试述MBR膜处理工艺在大型污水处理厂中的应用

试述MBR膜处理工艺在大型污水处理厂中的应用
发布时间：2022-08-17T07:47:25.193Z 来源：《科学与技术》2022年第4月第7期作者：王鹏
[导读] MBR膜的特点主要表现为生物降解能力强以及分离效率较高，因此，MBR膜被广泛地用于各个污水处理厂王鹏
东莞市石鼓污水处理有限中堂分公司广东东莞 523000
【摘要】MBR膜的特点主要表现为生物降解能力强以及分离效率较高，因此，MBR膜被广泛地用于各个污水处理厂，主要用于有利污染物的降解，通过使用MBR膜，可以将污染物中的一部分物质转化为可利用的产物，同时截留污水中的悬浮物，有效改善了出水水质以及出水的稳定性。

基于MBR膜的诸多优势，文章采取了案例分析的方式，对大型污水处理厂中MBR膜处理工艺的具体应用进行了分析，对于改善MBR膜处理工艺的应用效果具有一定的帮助作用。

【关键词】MBR膜；污水处理；工艺应用；案例分析
近几年，国家的工业化发展速度加快，为国家的经济发展做出了重要的贡献，但是与此同时，也带来了比较严重的水污染问题，这对于经济的持续化发展是不利的。

因此，近几年国家加大了对各种污水处理技术的研究，一些新的工艺和材料被研发和使用，改变了我国污水处理的窘境。

文章将要讨论的MBR膜处理工艺是近几年使用较为广泛的一种，在我国各地的污水处理厂中都有所利用。

文章以某污水处理厂为例，对MBR工艺的应用进行了分析，详情如下。

1、污水厂基本概况
某污水处理厂设计规模是10×104 m3/天，所使用原始处理工艺是A2/O脱氮除磷工艺。

目前该厂处于满负荷运行状态，应提标改造需求，通过MBR工艺改善当前的运行现状，设计规模为10×104m3/天。

2、工艺流程分析
首先，对污水处理厂的建设用地和出水要求进行了分析，认为其建设用地较小，但出水要求较高。

故前端污水厂出水增设格栅，通过A/O 池+MBR的工艺以达到出水标准要求。

其次，该项目 MBR 膜设计采用 PVDF 材质帘式膜组件，孔径≤0.1μm。

膜组件浸没在膜池的混合液中，在产水泵产生的负压条件下，生化处理过的处理水透过膜汇集到集水管，全部污泥和绝大部分游离细菌被膜截留，实现泥水分离过程。

该工艺利用膜的高效截留作用截留几乎所有悬浮物、胶体、细菌、藻类、浊度和以及部分高分子有机物，从而获得满足设计要求的出水水质。

被截留的污泥混合液通过外回流泵回流到好氧池。

为防止膜污染，膜架设有空气擦洗系统，利用鼓风吹扫产生的大孔气泡进行膜丝的振荡擦洗。

该项目 MBR 膜系统分16组膜组（膜池），由 16组独立控制产水单元组成，各膜池相互独立，设独立的进出水闸门，设任意一组检修时，其余工作组仍可正常工作。

每组独立控制产水单元设置有若干套膜组件，每套组件为双层膜架型式，每个单元配置一台膜抽吸泵抽吸出水。

3、工艺特点分析
3.1 工艺情况
1、优质的出水水质：能达到高效固液分离，使得出水水质稳定，悬浮物和浊度极低，可作回用水供城市绿化直接利用。

同时，与传统生物处理工艺相比，其生物相活性污泥浓度提高了2倍以上，因此生化效率得到大大提高，出水水质十分优质；
2、剩余污泥排放少：有机负荷低、泥龄长，污泥产率低；
3、除磷效果好：污泥浓度高，可以直接进行脱水，避免传统工艺沉淀池和污泥浓缩池缺氧状况下磷的释放。

以生化除磷为主，辅助化学除磷确保达标。

可以直接将铝盐和铁盐投入生化池中，形成的磷酸盐沉淀几乎被膜全部截留，随剩余污泥排放，而传统的混凝过滤难以避免部分磷酸盐沉淀随出水SS 带出；
4、生物相丰富：通过膜的高效截留，微生物将完全被截留在MBR膜反应池内，使得世代周期较长的微生物以及不易形成菌胶团的微生物得以富集和繁殖，可以在整个生物相内形成生物富集和共代谢作用，形成较为完整的微生物链，大大提高处理效率和系统的稳定性，而这在传统生化工艺中较为少见。

传统工艺处理污水的过程中，无法对微生物起到完全截留效果，往往会破坏水体中生物链的完整性，降低其微生物系统的稳定性，破坏其生态平衡，从而导致一部分微生物大量的繁殖和富集，反而会对污水处理效果产生不利影响。

与之相比，MBR技术更具优势。

3.2 其他特点
1、占地面积小：反应器内的微生物浓度高，大大提高容积负荷（可达 2～5kgCOD/（m3?d）），减小了生化池容。

采用膜生物反应器
一个处理构筑物，替代了传统污水处理工艺的曝气、二沉、混凝、过滤等多个处理构筑物，大大减少了对土地的占用；
2、自动化程度高，运行管理简便：在自动化成高的条件下，水厂后期的运行管理工作更加的便利，降低了对人工管理的依赖程度，提高了管理效率，可以减少管理工作中存在的差错，同时也能够减轻人员的工作符合。

许多自动化技术可以被用于数据的分析、设备运行状态的监测与分析，以便于及时发现设备运行问题，或是调整设备运行参数，确保整个水厂污水处理的高效率和稳定性。

4、膜的运行和维护
4.1 膜的运行流程
上文中已经介绍了 MBR 生化系统的组成。

而各组件中的核心部分则是膜分离组件。

在膜分离槽中，由中空纤维膜组成的膜组件浸入膜分离区域。

由于0.1μm的中空纤维膜的孔径可以完全阻止细菌通过，因此所有细菌胶束和游离细菌都保留在膜分离中。

该区域可有效去除各种悬浮颗粒物、细菌、藻类、浊度、COD和有机物，让出水水质接近零悬浮固体。

为确保MBR膜组件具有良好的膜通量，并能连续稳定地出水，工厂采用全自动在线水反洗、化学反洗和离线化学清洗系统。

通过连锁控制，自动调节和控制系统的各个流程运行，既提高了工作效率，又降低了人工负荷。

4.2 正常运行管理
系统的出水膜组采用自吸泵来抽吸出水，采用PLC系统对间断出水进行自动化控制。

在运行期间，要定期线水反洗、化学反洗，用于防止以及改善膜污染，确保膜组件出水能力优良。

离线化学清洗可以实现被严重污染膜组件的彻底清洗，用于恢复膜通量，提高其产水能力。

在技术应用过程中，膜组件在长期的使用中难以避免被污水当中的一些杂质所污染，从而降低产水能力，影响整个水厂的污水处理效率。

运行期间实施反洗作业，可以有效清洁膜组件中的杂质、污秽等，确保其自身的清洁度，提高其膜通量。

4.3 膜的维护
在膜组件出口设置浊度检测、水质监测、压差监测，若出现不良问题，可以及时对膜状态进行分析，积极展开有效的维护工作。

应用MBR工艺中，膜的维护十分重要，这是确保污水处理效果的关键环节。

膜材料在长久的使用过程中，其性能会之间降低，从而影响污水处理效果，降低出水水质，通过设置浊度检测、压差监测等，可以及时分析污水处理效果，以便了解到相关设备和材料的工作、运行状态，及时的发现问题，处理问题，确保污水处理效果持久而稳定。

5、结束语
综上所述，通过以上设计，该厂的污水处理效果得到了提升，应用MBR工艺之后，其出水效果十分优异，生物相浓度持续保持较高状态，和以往的工艺相对比，生化效率较高。

同时，减缓了硝化菌的生长和繁殖，提高了其截留效果，改善了氨氮的处理效果。

以除磷为主要目的条件下，可以将除磷剂直接投入到生化池之中，通过膜截留几乎所有的磷酸盐沉淀，混合剩余污泥一起排放，因为膜的截留作用较高，因此基本所有的微生物都可以进入到反应器中，又进一步提高了系统工作效果和稳定性。

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