氣生物濾池分為4格，單格尺寸為6.0×6.0×6.0m，目前已停運(yùn)失效。

該廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及實(shí)測(cè)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

由表1可知，在實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)低于設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)很多的情況下，出水水質(zhì)依然未能滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，只能達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

二、改造方案

經(jīng)過(guò)分析，決定采用MBR工藝來(lái)取代原有的BAF工藝，同時(shí)對(duì)其他設(shè)施設(shè)備作配套改造。MBR工藝的核心是膜分離，因此膜池及其中的膜組件是本改造設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。經(jīng)初步計(jì)算，需要設(shè)置16臺(tái)膜組件，每臺(tái)膜組件的尺寸為3.0×1.5×3.0m。

基于充分利舊的考量，有兩種改造方案可供選擇。一是將二沉池改造成膜池，不用新建池體，如利用原設(shè)備間，MBR配套設(shè)備與膜組件之間線程過(guò)遠(yuǎn)，如不利用原設(shè)備間，則需要新建。二是種是將曝氣生物濾池改造成膜池，當(dāng)前池體當(dāng)前只夠放置8臺(tái)膜組件，需要增加池體，無(wú)需新建設(shè)備間。經(jīng)綜合比較，確定采用第二方案。

三、改造設(shè)計(jì)

（一）膜組件設(shè)計(jì)

MBR膜的膜通量一般介于0.2～0.8m3/（m2·d），設(shè)計(jì)值采用0.5 m3/（m2·d），單個(gè)膜組件總膜面積為1500 m2，則單個(gè)膜組件過(guò)水量為750 m3，16臺(tái)膜組件總過(guò)水量為12000m3，可以滿足日變化系數(shù)為1.5情況下的處理需要。

（二）膜池設(shè)計(jì)

原曝氣生物濾池尺寸為26.0×6.0×6.0m，分為四格，單格尺寸6.0×6.0×6.0 m，與之相連的設(shè)備間尺寸為26.0×6.0×6.0m。將曝氣生物濾改造成為膜池，盛放膜組件，其配套設(shè)備置于設(shè)備間。

原濾池池容只能夠容納8座膜組件，因此在原濾池旁邊新建一座膜池，尺寸26.0×6.0×4.5m，也分為四格，單格尺寸為6.0×6.0×4.5m。

另外，為了便于使用化學(xué)藥劑對(duì)膜組件進(jìn)行浸沒(méi)清洗，需要新建一座清洗池，尺寸為4.0×3.0×4.5m，與新建膜池共壁相鄰。

（三） MBR主要配套設(shè)備設(shè)計(jì)

根據(jù)污水日變化系數(shù)，污水最大處理量為12000噸/日。配置8臺(tái)自吸泵，4用4備，每一臺(tái)自吸泵對(duì)4臺(tái)膜組件進(jìn)行抽濾，則自吸泵規(guī)格為Q=125 m3/h，H=15m。

單臺(tái)膜組件清洗曝氣量為8.8Nm3/（ min·臺(tái)），則全部膜組件需要的通風(fēng)量為140Nm3/（ min·臺(tái)），設(shè)計(jì)配置6臺(tái)風(fēng)機(jī)，4用2備，則須每臺(tái)風(fēng)機(jī)規(guī)格為Q=35 Nm3/ min，P=4.0mH2O。

另外膜片需要定期清洗，清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵從膜組件廠家要求。

（四）其他設(shè)計(jì)

A2O池更換混合液回流泵，將混合液回流比提高至200%，從提高TN去除率。新混合液回流泵設(shè)置3臺(tái)，2用1備，規(guī)格為Q=330m3/h，H=10m。另外增設(shè)化學(xué)除磷系統(tǒng)，提高TP去除率。

四、結(jié)語(yǔ)：

上述污水處理廠升級(jí)改造工程是MBR應(yīng)用的一個(gè)范例，改造設(shè)計(jì)充分利用原有的建構(gòu)筑物及設(shè)施設(shè)備，成功實(shí)現(xiàn) MBR工藝對(duì)原BAF工藝的取代，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化升級(jí)。MBR工藝以其高效以及易于同污水生化處理環(huán)節(jié)搭配組合的特點(diǎn)，在城鎮(zhèn)污水處理廠升級(jí)改造應(yīng)用中值得優(yōu)先考慮。同時(shí)需要指出，具體情況應(yīng)具體分析，不同的污水處理廠的升級(jí)改造不可一概而論，而應(yīng)該綜合考量，選擇最優(yōu)方案。

參考文獻(xiàn)：

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