MBR在乡镇污水处理厂中的运营研究

去半年内的运营数据和经验，探索MBR在来水复杂的情况下系统运营的优缺点。从工艺

原理、系统去除率和系统的维护等方面进行分析，结果表明：MBR膜系统的出水COD、 氨氮和SS都比较稳定，而且去除率较高，但是系统容错值在TP上较低。同时在污泥浓

度较高的环境下MBR容易损坏，可能在前期的设计上需要有所考虑并且在后期运维上需 要投入较大的成本。关键词：MBR；乡镇污水；运营；系统去除率1概述气机，在转碟曝气机的转动下，既可以推动氧化沟

近年来随着我国环保体制的不断完善，环保力

内部的水流，也可以对整个系统进行曝气。本文中

度的不断加强，污水处理行业也开始由城镇污水处

氧化沟没有与MBR单元分开。理转向乡镇污水处理。现在的乡镇普遍没有建设成 2.2总体工艺熟的管网系统，所以导致现阶段乡镇污水处理厂来

整个水厂的工艺如图1所示。MBR池后设置清水 水情况复杂。池，用反洗泵抽取清水池内MBR的出水混合药剂，

荆门合星污水处理厂位于荆门市掇刀区团林铺 经过过滤器，对MBR膜进行定时清洗，保证MBR的功

镇，设计处理量5000吨/日，主要用于处理团林铺 能。鼓风机房配备了罗茨风机，连接到MBR膜下端

镇的日常生活污水，改善镇区居民的居住环境。原

的穿孔曝气管，连续不断对MBR进行曝气，抑制了

厂工艺为改良型氧化沟，出水要求为GB18918-

MBR表面的结垢，同时增强了系统对C0D和氨氮的去

2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级

除能力同。B标准在2018年5月进行提标改造，荆门市掇刀

区政府选用了 MBR工艺来保证合星污水处理厂出水 满足一级A排放标准。在半年的运营中，我们通过对比进出水水质，

r\\

研究MBR系统对COD、氨氮和SS （尤其对COD和氨氮较

高的废水）的去除效果，同时针对乡镇污水厂的抗

冲击负荷能力较差的特点，不断地调整工艺，摸索

认清污板MBR系统的容错值。泥框池

圧运出场外2滤

工艺原理2.1改良型氧化沟图1合星污水处理厂整体工艺氧化沟工艺作为活性污泥法的改进型工艺，是

一种较为成熟的污水处理工艺。在整个连续性的系

3结果与讨论统中釆取沿着氧化沟均匀分布的曝气系统，产生连 3.1结果续的厌氧-好氧-厌氧段閃。曝气装置一般为转碟曝

文中统计的运营时间为2018年8月至2019年1

23No. 2 Jun. 2019GEZHOUBA GROUP SCIENCE & TECHNOLOGYSerial No. 130月，共计6个月。在保证外部情况稳定的前提下， 指标有所上升外，其余5个月的出水指标可以保证 稳定；出水SS维持在较为稳定的数值；尽管进水

COD和氨氮一直呈现出上升的趋势，出水指标依旧

进、出水质数据如图2所示，检测指标包括COD、

SS、氨氮和TP,测定分析方法参照《水与废水监测

分析方法》国标执行⑷。结果显示：出水COD、SS和氨氮比较稳定，除

较为稳定，远低于一级A排放标准中所要求的数

值；TP的出水指标和系统加药有较为密切的关

系。了 12月由于设备严重故障导致系统崩溃使得出水

CODft* 图据图60.00

122.00¼ 102.00%

SOQO 40QO

UjOOH

62X)0% 42AOH

30.0020X)0104)022jOOH

2.00¾3.03

0.008.99

22X)9

2224

出水 | n | |

99.19%

「3 2626

4«03oje去Nt率8SJSH 98j67H 99X)SH 8830* 9926%图2半年内进、出水数据PAC浓度(mg/L)3.2讨论 3.2.1 COD和氨氮

.200180160140120100COD和氨氮出水比较稳定的原因是MBR底部的穿

孔曝气管连接着的罗茨风机提供了二次曝气，增加

80了系统的生化性。进水浓度的增加导致污泥浓度增

加，也从另一方面提高了本系统的抗冲击负荷，从 而保持了系统的去除率的稳定性。此外，本套系统

明

9月 10月 11« 123 1月中出水依靠MBR膜配套的产水泵，可以采取间断式

的运行方式，同时依靠改良型氧化沟内部的自回 流，增加系统了的水力停留时间，使出水的COD和

图3半年内投加PAC的浓度图

比较好的去除效果，也避免了传统二沉池容易跑泥

的弊端。这也从另一方面保证了出水的稳定性。3.2.3 TP氨氮保持在较低的数值。3.2.2 SSSS的稳定与MBR的系统原理有关。MBR的产水原

TP的去除率受所投加药剂量影响较大。本厂选

理，是利用自吸泵产生负压，由MBR本身的膜材料

用的药剂是聚合氯化铝(PAC),投药点为氧化沟末

对系统中的水进行过滤处理。只需要保证膜材料没 有大面积的损坏，出水的SS能保持在一个较低的标

准。基于此原理，本系统对固体COD、氨氮和TP有24端，MBR前端。半年内的PAC投加浓度变化如图3所

示。运行结果显示，在前两个月进水TP较低并且在

2019年6月第2期葛洲坝集团科技总第130期设计范围以内«3mg/L）的情况下，所投加的PACK 所述，在运营中选择了间断运行，本套系统的好处

就是不仅仅可以间断性进水，更可以间断性出水。

一直维持在比较高的浓度，这说明本系统的除磷能

力有限。而之前的研究也表明倒置AAO+MBR的系统

由于有这种情况的一个很重要原因是来水不足，所

对于总磷的去除能力不足同。所以在高浓度含磷污 以进水水质一直保持在一个较高的水平。但是药剂

染物进水的情况下，也只能通过过度投加药剂保证

的过度投加还是会对本场的运行产生隐患。4.2 MBR系统的运维能耗出水的达标。综上所述，本套系统的容错值在TP上比较低，

单就MBR系统而言，耗电量会比传统的二沉 池、高效澄清池或者斜板沉淀池耗电量更高。这是 MBR的运行模式所导致的。MBR配备的冷干机和空压

主要依靠投加药剂完成TP的去除。在氨氮、C0D以

及SS上容错值比较高。但此结论仅建立在来水量无

法达到设计处理量的情况下。总体而言，系统的容 错值并不高，且由于荆门市乡镇污水处理厂对总氮

机，同时还有对应的产水泵，这些都会增高电耗。

同时MBR的鼓风机要求24小时保持开启，在来水不 充足的情况下会导致能耗居高不下。药耗在MBR系统的运行是一个较大的问题，主 要表现在两个方面：一方面是总体药耗高，由于反 洗也用到了次氯酸钠，对于系统正常运行时次氯酸

等指标不进行考核，故在其他项目中此类因素对于 水厂的运营都是隐患。4 MBR系统的维护和运营乡镇污水处理是一项比较复杂的工程，运维更

钠的消耗量达到了40mg/L,高出正常消毒用的次氯 酸钠浓度10mg/L 3倍。同时柠檬酸也有将近 10mg/L的消耗，这是系统固有的原因所致。另一方

是重中之重。前文分析了合星污水处理厂系统的去 除能力和容错值，下面就此类污水处理厂MBR系统

的运维要点进行讨论。4.1在高浓度进水的情况下保证出水达标面PAC投加浓度高，在进水TP浓度为0. 8mg/L的情况

下，所投加的PAC浓度依然有40mg/L才可以保证出

高浓度的进水一般分为几种情况：4.1.1企业偷排水达标排放。这主要是由于系统对PAC的利用效率 太低，现在系统的加药点一般选在后加药，即生化

反应池末端，深度处理前端。与其他传统工艺相比 MBR池的水力停留时间较短，这与产水泵的流量有

这种来水一般是有时段性，短时间会有比较大

量的污水进入。除了强酸、强碱性、重金属髙浓度

盐或者有毒物质进入水体的情况以外，系统都可以

关。降低产水泵流量的两种方法一降低产水泵频率

保证一定的处理能力。乡镇污水处理厂内上述情况

和减少运行台数。降低产水泵的频率会影响膜内的

负压；减少产水泵的运行台数会使反洗时水压过 大，两种方式都容易造成MBR膜损坏，所以两种方

比较少，偷排的污水一般是食品厂屠宰废水、豆腐 厂废水等。此类污水如果短时间进入生化系统会导

致生化系统负荷过高，可能导致出水超标，严重时

法都比较难实行。而选择前加药会多产生30%的污

会导致系统崩溃。解决此类问题的发生可从设计上

泥，且高浓度加药会对MBR膜造成损伤。4.3 MBR膜的反洗和日常清理MBR膜的反洗分为三种：小反洗、大反洗和停

入手，在设计阶段增加事故池单元，让短时间内的

水流入事故池，之后再进行阶段性处理。这种措施

的可以保证出水稳定达标，同时可以防止强酸强碱

性、重金属盐类污水进入系统直接导致系统瘫痪。 但弊端在于增加了土建投资，且事故池如果无法容

机洗。小反洗和大反洗全部由系统设定。小反洗是

在每十分钟一次的运行周期中进行反洗，运行周期 中8分钟产水，1分钟准备，1分钟反洗。每480〜 720个周期一次大反洗，大反洗一般会持续半个小

纳收集的废水也会造成污染。4.1.2市政设施不齐全和当地居民环保意识淡薄时左右，大反洗期间不产水。停机洗是在MBR膜负

以本项目为例，合星污水处理厂的污水来自团

压过高的情况下，停止运行，分别用柠檬酸和次氯 酸钠浸泡MBR膜，清除膜表面的结垢和微生物，保

证MBR膜稳定运行。停机洗的周期一般是3个月，这

林铺镇，当地居民小区普遍没有设立化粪池，生活

污水直排主管网。同时镇上的餐饮行业也将汨水直 接排入污水管网，导致来水水质持续升高。如前文

样的步骤间隔视情况而定。小反洗期间不加药。25No. 2 Jun. 2019GEZHOUBA GROUP SCIENCE & TECHNOLOGYSerial No. 1305 MBR未来和展望合星污水处理厂的运营模式为委托运营，我方 只用支付人员费用，故我方对该厂的技术进行一个

决。希望随着未来科技的发展，MBR技术能在污水

处理行业大放异彩，书写自己的篇章。比较透彻的摸底。面对这样的一个高能耗的工艺，

[参考文献][1] GB18918—2002,城镇污水处理厂污染物排放标准我方并不建议将其放入一级A标的水厂，一级A标的

水厂水价较低，无法承受消耗。如果在MBR池前加

[S].[2] 沈耀良，王宝贞.废水生物处理新技术理论与应用

[M].北京：中国环境科学岀版社，2001.入深度处理，如二沉池或者斜板沉淀池等工艺段， 降低MBR和活性污泥与药剂的接触，将其用于地表

[3] 刘绪为，尤颖,王利剑，林蔓，殷冠华.MBR工艺应用

水环境质量标准GB3838-2002中准IV类水同的提 于全地下污水处理厂的设计特点[J].中国给水排 水,2015, 02:62-65.[4] 国家环保总局.水和废水监测分析方法[M].第4

标，是否会有更好的前景，还需要我方技术人员与

设计人员的共同努力。版.北京：中国环境科学出版社,2002.6结论通过荆门市合星污水处理厂半年的运维情况，

[5] 李亮,胡筱敏，于鑫，等.MBR在废水处理中的应用及

生物强化研究进展[J1.环境保护科学，2017(2):

对MBR技术在乡镇污水处理厂中的运用进行了相关

24-29.[6] GB3838-2002,地表水环境质量标准[S].研究。MBR系统能耗与药耗较高，在日常维护中需 要较为精细的维护，但其具有出水COD、氨氮和

SS较为稳定的工艺优势。乡镇污水处理面临企业偷

[作者简介]蒋盟男中国葛洲坝集团水务运营有限公司排、市政设施不健全、居民环保意识淡薄等造成进 水浓度偏高的问题，对水厂的运营造成困难，需运

工程师湖北省武汉市430000维人员用自己的专业技术、智慧和耐心去克服去解

陈波男中国葛洲坝集团水务运营有限公司副总经理湖北省武汉市430000(接第37页)确保各项出水水质达标。因此，纤维 [3] 华海洁，杨莲红.高效纤维束滤池在污水厂深度处理

中的应用实例[J].甘肃科技纵横,2015, 44⑶:33-35.束滤池投资运行费用低，处理效果好，在一级A提 标改造中更具优势。[4] 高廷耀，顾国维，周琪.水污染控制工程第四版

[M].北京：高等教育出版社,2015.4结论纤维束滤池的协同作用不仅对SS、TP、COD有

[5] 深层床纤维束滤池在城镇污水深度处理中的应用[C].

中国土木工程学会水工业分会全国排水委员会年

较好的去除效果，还可以利用微生物的反硝化作用

会.2014.脱氮，能较好的达到提标改造要求，保障出水稳定

达标，同时其具有占地面积小、滤速快、投资低、

[作者简介]郭福敏男男葛洲坝水务温岭有限公司

滤料使用寿命长等优点，在污水厂一级A提标改造

中有良好的应用前景。刘王平楠高级技工浙江省温岭市317500葛洲坝水务温岭有限公司工程师浙江省温岭市317500[参考文献][1] 国家环保总局.GB18918城镇污水处理厂排放标准

男男葛洲坝水务温岭有限公司助理工程师浙江省温岭市317500葛洲坝水务温岭有限公司浙江省温岭市317500[SJ.2002.[2] 蒋岚岚，吴伟，沈晓铃.无锡市城镇污水处理厂升级

改造技术路线综述[J].中国给水排水，2010,

朱玲奇朱军男葛洲坝水务温岭有限公司26(12): 33-35 „浙江省温岭市31750026