基于MBR工艺的高速公路服务区污水处理稳定运行原理分析

第4期(总第265期）山西交通科技 •No.4 2020 年8 月SHANXI SCIENCE &TECHNOLOGY of COMMUNICATIONS____________Aug.
基于MBR工艺的高速公路服务区
污水处理稳定运行原理分析
贾志龙
(山西省交通新技术发展有限公司，山西太原030012)
摘要：在新时代下，人们关注经济发展的同时，更加注重生态自然。

因为人口众多，所以无 论是生产还是国民生活，都需要大量水资源，因此也会产生大量废水和污水，高速公路服务区
作为人们出行过程中的重要途经点，污水问题更是严峻。

传统污水处理方式大量依赖人工操作
并且容错能力较低，造成大量的事故污水外排或设备闲置，而MBR工艺的采用，克服了传统污
水处理的不足，其机械性更强，更容易控制，产水也更稳定。

MBR设备是先进的污水处理设备，
对这一设备在稳定运行方面的优势进行分析,供实践参考。

关键词：穗定运行；污水处理;MBR
中图分类号:U491.8:X703 文献标识码：A文章编号：1006-3528(2020)04-0157-03
0引言
我国经济发展，交通网络不断壮大，同时也不可 避免地在服务区产生了一定的生活污水，而我国人 口数量庞大，并且随着人们对生活质量要求的提高，出行比例也进一步上升，因此服务区生活污水水量 也在不断上涨。

在污水水体中，含有一定量的磷、氮、碳等元素。

污水排放时会与其他水体混合，进而增加 污水量，甚至导致整个河道水污染，无论是对水体自 身，还是对周围生态都不可避免地带来了极大伤害 与影响，特别是未经处理的污水，其任意排放所带来 的后果是不堪设想的％
调查显示,我国多地已经运用了 MBR—体污水 处理设备，并且将其运用在多种污染物治理场景中。

MBR工艺不仅在对污染物的降解效果上表现出众，同时也有着不可比拟的稳定性。

本文结合MBR工艺 在高速公路服务区的实际使用，从原理上对MBR— 体污水处理设备分析，并重点探究该设备的稳定性，对于服务区污水处理工作具有现实性的指导意义。

1MBR工艺简述
MBR全称（Membrane Bio-Reactor,膜生物反应 器）其工作原理是将膜过滤与生物反应器两者进行 整合，通过1+ 1的形式，使其具有个体不具备的作用与能力，进而大大提高有机污染物、悬浮物的处理质 量[2]。

传统处理工艺下，是采用泥水分离技术进行的，需要沉淀池，但是MBR则是以膜分离技术取代了二 沉池，将生物从混合液中分离出来，同时，微生物继 续在反应池中。

MBR的最大优势在于其能够在较短 的时间内，实现较高的污泥龄，这一优势能够为污染 物的降解提供更多机会与可能。

膜反应器还具有其他显著优势，例如占地面积 小，以及出水水质高的优势。

这一技术利用膜自身高 效分离的特点，在极大程度上提升了泥水之间的分 离效率，同时，随着活性污泥浓度的提高，在优势菌 的作用下，又能大大地提高反应效率。

除此以外，这 一工艺所产生的剩余污泥在量上较传统技术而言也 有明显缩减，有效地解决了传统方法带来的各种问 题。

图1为一种MBR工艺的一体化污水处理设备原 理图。

原水
祕栅
加药桶
M E R J換区
调节池
回流栗
4化设备清水池
图1—体化污水处理设备原理图
收稿日期：2020-03-24;修回日期：2020-04-28
作者简介:贾志龙(1988— ）,男，山西太原人，工程师，大学本科，2011年毕业于中北大学机械制造与自动化专业。

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2 M BR的工艺类型
MBR中生物反应器组合方式是多样的，因此，可以根据组合方式进行分类，如分置式、一体式。

分置式类型，这是一种较为普遍的构成形式，具 体而言，是对膜组件与生物反应器两者实施隔离，达 到分置状态，进而保证仪器功能独立工作。

在生物反 应器中的混合污水,通过内部循环，能够到达膜组件 中，并进行过滤,处在压力系统中的液体借助膜系统 进行二次处理，这一过程中，固体与大块物质均无法 通过分子膜，被隔挡的物质则会回到生物反应设备 中去。

通过对应用实践的分析,可以知道这种分置式 具有较大优势，如运行稳定，运行安全性高，同时，多 次使用后设备的清洁工作也较为简单。

但是，分子膜 可通过量较大，这也导致分置式存在缺点，一般情况 下，为减少生物膜表面沉积量,设备在运行过程中，需要大量水体支持,并且水体要高速流动，这对污水 处理效果而言会产生负面影响。

一体式和分置式则是两个相对的，即完全相反。

一体式下，膜组件是在生物反应器中的，在污水进到 设备后，污水中80%的污染物会被设备中的混合液 除去，同时,借助活性污泥自身的吸附性，在强压的 作用下，膜会进行过滤水的工作。

一体式步骤少，耗 能少，且设备占地面积小，在当前的污水处理领域受到广泛关注。

但是一体式也存在不足，即膜通量较 低，如果长期应用则会导致膜表层累积大量的污染 物，且清洗难度较大[31。

3 M BR高运行稳定性的分析
MBR工艺具备更强的运行稳定主要由于其具 备以下3个方面的优势。

3.1完全依靠机械来实现水力转移
MBR膜组件是在静压差推动力作用下将水中 污染物质与水进行物理分离，其具有孔隙率高、过滤 速度快、吸附容量小、无介质脱落、无浓缩水排放等 特点。

就是说，MBR设备是在外部施加动力的前提 下现实现污水中污染物的分离。

由于物理隔离作用，MBR系统无法像传统污水处理那样采用重力流的 方式运行，虽然在能耗上更高，但是却带来了更强大 的控制能力，实现了水力停留时间HRT和污泥停留 时间STR的完全分离w。

整个系统的进水、产水、回流、外排均在动力控制下实现,可以有效地控制时间 参数及水量、混合程度等，可人为干预的参数也更丰 富，更利于掌控整个水处理流程，实现更精密地产 水。

图2所示一种MBR设备的运行模式，在使用膜 设备实现物理隔离的同时，具备高度的自动化程控 系统D
图2 —种自动化MBR设备的运行模式
3.2 MBR膜的截留作用
膜生物反应器中的MLSS污泥浓度经常能够达 到6 000 ~ 10 000 m g/L之间，如此高的污泥浓度能够 使反应器内获得更高效的处理效率，相比于传统的 活性污泥工艺，MBR的污泥浓度达到1.5倍以上，甚 至更高。

能够使系统内维持较高的微生物浓度而不 至于影响后续的产水，完全是由于膜的截流作用，常 见膜的截留孔径范围为0.001 ~ 0.03微米，可以截留 几乎全部的微生物，保证末端出水的水质，基本克服了污泥变质、上浮、腐化等情况带来的水处理事故，整套设备的稳定性得到了保证。

同时，较高的污泥浓度不但提高了反应装置对 污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时也使整个装置对进水负荷(水质及水量)的各种变 化具有很强的抗冲击负荷能力，能够稳定获得优质 的出水水质。

3.3更简易的维护
任何污水处理设备都离不开后期的运行维护，
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只有在不断地保养、补充消耗的过程中才能保证设 备的正常运行和产水。

MBR工艺以膜组件为核心进 行运行，参数设置清晰明了，结构简单，抗冲击能力 强^仅需以膜组件为核心的发散式的维护保养，在保 证膜组件通量、跨膜压力、膜池污泥浓度的前提下，调整好机械运行的周期就能做好大部分的MBR设 备的运维工作。

同时，较高的污泥浓度降低的污泥负荷,使整个 系统可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行,剩余污 泥产量低甚至可以接近零排放。

而相较于传统水处 理工艺，传统工艺在剩余污泥的处理上一直是一大 难题，尤其是小型分散式污水处理这种污泥总量较 小的设备，单独配置污水处置装置性价比过低。

MBR工艺大幅削减了污泥外排的负担，也就基本克 服了由于未能及时排泥导致的设备运行事故，提高 了设备稳定性。

4结语
MBR水处理工艺的引人,极大地提高了服务区 污水处理的实用性，使水处理设备在服务区真正发挥其作用。

MBR设备出众的稳定性降低了服务区人
员对水处理设备管理的难度也更方便对第三方的托 管，不论采取哪种方式，这种应用于服务区的小型分
散式污水处理设备变得不再鸡肋。

在未来更智能、更
先进的高速公路服务区提档改造中将作为服务区必
不可少的一部分，实现卫生间冲厕、景观绿化、供暖
循环、场地清洗等一系列水资源的节约再利用，具有
良好的前景。

参考文献：
m王学文，曹少飞，王慧娟，等.分散式农村生活污水处理一 体化设备工程应用与分析研究m.环境科学与管理，
2019,44(12)：67-70.
[2]王生福，李墨爱,李大勇，等.金锣一体化污水处理设备介
绍及应用--以临沂市柳青河为例m.资源节约与环保，
2018(9)：97-98,
[3]于芳，尹剑辉,李建华，等.高效氨氮生化反应结合动态膜
深度处理一体化污水处理设备的应用m.市政技术，
2018,36(2)：155-157.
[4]慕银银.HRT对厌氧膜生物反应器混合液性质和膜污染
的影响[J].水处理技术,2016,42(1): 110-114.
Analysis of Steady Operation Principle of Sewage
Treatment in Highway Service Area Based on MBR
JIA Zhi-long
(Shanxi Transportation New Technology Development Co.,Ltd.,Taiyuan,Shanxi030012, China) Abstract:As an important rest point during people’s traveling,the highway service area has serious sewage problems.The conventional sewage treatment relies heavily on manual operation and has low fault tolerance capacity,resulting in a large number of accidental sewage discharge or idle equipment.MBR is an advance equipment for sewage control,which overcomes the deficiency of traditional sewage treatment with stronger mechanical property,easier control and more stable water production.In this paper,the advantages of MBR in steady operation was analyzed for practical reference.
Key words：steady operation;sewage treatment;MBR
(上接第122页）
Application of Electric Tracing Technology in
Precast T-Beam Construction of Jingxing Expressway
CHEN Jing
(Shanxi Transportation Construction Supervision
Consulting Group Co.,Ltd.,Taiyuan,Shanxi030012 ,China)
Abstract：During the bridge concrete construction in the winter,the environment temperature will directly affect the construction quality,so the insulation or heating measures must be taken.In the construction process of precast T-beam of Jingxing Expressway,the electric tracing technology was used to heat the duct grouting,which ensured the increase of the curing temperature and strength after the grouting.Through the serious check calculation,the selection of the electric tracing type was determined.The heating temperature of the electric tracing and the post-curing strength were tested,and the results met the the design requirements,which indicated that the electric tracing technology can effectively ensure the construction quality.
Key words：electric tracing technology;expressway;T-beam;temperature;strength。