目前,MBR應(yīng)用日漸增多,但其設(shè)計和運行經(jīng)驗不足,其風(fēng)險也未引起足夠的重視。與傳統(tǒng)的活性污泥工藝有很大的不同,浸沒式MBR工藝在設(shè)計時應(yīng)考慮流量變化適應(yīng)性、嚴(yán)格的預(yù)處理、污泥回流挾帶溶解氧、供氣量不足、管材設(shè)備腐蝕等諸多問題。
1流量變化的應(yīng)對
受膜組件透水量的制約,MBR適應(yīng)進(jìn)水流量變化的能力較弱。設(shè)計MBR時,應(yīng)充分分析流量的變化,根據(jù)最大時、最大日、平均時、最大月和年均流量等適當(dāng)選取膜面積。
當(dāng)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(shè)調(diào)節(jié)池、加大生化池超高和增設(shè)膜組件等措施。調(diào)節(jié)池應(yīng)考慮臭味、攪拌、曝氣和加蓋等問題。如增加生化池超高,則應(yīng)考慮生化池水位變化對風(fēng)機(jī)供氣量的影響。如果采用離心風(fēng)機(jī),則生化池水位變化不宜超過0.5~1.0m,否則應(yīng)采用帶變頻的多級離心泵或容積式風(fēng)機(jī)。小型MBR建議采用羅茨風(fēng)機(jī)。渦輪風(fēng)機(jī)的應(yīng)用不多,尚需更多的工程經(jīng)驗積累和驗證。
為了適應(yīng)流量變化,也可將MBR工藝和其他工藝(強(qiáng)化一級處理或活性污泥法工藝)平行設(shè)置,二者出水混合后排放。現(xiàn)有污水廠改造擴(kuò)容時,可考慮這種方式。
2預(yù)處理單元
2.1超細(xì)格柵
污水中的毛發(fā)等纖維類雜物會對膜造成傷害。因此除了設(shè)置傳統(tǒng)的粗細(xì)格柵外,幾乎所有的MBR都需要設(shè)置1~3mm的超細(xì)格柵。超細(xì)格柵的參數(shù)要求一般根據(jù)膜設(shè)備廠家的要求確定。鑒于超細(xì)格柵對膜的重要性,超細(xì)格柵必須設(shè)置備用。為了減小超細(xì)格柵的負(fù)荷,或原有污水廠改造時,也可將超細(xì)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(cè)流渠道處。超細(xì)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(diào)節(jié)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(yīng)考慮增設(shè)除油裝置。目前國內(nèi)常用的做法是曝氣沉砂池加設(shè)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(shè)初沉池能夠減輕生化池負(fù)荷,降低曝氣能耗;采用深池型初沉池,并增加發(fā)酵污泥回流,可增加污水中揮發(fā)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(xì)小砂粒;給超細(xì)格柵提供備選位置(超細(xì)格柵可置于初沉池后)。若不設(shè)初沉池,則可減小占地面積、減小污泥處理規(guī)模,并為生物脫氮除磷提供更多的碳源。是否設(shè)置初沉池,應(yīng)結(jié)合污泥處理和現(xiàn)場條件綜合考慮。
3生化單元
3.1流程和參數(shù)
由于膜組件需要大量的擦洗空氣,因此膜池內(nèi)的溶解氧濃度很高,但設(shè)計時一般不考慮膜池內(nèi)發(fā)生的生化反應(yīng)。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(fēng)機(jī)需求量。但在脫氮除磷工藝中,這部分溶解氧如進(jìn)入?yún)捬醭鼗蛉毖醭兀瑒t會起到相反作用。
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