目前,MBR應用日漸增多,但其設計和運行經驗不足,其風險也未引起足夠的重視。與傳統的活性污泥工藝有很大的不同,浸沒式MBR工藝在設計時應考慮流量變化適應性、嚴格的預處理、污泥回流挾帶溶解氧、供氣量不足、管材設備腐蝕等諸多問題。
1流量變化的應對
受膜組件透水量的制約,MBR適應進水流量變化的能力較弱。設計MBR時,應充分分析流量的變化,根據最大時、最大日、平均時、最大月和年均流量等適當選取膜面積。
當流量變化過大時,如最大流量超過2倍的平均流量,一般采取增設調節池、加大生化池超高和增設膜組件等措施。調節池應考慮臭味、攪拌、曝氣和加蓋等問題。如增加生化池超高,則應考慮生化池水位變化對風機供氣量的影響。如果采用離心風機,則生化池水位變化不宜超過0.5~1.0m,否則應采用帶變頻的多級離心泵或容積式風機。小型MBR建議采用羅茨風機。渦輪風機的應用不多,尚需更多的工程經驗積累和驗證。
為了適應流量變化,也可將MBR工藝和其他工藝(強化一級處理或活性污泥法工藝)平行設置,二者出水混合后排放。現有污水廠改造擴容時,可考慮這種方式。
2預處理單元
2.1超細格柵
污水中的毛發等纖維類雜物會對膜造成傷害。因此除了設置傳統的粗細格柵外,幾乎所有的MBR都需要設置1~3mm的超細格柵。超細格柵的參數要求一般根據膜設備廠家的要求確定。鑒于超細格柵對膜的重要性,超細格柵必須設置備用。為了減小超細格柵的負荷,或原有污水廠改造時,也可將超細格柵放置在初沉池后、曝氣池和膜池之間,或回流污泥和混合液等側流渠道處。超細格柵可能還需考慮油脂黏附問題,用熱水去除油脂也是一個有效可行的辦法。
2.2除砂和除油脂
污水中的砂會對膜造成損壞,小型MBR也可考慮利用流量調節池甚至生化池沉砂。如果污水中的油脂濃度超過50~100mg/L或污水中存在礦物油,則應考慮增設除油裝置。目前國內常用的做法是曝氣沉砂池加設除油裝置。在除砂的同時,利用曝氣將油脂浮至水面,再依靠除油裝置去除。
2.3初沉池
設初沉池能夠減輕生化池負荷,降低曝氣能耗;采用深池型初沉池,并增加發酵污泥回流,可增加污水中揮發性脂肪酸(VFA)比例,從而有利于生物脫氮除磷;初沉池還可去除油脂和細小砂粒;給超細格柵提供備選位置(超細格柵可置于初沉池后)。若不設初沉池,則可減小占地面積、減小污泥處理規模,并為生物脫氮除磷提供更多的碳源。是否設置初沉池,應結合污泥處理和現場條件綜合考慮。
3生化單元
3.1流程和參數
由于膜組件需要大量的擦洗空氣,因此膜池內的溶解氧濃度很高,但設計時一般不考慮膜池內發生的生化反應。MBR的污泥回流比較高,因此回流污泥中挾帶有大量的溶解氧。在僅僅考慮去除碳的工藝中,這部分溶解氧可抵消一部分供氧量,從而減少風機需求量。但在脫氮除磷工藝中,這部分溶解氧如進入厭氧池或缺氧池,則會起到相反作用。
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