浅析膜生物反应器在城市污水处理过程中的应用

浅析膜生物反应器在城市污水处理过程中的应用

彭丽娟

湖南鑫远环境科技股份有限公司

摘要：MBR膜生物反应器在城市污水处理中应用的比较广泛，属于膜分离技术与活性污泥法的有效融合，有助于维持高比例的生物量，全面提升城市污水处理能力，同时也有助于提升抗冲击负荷能力。膜组件将传统的二沉池彻底替代，，解决了传统污水处理工艺淤泥膨胀以及水质不稳定等缺陷，具有较好的出水效果，经过消毒之后可再次进行利用。本文首先对MBR膜生物反应器工艺进行简单阐述，然后介绍MBR在城镇污水处理厂中的应用实例，最后对未来发展情况进行展望，希望在未来城市污水处理中膜生物反应器可得到更好的作用。

关键词：膜生物反应器；城镇污水处理；水质不稳定；淤泥膨胀

膜生物反应器(MBR)工艺相比传统污水处理工艺来技术更为先进，不但能够发挥有机物降解的理想效果，还可以实现脱氮除磷的预期目的，确保水质的稳定性，实现深度处理效果，与目前国家有关部门提出的污水排放标准保持一致，同时与污水循环利用的相关要求也保持相符。随着膜生物反应器制造成本的逐渐下滑，这种工艺技术有助于节省占地量，在经济方面竞争力持续加大，因此未来具有强大的应用与发展前景[1]。

1 MBR膜生物反应器工艺简介及特点

膜生物反应器(MBR)为近几年比较流行的废水处理工艺，这种工艺可以使活性污泥保持较高的浓度，减少污泥量，在实际工作过程中，首先通过生物技术将水中的有机物进行降解，对细菌进行革组，通过膜技术将大分子物质以及悬浮物直接过滤掉，有助于降低水的浊度，实现预期的排放标准。

该处理工艺在有机负荷处理方面得以全面提升，减少设备整体占地面积。在实际应用过程中，通过该技术可以实现工艺流程的不断简化，借助成熟的计算机控制技术实现设备的智能化与集成化，排出的污水与国家有关部门颁发的排放标准保持高度一致。

2MBR在城镇污水处理厂中的应用实例

最近几年，国家很多污水处理厂在污水处理工艺方面能使用传统的处理法，污水处理在排放过程中严格遵循《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准。2006年环保总局正式对外发布公告，其中明确提出城市污水处理厂再向国家以及省市重点湖泊、流域以及封闭水域等排放污水的过程中，需严格遵循GB 18918—2002一级A标准。在此基础上，污水处理厂开始在工艺方面加大创新力度，确保与国家颁发的排放标准保持高度一致。

2.1广州京溪污水处理厂实例

广州京溪污水处理厂作为一家大型的污水处理厂，主要应用了膜生物反应器(MBR)处理工艺，也是国内第一座使用该工艺的处理厂，2010年10月份正式启用，将传统的污水处理布局模式彻底打破，使构筑物以及设备之间实现集成化与组成化，在此基础上形成6个不同的矩形模块。

（1）工艺流程及主要构筑物设计

污水通过工厂外面的京溪泵站进行提升，通过压力管道直接输送至厂区内部，处理之后完全达到广东省有关部门颁发的污水排放标准以及国家有关部门颁发的排放标准，将处理后的污水直接用作沙河涌景观的补充水。在处理过程中主要工艺为MBR，同时还用到李鑫弄缩脱水机，通过紫外线对工艺生产流程进行消毒，然后利用微生物除臭工艺进行除臭[2]。

（2）具体的应用效果

分析在污水处理厂的日常工作成果，不难发现氨氮与出水COD分别保持在2毫克/升以及20毫克/升，氨氮基本保持在2毫克/升上下，总氮基本保持在12毫克/升上下。因为在项目设计过程中，设备造型主要以降耗节能的机电产品为主，针对系统展开合理的规划和分区，尤其在实践过程中用到了先进的空气清洗模式，吨水能耗基本上保持在0.4Kw·h上下。

2.2无锡城北污水处理厂四期工程运行实例

无锡市城北污水处理厂主要包括4期工程，目的在于通过合理手段全面改善，太湖水质等问题，在施工过程中主要用到MBR工艺。

（1）工艺流程及主要构筑物设计

首先对污水进行一级机械处理，处理完毕后继续实施二级生化处理，再利用PVDF中空纤维膜处理，通过臭氧进行消毒并脱色，最后对外排放。处理后的污水水质达到(GB18918—2002)一级A标准，尾水一部分直接在肠内进行利用，其他污水排到周边的湿地，对河道环境进行有效改善[3]。

在曝气沉砂池后，工程在建设过程中专门设置相应的格栅池，对其进行全面强化，有助于确保MBR膜系统的正常运行不受影响。设计和建造MBR生物反应池那时候主要用到多种缺氧A3/O工艺，具体来说，第I缺氧区的目的在于实现反硝化的预期效果，Ⅱ缺氧区除了实现该效果之外，还要实现脱氮的理想效果，碳源对外排出量得到一定程度的节省。在设计膜池的过程中，污泥浓度设置为9.6g/L，具体的停留时间大致在2.04h左右，膜组件在设计时应用空纤维膜[4]。

（2）应用效果

该污水处理厂四期在日常工作中，氨氮以及出水COD分别为0.5毫克/升和

18毫克/升，总氮基本保持在12毫克/升上下。在日常工作时要合理控制生化段MLSS、DO等不同的数据与参数，同时还要利用变频的方式控制回流泵等相关设备，因此正式启用之后吨水电耗量平均只有0.7 kw·h，与上面的京溪污水处理厂相比能耗明显偏高。

3展望

膜生物反应器(MBR)工艺的优势比较突出，浆膜分离以及生物处理两种技术的特征进行融合，不但可以实现脱氮处理的效果，同时也可以达到有机物降解的理想目的，确保水质的稳定性，在处理方面也可实现生动效果，与国家有关部门颁发的污水排放标准保持一致。在未来研究过程中，膜生物反应器工艺的研究重点主要集中在6个方面，首先，为膜污染的具体运作原理以及防治对策；其次，为膜生物反应器工艺的具体运作流程以及优化条件[5]；第三，需要探究膜生物反应器工艺污泥产率与运行条件得到内在的联系，在此基础上降低污泥产量以及处理费用；第四，探究膜生物反应器工艺里面的维生素代谢对污泥活性以及水质条件产生的影响；第五，膜生物反应器工艺的经济可行性；第六，探究具体的节能以及脱氮处理效果，同时对特殊水质的处理进行研究，确保系统与设备的长期稳定运作，操作起来也更加紧密，在此基础上不断开发出更多全新的膜生物反应器。

参考文献：

[1]马刚.膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用——以THELUS污水站为例[J].工程技术研究,2022,7(09):65-67.

[2]孔哲,吴江,荣超,王添颉,李璐,黄勇,李玉友.大型中试厌氧膜生物反应器处理城市污水的稳定运行与物料平衡分析[J].环境工程,2021,39(07):94-100.

[3]郭广泽,李烨媚,周士统,李玉友.高浓度中温厌氧膜生物反应器处理城市污水厂污泥的厌氧消化效果[J].环境工程,2021,39(07):101-107.

[4]黄山,杨凡,黄启华,李秋玮,高俊发,秦晋一.一种新型一体化生物反应器对城市污水的处理效果研究[J].水处理技术,2019,45(11):107-111.

[5]乔文广,史会莹.厌氧膜生物反应器污水处理技术的研究现状与发展前景[J].环境与发展,2019,31(07):85+87.