地埋式污水處理廠MBR工藝調(diào)試及運行研究

摘要：膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝流程短，集成度與自動化程度高，產(chǎn)水水質(zhì)良好，產(chǎn)水消毒后可直接回用，占地空間小，其廣泛應(yīng)用在地埋式污水處理廠的建設(shè)中。本文以蘭州市鹽場污水處理廠擴建工程為例，分析MBR工藝設(shè)計，總結(jié)地埋式污水處理廠MBR工藝調(diào)試經(jīng)驗。調(diào)試運行數(shù)據(jù)顯示，出水化學(xué)需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）的平均值分別為24.00 mg/L、6.00 mg/L、1.53 mg/L、9.40 mg/L、0.16 mg/L，均顯著優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)，污水處理廠可穩(wěn)定、可靠地運行。

關(guān)鍵詞：地埋式污水處理廠；MBR工藝；調(diào)試；運行

中圖分類號：TU992 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）08-0-06

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.08.054

Research on MBR Process Debugging and Operation of Underground Sewage Treatment Plant

FENG Tianxi， WANG Lei， ZHANG Taofeng， LEI Sheng， LI Xiaolong， YUAN Zhengjun

（China Railway Water Group Co.， Ltd.， Xi'an 710018， China）

Abstract： Membrane bioreactor （MBR） has a short process flow， high integration and automation level， and the produced water has good water quality and can be directly reused after disinfection， it occupies a small space and is widely used in the construction of underground sewage treatment plants. Taking the expansion project of Lanzhou Yanchang Sewage Treatment Plant as an example， this paper analyzes the MBR process design and summarizes the experience of MBR process debugging of underground sewage treatment plants. The debugging and operation data show that the average values of effluent chemical oxygen demand （CODCr）， five-day biochemical oxygen demand （BOD5）， ammonia nitrogen （NH3-N）， total nitrogen （TN） and total phosphorus （TP） are 24.00 mg/L， 6.00 mg/L， 1.53 mg/L， 9.40 mg/L and 0.16 mg/L respectively， which are significantly better than the Class Ⅰ A standard in the \"Discharge Standard of Pollutants for Municipal Sewage Treatment Plants\"

（GB 18918—2002）， and the sewage treatment plant can operate stably and reliably.

Keywords： underground sewage treatment plant; MBR process; debugging; operation

隨著城鎮(zhèn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)和回用率的逐步提高，城鎮(zhèn)污水處理廠的處理工藝不斷優(yōu)化和改進。膜生物反應(yīng)器（MBR）具有工藝流程短、集成度高、自動化程度高、產(chǎn)水水質(zhì)良好、產(chǎn)水消毒后可直接回用和占地空間小等優(yōu)點，其在地埋式污水處理廠的建設(shè)中被廣泛應(yīng)用[1-2]。甘肅省首批重點建設(shè)的地埋式污水處理廠多數(shù)采用MBR工藝，本文結(jié)合蘭州市鹽場污水處理廠擴建工程，介紹地埋式污水處理廠MBR工藝調(diào)試過程，總結(jié)調(diào)試運行經(jīng)驗。

1 工藝流程簡介

蘭州市鹽場污水處理廠擴建工程地處原蘭州市鹽場污水處理廠北側(cè)，設(shè)計遠期污水處理規(guī)模為10萬m3/d，近期規(guī)模為7.5萬m3/d。考慮到地埋式污水處理廠的場地因素、地下箱體內(nèi)建構(gòu)筑物的布局和污水處理要求，主體工藝采用強化除磷脫氮的改良型厭氧-缺氧-好氧（A2O）+MBR工藝，尾水經(jīng)紫外消毒和次氯酸鈉消毒后外排至黃河，或用作綠化用水和廠內(nèi)生產(chǎn)雜用水。出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)。該項目土建工程一次性建成，預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)備按10萬m3/d的規(guī)模配置，生化系統(tǒng)、MBR系統(tǒng)和尾水處理系統(tǒng)的設(shè)備按7.5萬m3/d的規(guī)模配置，剩余2.5萬m3/d設(shè)備遠期配置。

預(yù)處理系統(tǒng)主要包括細格柵、曝氣沉砂池、平流沉淀池和膜格柵。細格柵為內(nèi)進流式孔板格柵，格柵網(wǎng)孔為3 mm，以去除污水中較大的懸浮物（SS）；曝氣沉砂池共有4組，在去除污水中砂粒的同時，通過曝氣擦洗將砂粒與表面附著的有機污染物剝離后釋放至水中；平流沉淀池共有4組，前端設(shè)置混合池并投加聚合氯化鋁（PAC），強化預(yù)處理系統(tǒng)對SS的處理并具備一定化學(xué)除磷效果；膜格柵為內(nèi)進流式孔板格柵，格柵網(wǎng)孔為1 mm，進一步有效去除污水中的小粒徑雜質(zhì)，保護MBR系統(tǒng)。

改良型A2O生化池共有4組，每組按2.5萬m3/d設(shè)計，其在經(jīng)典的A2O工藝中設(shè)置兩段缺氧區(qū)（第一缺氧區(qū)和第二缺氧區(qū)），并在第一缺氧區(qū)前端設(shè)置預(yù)缺氧區(qū)，在第二缺氧區(qū)設(shè)置脫氣區(qū)，強化系統(tǒng)的脫氮效果。在第一缺氧區(qū)內(nèi)，硝化細菌利用進水中的碳源實現(xiàn)完全反硝化，第二缺氧區(qū)投加碳源來實現(xiàn)內(nèi)源反硝化強化脫氮，然后投加除磷劑強化系統(tǒng)除磷。MBR膜池共有4組，每組設(shè)置4條廊道，每條廊道內(nèi)放置8套膜組件。生化池內(nèi)的泥水混合物通過膜池進水渠均勻分配至4組膜池內(nèi)進行固液分離，膜產(chǎn)水經(jīng)紫外消毒和次氯酸鈉消毒后外排和回用。膜處理系統(tǒng)內(nèi)設(shè)次氯酸鈉和檸檬酸清洗裝置。工藝流程如圖1所示。

2 設(shè)計工藝參數(shù)及水質(zhì)

2.1 主要工藝參數(shù)

改良型A2O生化池的有效水深為8.2 m，水力停留時間為18.6 h，其中，預(yù)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第一缺氧區(qū)、好氧區(qū)、脫氣區(qū)和第二缺氧區(qū)分別為0.5 h、1.5 h、6.3 h、7.4 h、0.8 h和2.1 h；設(shè)計污泥濃度為6 800～7 300 mg/L，污泥負荷為0.054 kg"BOD5/kg MLSS·d，污泥齡為16.5 d；設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，鼓風(fēng)機供氣量為495 m3/min，好氧池溶解氧（DO）濃度控制在2～5 mg/L；設(shè)計硝化液回流比為300%～400%，污泥回流比為400%～500%，第一缺氧區(qū)回流至預(yù)缺氧區(qū)的回流比為200%～300%。

MBR膜絲結(jié)構(gòu)采用聚偏二氟乙烯（PVDF）帶內(nèi)襯的中空纖維膜，平均膜孔徑為0.03 μm，單個膜裝置面積為1 980 m2；設(shè)計平均流量條件下，膜通量為16.44 L/（m2·h），峰值為30 L/（m2·h），反洗通量為正常運行膜通量的100%～200%；正常運行時，跨膜壓差不大于30 kPa，反洗時，跨膜壓差不大于35 kPa；污泥濃度為7 000～10 000 mg/L，最大為12 000 mg/L；曝氣系統(tǒng)采用節(jié)能脈沖式曝氣，每條廊道的供氣量平均為1 000 m3/h，膜擦洗強度為0.08～0.15 Nm3/（m2·h）；運行模式為開8 min、停2 min或開9 min、停2 min。

2.2 設(shè)計進出水水質(zhì)

該工程設(shè)計進水水質(zhì)結(jié)合當(dāng)?shù)厮廴局卫硪?guī)劃，并依據(jù)蘭州市鹽場污水處理廠2017年3月至2020年2月的進水指標(biāo)綜合分析確定；外排水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計進出水水質(zhì)如表1所示，主要監(jiān)測指標(biāo)有化學(xué)需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、SS、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）和總磷（TP）。

3 MBR工藝調(diào)試

蘭州市鹽場污水處理廠擴建工程于2022年1月中旬啟動MBR工藝調(diào)試，調(diào)試內(nèi)容主要包括預(yù)處理系統(tǒng)、生化系統(tǒng)和膜系統(tǒng)[3-5]。

3.1 預(yù)處理系統(tǒng)調(diào)試

城鎮(zhèn)生活污水通常含有大量的較大顆粒物、細小纖維屑和毛發(fā)，在進入含MBR工藝的污水處理系統(tǒng)之前，必須進行有效去除，防止該類物質(zhì)進入膜系統(tǒng)中纏繞膜絲造成成辮現(xiàn)象，從而影響MBR膜池產(chǎn)水；若該類物質(zhì)不能及時清除，則容易造成膜組件的通量降低或SS的集聚，進而造成局部DO不足等現(xiàn)象[4]；在水力和曝氣攪拌的作用下，顆粒物的切削能力提高，易劃傷膜絲或切斷膜絲，影響膜組件的使用壽命[6]。因此，預(yù)處理系統(tǒng)的調(diào)試和正常運行是決定MBR調(diào)試運行的關(guān)鍵因素之一。該工程的預(yù)處理系統(tǒng)主要包括細格柵間、曝氣沉砂池、平流沉淀池和膜格柵間，其工藝設(shè)備、電氣設(shè)備、閘閥門和儀表需要進行運轉(zhuǎn)調(diào)試。

3.1.1 調(diào)試步驟及內(nèi)容

設(shè)備安裝后，徹底清理各建構(gòu)筑物內(nèi)的垃圾和設(shè)備內(nèi)外的雜物。啟動設(shè)備進行單機無負荷調(diào)試，設(shè)備運轉(zhuǎn)2 h，并對各單元進出水閘門進行啟閉測試，觀察能否正常開啟至上限位和能否正常關(guān)閉至下限位，確認無故障后進行下一步驟。架設(shè)臨時清水泵，將原污水處理廠的中水引入細格柵前端進水口，按工藝流程依次開啟各處理單元的進出水閘門，污水在重力作用下自流至后續(xù)處理單元。各處理單元內(nèi)的水位達到設(shè)計水位后，停止進水，開啟細格柵、曝氣沉砂池鼓風(fēng)機、刮泥機和膜格柵等設(shè)備。設(shè)備帶負荷單機調(diào)試2 h，確認無故障后，開啟臨時水泵繼續(xù)向各處理單元進水，進行清水聯(lián)動調(diào)試。調(diào)整各處理單元的閘閥門限位，并調(diào)節(jié)液位計等儀表的數(shù)值。

3.1.2 控制要求

預(yù)處理系統(tǒng)有多項控制要求。細格柵和膜格柵的自動運行通過設(shè)備前后的液位差控制；細格柵和膜格柵沖洗水裝置、螺旋輸送裝置、柵渣壓榨裝置與格柵機同步工作；曝氣沉砂池的鼓風(fēng)機啟動正常、運轉(zhuǎn)良好、曝氣均勻，刮砂機、排沙泵、砂水分離器和渣水分離器可正常自動運行；平流沉淀池前端混合池的攪拌機正常運轉(zhuǎn)，攪拌效果良好，刮泥機、排泥泵和渣水分離器可正常自動運轉(zhuǎn)；PAC加藥設(shè)備和流量計可正常定量投加藥液。

3.2 生化系統(tǒng)調(diào)試

調(diào)試期間，該工程的進水量為5萬m3/d左右，為節(jié)約調(diào)試和運行成本，僅調(diào)試兩組生化系統(tǒng)和MBR系統(tǒng)。

3.2.1 調(diào)試步驟

生化系統(tǒng)調(diào)試設(shè)備主要包括A2O生化池內(nèi)設(shè)備和鼓風(fēng)機等。檢查各單元設(shè)備，安裝無誤后，開啟曝氣鼓風(fēng)機進行吹管，將曝氣管內(nèi)雜質(zhì)吹掃干凈并徹底清理生化系統(tǒng)內(nèi)雜物；開啟生化池各段閘閥門，觀察能否正常啟閉，開啟推流器、攪拌器和回流泵空轉(zhuǎn)，觀察旋轉(zhuǎn)方向是否正確；打開膜格柵出水閘門并持續(xù)向預(yù)處理區(qū)注入中水，讓水從膜格柵出水主管進入生化系統(tǒng)，調(diào)整生化池配水渠的閘門，使各組生化池及各區(qū)域進水均勻，確保各組池子的液位統(tǒng)一；注水至好氧區(qū)內(nèi)的水位淹沒曝氣盤頂部20 cm時，暫停注水并啟動生化鼓風(fēng)機，測試好氧區(qū)的曝氣狀態(tài)，檢查曝氣管和曝氣盤的安裝質(zhì)量；曝氣管道和曝氣盤測試和檢查后，繼續(xù)向生化池內(nèi)注水完全淹沒推流器、攪拌器、回流泵至設(shè)備上部50 cm，停止注水并依次開啟推流器、攪拌器和回流泵，測試各設(shè)備帶負荷運行效果。

3.2.2 控制要求

A2O生化池有多項控制要求。做好推進器、攪拌器和回流泵的自動運行控制，設(shè)定與調(diào)整閘門與堰門的限位；做好硝化液回流泵的頻率調(diào)節(jié)與回流比控制；做好生化曝氣鼓風(fēng)機的啟停及自動控制，考慮風(fēng)機運行安全，在調(diào)試期及后期的正常運營期，風(fēng)機采用手動啟動或遠程手動操作啟動，不采用遠程自動啟停；檢查生化池中配備的溶解氧儀、氧化還原電位分析儀、pH計、懸浮物（污泥）濃度計、硝態(tài)氮分析儀等儀表能否正常工作。

3.2.3 活性污泥的培養(yǎng)

活性污泥培養(yǎng)分為生化池內(nèi)活性污泥培養(yǎng)和MBR系統(tǒng)活性污泥培養(yǎng)兩個階段。MBR系統(tǒng)運行時需要將膜組件完全浸沒在合適濃度的活性污泥中，過高和過低的污泥濃度都會導(dǎo)致膜污堵，因此，在向MBR膜池進水前應(yīng)在生化系統(tǒng)內(nèi)將活性污泥培養(yǎng)成熟，使其具有較高的生物活性[6]。

地埋式污水處理廠空間相對封閉，調(diào)試時間短，采用嫁接法進行活性污泥培養(yǎng)較為便利，可以縮短調(diào)試時間。原蘭州市鹽場污水處理廠采用序批式活性污泥法（SBR），工藝運行正常，污泥性能良好，污泥濃度在9 000 mg/L左右，具備污泥嫁接的條件，故活性污泥的泥源為原污水處理廠生化池內(nèi)的泥水混合液；但原水廠的細格柵除渣效果不佳，造成泥水混合液含有較多的細小纖維和毛發(fā)，所以嫁接的活性污泥必須經(jīng)過該工程的預(yù)處理系統(tǒng)處理后方可進入膜系統(tǒng)。

保持設(shè)備調(diào)試后各處理單元的液位，即預(yù)處理單元滿水，生化池注入1/3池容的中水，MBR膜池單獨注入清水；關(guān)閉平流沉淀池的進水閘門，讓泥水混合物直接超越至膜格柵，防止活性污泥在沉淀池內(nèi)沉淀；關(guān)閉生化池末端出水閘門，防止尚未培養(yǎng)成熟的活性污泥進入MBR系統(tǒng)。在原污水處理廠的污泥濃縮池內(nèi)架設(shè)污泥泵，將剩余污泥抽送至該工程細格柵進水渠，開啟細格柵、曝氣沉砂池和膜格柵等設(shè)備，確?；钚晕勰嗖怀恋?、不堵塞設(shè)備。同時，開啟生化池內(nèi)的推流器、攪拌器和回流泵，以保證泥水混合物可循環(huán)流動。

需調(diào)試的生化池總有效容積為5萬m3/d，嫁接時污泥濃度控制在4 500 mg/L，原污水處理廠的剩余污泥濃度為9 000 mg/L，共需要投加活性污泥2.5萬m3。污泥嫁接時，每間隔4 h向系統(tǒng)內(nèi)補充原水1 h或向生化池內(nèi)投加碳源，以便活性污泥快速適應(yīng)地下設(shè)施環(huán)境；實時向細格柵進水端注入中水，以稀釋活性污泥，確?；钚晕勰囗樌ㄟ^細格柵和膜格柵柵孔；曝氣培養(yǎng)活性污泥，當(dāng)主要的污泥特性指標(biāo)正常后，生化池內(nèi)活性污泥培養(yǎng)階段完成。向系統(tǒng)內(nèi)注入原水至生化系統(tǒng)的運行液位，并通過控制工藝參數(shù)使生化池末端泥水混合液上清液各項污染物指標(biāo)達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

為加快活性污泥濃度滿足MBR系統(tǒng)的運行要求，第二階段的活性污泥培養(yǎng)主要是生化系統(tǒng)和MBR系統(tǒng)的聯(lián)動培養(yǎng)。生化池的活性污泥濃度達到4 500 mg/L后，開啟生化池末端和MBR膜池前后端的閘門，開啟MBR系統(tǒng)的曝氣風(fēng)機和污泥回流泵，將生化池的活性污泥與MBR膜池的清水充分混合。低負荷開啟MBR產(chǎn)水泵間歇產(chǎn)水，繼續(xù)向系統(tǒng)內(nèi)投加活性污泥和補充原水，直至MBR系統(tǒng)的活性污泥濃度達到7 000 mg/L，活性污泥培養(yǎng)完成。

3.3 膜系統(tǒng)調(diào)試

MBR系統(tǒng)的調(diào)試主要包括空氣擦洗、抽真空、產(chǎn)水、反洗、離線清洗、加藥和壓縮空氣等7個子系統(tǒng)，系統(tǒng)的清水調(diào)試可與生化系統(tǒng)調(diào)試同步進行。

3.3.1 空氣擦洗系統(tǒng)

MBR膜組件浸沒在泥水混合物中，周圍會黏附大量污泥和污染物，為降低膜絲的污堵和減小膜絲表面污泥的濃差極化[7]，要通過高強度的曝氣吹掃膜絲。因此，MBR工藝的空氣擦洗系統(tǒng)至關(guān)重要，包括膜吹掃風(fēng)機和空氣管道等設(shè)備。

空氣擦洗系統(tǒng)調(diào)試時，向膜池內(nèi)注入清水，注水至膜組件的運行水位后停止進水；確認膜吹掃風(fēng)機空氣過濾和散熱系統(tǒng)能夠正常工作；開啟管路上的閥門后啟動風(fēng)機，通過風(fēng)機的電壓、電流、風(fēng)量和風(fēng)壓等參數(shù)確定風(fēng)機是否符合設(shè)計要求；逐段檢查曝氣管道的氣密性，如發(fā)現(xiàn)漏氣或管路脫開，風(fēng)機停機泄氣后進行處理；調(diào)節(jié)各組膜池的空氣調(diào)節(jié)閥門，調(diào)整各膜池的曝氣量至合適、均勻，若曝氣量不足和曝氣不均勻，嚴禁抽吸產(chǎn)水，防止膜發(fā)生不可逆的損壞。

3.3.2 抽真空系統(tǒng)

產(chǎn)水泵首次啟動或正常工作過程中，管道內(nèi)可能產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致流量降低，而抽真空系統(tǒng)可用于氣體排空。抽真空系統(tǒng)主要由真空泵、氣壓罐、氣液分離罐、氣動閥門、音叉液位計、壓力傳感器等設(shè)備組成。調(diào)試期間，要做好氣壓罐的自動補氣和自動排空，真空泵、真空罐及氣液分離罐的上下音叉液位計和產(chǎn)水管道上的壓力傳感器聯(lián)動運行，實現(xiàn)氣動閥門的自動啟閉。

3.3.3 產(chǎn)水系統(tǒng)

MBR系統(tǒng)的核心單元是產(chǎn)水系統(tǒng)，對該污水處理系統(tǒng)的運行起到?jīng)Q定性作用。若活性污泥性狀良好，各輔助系統(tǒng)運行可靠，自動控制程序測試完成，則可啟動產(chǎn)水系統(tǒng)。首先將清水注入膜池內(nèi)，開啟抽真空裝置，檢驗管路的密封性和產(chǎn)水泵的運行狀況，膜池內(nèi)為清水時，產(chǎn)水時間不能超過20 min；將膜池內(nèi)的活性污泥濃度提升至4 500 mg/L后，啟動產(chǎn)水泵進行產(chǎn)水，初期產(chǎn)水量控制在設(shè)計膜通量的50%，并穩(wěn)定運行2 d；產(chǎn)水量以20%的設(shè)計膜通量依次增加，每次增加的時間周期控制在2 d；詳細記錄每組膜池產(chǎn)水時管道上的真空壓力表的數(shù)值和跨膜壓差；膜系統(tǒng)的出水量達到設(shè)計通量的80%后，膜的負壓增長值和跨膜壓差穩(wěn)定，活性污泥濃度達到7 000 mg/L后，可啟動自動程序連續(xù)產(chǎn)水。

3.3.4 反洗/維護性清洗系統(tǒng)

定期對MBR膜進行維護性清洗是防止膜污染、延長膜壽命的重要方法。一般情況下，反洗和加藥在維護性清洗時同時進行。維護性清洗系統(tǒng)主要有反洗水泵、儲罐、加藥泵、流量計、背壓閥、緩沖阻尼器、安全閥和壓力表等控制元件及管路。維護性清洗時，MBR膜停止產(chǎn)水，清洗藥液通過反洗系統(tǒng)注入MBR膜組件內(nèi)。調(diào)試時，檢查反洗水泵根據(jù)反洗周期能否自動啟停，檢查次氯酸鈉和檸檬酸加藥系統(tǒng)能否根據(jù)反洗周期自動啟停，檢查反洗線路的流量計等儀表能否正常工作。

3.3.5 離線清洗系統(tǒng)

隨著使用時間的增加，MBR膜不能通過維護性清洗有效去除表面污染物時，膜組件可轉(zhuǎn)移至配套建設(shè)的堿洗池和酸洗池進行清洗，離線清洗是延長膜使用壽命的有效方法之一。一般情況下，根據(jù)具體運行情況，離線清洗每半年或一年進行一次。該系統(tǒng)的設(shè)備調(diào)試內(nèi)容與維護性清洗系統(tǒng)的內(nèi)容基本相似，這里不再贅述。

3.3.6 加藥系統(tǒng)

加藥系統(tǒng)調(diào)試時，先使用清水模擬加藥，向加藥點投加清水，待模擬調(diào)試正常后，正式投加藥品。調(diào)試期間，測試各類儲藥罐的攪拌器、加藥計量泵、化料器等設(shè)備能否自動報警和自動運行，檢查加藥管路是否有漏液現(xiàn)象。

3.3.7 壓縮空氣系統(tǒng)

壓縮空氣系統(tǒng)主要為MBR系統(tǒng)的氣動閥門和抽真空泵提供氣源，主要包括空氣壓縮機、過濾器、冷干機、空氣儲罐和管道?？諝馔ㄟ^空壓機壓縮，經(jīng)冷干機和過濾器處理后在空氣儲罐內(nèi)儲存，之后根據(jù)各裝置的需求自動輸送至用氣點。調(diào)試期間，測試空壓機能否根據(jù)氣壓罐的設(shè)定壓力自動啟停和補償，測試壓縮空氣壓力能否滿足氣動閥門的開關(guān)需求，測試冷干機能否間隙地自動排水，測試氣動閥（含產(chǎn)水閥、曝氣閥和抽真空氣動閥等）能否手動運行及遠程控制。

4 調(diào)試運行效果及經(jīng)驗

該工程調(diào)試自2022年1月15日啟動，1月31日調(diào)試完成，其投入運行，歷時共計15 d。調(diào)試完成后，出水水質(zhì)指標(biāo)和設(shè)備運行狀況均滿足設(shè)計要求。調(diào)試運行后期的進出水水質(zhì)指標(biāo)如表2所示。數(shù)據(jù)顯示，進水中污染物指標(biāo)值高于設(shè)計值時，出水中各項污染物指標(biāo)值優(yōu)于出水標(biāo)準(zhǔn)。目前，蘭州市鹽場污水處理廠擴建工程已實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行。2022年2—7月，其實際進出水水質(zhì)如表3所示。綜合分析各處理單元調(diào)試和運行參數(shù)控制，總結(jié)經(jīng)驗[8-9]。

4.1 強化預(yù)處理系統(tǒng)的處理效果

該工程地處蘭州市，主要接納城鎮(zhèn)生活污水，水中含有較多的泥沙、顆粒物、細小纖維和毛發(fā)等無機物。為確保MBR系統(tǒng)運行安全，避免大量無機物進入MBR膜池，要強化預(yù)處理系統(tǒng)的處理效果。預(yù)處理系統(tǒng)主要采用細格柵（3 mm柵孔）、曝氣沉砂池、平流沉淀池和膜格柵（1 mm柵孔）的強化處理方式，有效去除污水中的泥沙、懸浮物和毛發(fā)等。調(diào)試結(jié)果表明，預(yù)處理系統(tǒng)處理后的污水完全滿足MBR系統(tǒng)的運行要求，同時保證MBR系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。

4.2 采用污泥嫁接方式培養(yǎng)活性污泥

對于處理污水水質(zhì)相似的污水處理廠，采用污泥嫁接方式進行活性污泥培養(yǎng)，可有效縮短污泥培養(yǎng)時間，加快調(diào)試進度，保證活性污泥的活性。該工程的活性污泥取自原污水處理廠生化池（剩余污泥），在污泥培養(yǎng)過程中，生化池的污泥濃度保持在4 500 mg/L以上，污泥中的生物相和污泥的沉降性都較為良好，有效減少污泥馴化培養(yǎng)的時間。

4.3 DO濃度的控制

有效控制生物系統(tǒng)內(nèi)的DO濃度和氧化還原電位（ORP）是厭氧段釋磷、缺氧段反硝化、好氧段吸磷和硝化以及有機物去除的前提條件。一般來說，厭氧段DO濃度小于0.2 mg/L，ORP小于-250 mV時，缺氧段DO濃度控制在0.2～0.5 mg/L，ORP控制在-100 mV左右，好氧段DO濃度大于2.0 mg/L，膜池中DO濃度大于3 mg/L。在調(diào)試運行中，為有效降低膜表面的污染，通過加大曝氣量來加強對膜絲表面的擦洗，將擦洗強度控制在0.1 Nm3/（m2·h）左右，DO濃度約為6 mg/L；將膜池到生化池好氧段的污泥回流比控制在400%～500%，有效利用溶解于泥水混合物的氧氣，從而適當(dāng)降低生化池的曝氣量，降低能耗；根據(jù)厭氧段、缺氧段、好氧段和膜池各區(qū)的DO和ORP，調(diào)節(jié)曝氣量、硝化液回流比和污泥回流比，將DO濃度控制在合適范圍。

4.4 MBR膜運行條件的控制

該工程采用的膜為PVDF中空纖維膜，在負壓條件下，通過膜表面的孔狀結(jié)構(gòu)進行泥水分離，確保各輔助系統(tǒng)的設(shè)備正常運行。污泥濃度應(yīng)大于7 000 mg/L，且污泥性狀良好；膜系統(tǒng)的各輔助系統(tǒng)能夠可靠地自動運行；膜組件應(yīng)完全沒入泥水混合物中，液位過低會導(dǎo)致膜絲外露，易造成膜絲斷裂，液位過高會消耗大量的曝氣能量，從而降低膜表面的擦洗強度；要確保膜池內(nèi)的曝氣量充足，曝氣均勻，停止曝氣或曝氣不均勻時，嚴禁進行膜產(chǎn)水。

4.5 回流比的調(diào)整

MBR膜池至生化池好氧區(qū)的污泥回流比控制在500%；生化池好氧區(qū)至第一缺氧區(qū)的硝化液回流比控制在400%；第一缺氧區(qū)至預(yù)缺氧區(qū)的回流比控制在300%。調(diào)試時正處于冬季，氣溫較低，為確保污染物的去除效果，各回流比控制在最大值。在實際運行過程中，應(yīng)根據(jù)進水中各污染物濃度、各區(qū)段的活性污泥濃度、污泥活性和氮磷的處理效果調(diào)整各回流比。系統(tǒng)中的回流泵均配備變頻裝置，可直接通過調(diào)節(jié)各段回流泵的開啟數(shù)量和頻率來控制回流比。

4.6 低溫條件下MBR系統(tǒng)調(diào)試運行

該工程的MBR膜工作溫度范圍為10～35 ℃，當(dāng)溫度低于10 ℃時，隨著溫度的降低，膜通量會快速衰減。MBR膜在低溫條件下調(diào)試運行時，要采取相應(yīng)措施：MBR膜啟動后，產(chǎn)水量依次按設(shè)計流量的50%、70%、90%、100%逐步調(diào)整，調(diào)整周期為2 d，待每個階段穩(wěn)定后逐步調(diào)高產(chǎn)水比例，從而保證MBR膜的產(chǎn)水性能；合理控制MBR膜的擦洗強度，將其控制在0.10～0.15 Nm3/（m2·h），減少膜絲周圍污泥的濃差極化；適當(dāng)降低產(chǎn)水時間，增大停機時間，產(chǎn)水時間為8 min，停機時間為2 min，以強化對膜絲的擦洗，降低膜絲的污堵；縮短水洗和維護性清洗的周期，水洗控制在200個產(chǎn)水周期，堿洗時間為3 d/次，酸洗時間為10 d/次，保證MBR膜在低溫條件下具備較高的通量。

5 結(jié)語

蘭州市鹽場污水處理廠擴建工程引入MBR工藝，已實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行，運行過程中，根據(jù)進水量和不同季節(jié)的污水水質(zhì)，對工藝運行參數(shù)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化，確保污水處理系統(tǒng)處于最優(yōu)運行狀態(tài)。進出水檢測數(shù)據(jù)顯示，進水水質(zhì)和水量不同，個別污染物濃度遠高于設(shè)計值時，全部出水指標(biāo)仍能優(yōu)于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值。MBR工藝可應(yīng)用于地埋式污水處理廠的建設(shè)中，其調(diào)試經(jīng)驗可指導(dǎo)后期運營中各類參數(shù)的控制和調(diào)整。

參考文獻

1 陳貽龍.地下式MBR工藝在廣州京溪污水處理廠的應(yīng)用[J].給水排水，2010（7）：51-54.

2 王 巖.浸沒式MBR工藝處理城市污水的研究[D].西安：長安大學(xué)，2011：8-9.

3 胡 邦，蔣嵐嵐，張萬里，等.MBR工藝在城市污水處理廠中的工程應(yīng)用[J].給水排水，2017（5）：117-120.

4 蔣嵐嵐，陳 豪，胡 邦，等.城鎮(zhèn)污水處理廠MBR工程調(diào)試運行及分析[J].中國給水排水，2013（4）：103-108.

5 田 葳，李澤濱，吳 勃，等.水解酸化/CASS工藝用于某軍工廠污水處理[J].中國給水排水，2018（6）：93-96.

6 計根良，鄭宏林，周 勇.MBR系統(tǒng)運行條件對膜污染影響研究[J].水處理技術(shù)，2014（6）：90-92.

7 仵海燕.MBR中微生物產(chǎn)物對膜污染的影響機制研究[D].北京：中國科學(xué)研究院，2012：11-12.

8 楊 昊，杭世珺，錢明達.無錫市梅村市污水處理廠MBR工藝優(yōu)化運行研究[J].給水排水，2010（12）：32-35.

9 王存鳳.寒冷地區(qū)改良A2/O工藝運行參數(shù)優(yōu)化研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2014：15-16.