低碳源MBR工艺的污水处理应用

低碳源MBRMBRMBRMBR工艺的污水处理应用黄勇安徽省城建设计研究院安徽合肥230001摘要::::针对城镇污水通常普遍存在着COD浓度低、氮磷含量高，以及碳源缺乏的情况，为了更好地解决生物脱氮除磷工艺在低碳源条件下存在的更加突出的基质竞争和泥龄不同的矛盾的困扰，本文膜生物反应器（MBR）工艺原理进行阐述分析，并根据相关的标准规定，对MBR工艺中的关键阶段—生物处理段进行改良设计。通过其污水处理结果来看，改良后的MBR工艺对低碳源城镇污水处理是有效的。关键字::::低碳源、膜生物反应器、MBR工艺中图分类号：U664.9+2文献标识码：A文章编号：1111、引言工业、农业不断现代化地发展，随之也带来了水资源污染问题，以及使得污水排放量急速增加，另外由于城镇人口的不断增加，使得本来相对缺乏的水资源更加紧张。因此，只有对污水处理厂的出水水质的要求越来越严格，才能更加有效的解决日以益增的水资源污染问题。尤其城镇污水通常普遍存在着COD浓度低、氮磷含量高，随之而来的是碳源缺乏。虽然生物脱氮除磷工艺具有良好的脱氮除磷效果且处理成本的优点而得到广泛应用，但是由于城市污水存在低碳源的特点使得生物脱氮除磷工艺存在的基质竞争和泥龄不同的矛盾的困扰更加突出。因此，只有有效地解决生物脱氮除磷工艺在低碳源条件下存在的困扰，才有可能解决日趋严重的水资源污染问题。在生物脱氮除磷工艺中，膜生物反应器（MBR）是一种将传统的生物处理工艺与膜分离技术相结合的新型污水处理技术。本文将膜生物反应器（MBR）工艺进行阐述分析，并根据低碳源污水处理的特点，对膜生物反应器（MBR）工艺进行相应的设计。2222、MBRMBRMBRMBR工艺原理膜生物反应器（MBR）工艺是同时集成了生物反应器的降解功能以及膜的高效分离功能为一体，是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的新型高效污水生物处理工艺，其工作流程如图1所示。它主要是通过好氧微生物来降解污水中的有机污染物，通过硝化细菌对污水中的氨氮进行相应的转化，通过中空纤维膜将污水中的固液进行高效分离，从而获得良好水质标准的污水处理效果。在传统生物反应器工艺中添加了膜分离技术能够强化其污水处理能力，具有更高的生化效率、易实现自动控制等优点。在城市污水处理中，是具有最广泛使用潜质的技术之一。粗格栅细格栅曝气沉砂池膜格栅池MBR反应池接触消毒池储泥池脱水污水鼓风机房剩余污泥水域污泥处置图1膜生物反应器（MBR）工艺工作流程图膜生物反应器（MBR）工艺的具体特点如下所述：（1）相对于传统的重力式沉淀池二样，膜的分离作用具有更加高效性。在污水处理效果主要表现在该工艺出水的悬浮物和浊度几乎为零，同时，对有机物及含氮化合物等污染物的去除效率也很高，即出水水质优良稳定；（2）相比传统活性污泥法而言，MBR的容积负荷更高，且将曝气池与重力式沉淀池合二为一，从而使得MBR工艺占地面积小，整个系统流程紧凑；（3）相对传统活性污泥法而言，MBR工艺的剩余污泥产量较低，甚至可能达到零污泥排放；（4）与传统生物反应器工艺相比，MBR工艺中的膜具有高效的截留作用，从而使得微生物完全在膜生物反应器中，因此，MBR工艺里膜生物反应器内的运行状况更容易合理控制。3333、低碳源MBRMBRMBRMBR工艺以COD低而氮磷质量浓度偏高的污水处理为例，该工程所收集到的污水以生活污水为主，进水COD介于200～300mg/L，雨季时更低，小于200mg/L；进水TN和TP平均含量分别为30、3.4mg/L，属于低碳源型城市污水，关键是解决脱氮除磷问题。根据国家2003年颁布实施的《城镇污水处理厂污染排放标准》（GB18918-2002）规定的一级A标准对新型高效污水处理技术MBR工艺进行设计，以实现污水处理出水水质达到优良。虽然从本文第3节中可以看到，MBR工艺具有众多的优点，但是在针对低碳源型城市污水处理上来说，难点是脱氮除磷，所以应该依靠合理设计的生物段来实现。在MBR工艺中生物段的处理主要是A2/O工艺，MBR工艺的改良型主要有以下几种。如表1所示。表1A2/O及其改进型的MBR脱氮除磷组合工艺形式通常针对低碳低碳源型城市污水处理，A2/O工艺存在厌氧环境下反硝化与释磷对碳源的竞争的问题。对A2/O工艺进行改良后加入到MBR工艺系统的生物处理段中，具体操作过程如下：在A2/O工艺前增加一段缺氧，使得生物池由预缺氧池、厌氧池、缺氧池和好氧池组成，如图2所示。图2改良A2/O工艺流程图其中，在预缺氧池中，既存在常规的缺氧反硝化过程，也存在厌氧氨氧化反应，两种反应同时进行，从而节约碳源和能耗，降低运行成本，且更加强化了系统的脱氮功能；在缺氧池中，通过较长时间的缺氧反应，结合MBR系统中较高的污泥浓度，利用内碳源以及借助外碳源进行反硝化，更彻底脱氮；在好氧池中，利用膜池大流量富氧回流液和曝气作用完成碳化、硝化和好氧摄磷过程，出水进膜池利用膜过滤作用实现泥水分离。低碳源MBR工艺的污水处理效果如图3所示。图3低碳源MBR工艺的污水处理效果4444、结语城镇污水通常普遍存在着COD浓度低、氮磷含量高，随之而来的是碳源缺乏。在低碳源污水处理条件下，生物脱氮除磷工艺存在着较为突出的基质竞争和泥龄不同的矛盾的困扰。膜生物反应器（MBR）工艺是同时集成了生物反应器的降解功能以及膜的高效分离功能为一体，是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的新型高效污水生物处理工艺。针对低碳源城镇污水处理而言，对膜生物反应器（MBR）工艺中的生物处理段进行相应的改良。从其污水处理效果来看，改良MBR工艺对低碳源城镇污水处理是非常有效的。参考文献[1]熊凯波.A2/O—MBR工艺在城市污水处理工程中应用[D].北京工业大学,2012.[2]申世峰,陈立,郭兴芳,张玲玲.A/O—MBR工艺处理低碳源污水中试研究[J].给水排水,2011,37(11):128-131.[3]蒋岚岚,胡邦,张万里,刘晋,陈秋萍.MBR工艺在太湖流域污水处理工程中的应用[J].给水排水,2011,37(1):14-18.[4]张鑫.MBR工艺在污水处理中的应用[J].徐州工程学院学报.2006,21(9):70-71.[5]邵自江.MBR工艺在污水处理工程中的应用[J].自然科学,2008:12-13.[6]蒋岚岚,张万里,杨薇兰,陈豪,胡邦.MBR工艺处理污水效果及影响因素分析[J].中国给水排水,2012,28(24):49-52.[7]葛诚,胡邦,梁汀,陈秋萍,夏斌.低碳源污水处理应用MBR工艺设计[J].水处理技术,2013,39(2):130-132.[8]王涛,赵娜,邓荣森,聂卓娜,麦松冰.多环反应器在低碳源条件下强化脱氮除磷效果[J].重庆建筑大学学报,2005,27(6):62-66.[9]王之晖,宋乾武,王文君,戴建坤,代晋国,李志,吴琪,张玥.组合MBR工艺中试系统处理高氨氮生活污水[J].环境科学研究,2010,23(12):1535-1540.