摘要：在城市污水处理中，对污水排放要求日趋严格，迫切需要开发具有提标改造的工艺。出现了将膜分离技术与传统的活性污泥技术相结合而形成强化脱氮除磷作用的MBR工艺。本文介绍了市政污水处理厂提标改造的背景和需求，分析了MBR技术原理及其在我国城市污水处理中的工程应用情况，希望能为我国推广MBR膜工艺提供参考。
关键字：MBR 城市污水提标改造
一、污水处理厂提标改造背景分析
针对水环境治理的形势和需求，我国城镇污水排放标准经历了从综合排放标准到行业排放标准，从国家标准到地方标准的快速发展过程，总体上，污染物控制指标递增、要求不断严格。2015年4月2日，国务院发布《水污染防治行动计划》“水十条”：强化城镇生活污染治理，加快城镇污水处理设施建设与改造。现有城镇污水处理设施，要因地制宜进行改造，2020年底前达到相应排放标准或再生利用要求；敏感区域（重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域）城镇污水处理设施应于2017年底前全面达到一级A排放标准；建成区水体水质达不到地表水Ⅳ类标准的城市，新建城镇污水处理设施要执行一级A排放标准。因此近几年，污水处理提标改造，已经成了很多地方的共识。
二、我国污水处理厂建设现状
据住建部数据显示，截至2015年6月底，全国设市城市、县累计建成污水处理厂3802座，污水处理能力达每日1.61亿立方米。其中，一级A项目约860个，日处理能力2925万立方米。有3000余座污水处理厂达不到一级A排放标准。目前，我国现有城镇污水处理厂执行排放标准主要从《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级B标准提高至一级 A 标准，或从一级A标准提高至地表水环境Ⅳ类标准及回用水标准，部分污水厂直接从二级标准提高至一级A标准甚至更高。
三、提标改造目标要求及原则
市政污水处理提标改造是一个综合性极强的工程，涉及的学科多，工序多，其中任何一个环节出现问题都会给工程改造带来影响。污水处理厂提标改造，需要考虑到方方面面，建设和运行的费用、处理效果、占地面积、管理是否方便等关键问题。因此，在对污水处理厂进行升级改造时，首先要做好工艺方案的比较，来确定最佳方案。我国市政污水提标改造主要包括以下五个方面：一是主体工艺的改造；二是主体工艺改造带来的裙带改造，比如对原有构筑物的升级改造；三是污泥处置工艺的改造，四是除臭工艺改造；五是设备升级或更新。但是市政污水厂提标改造最多的是主体工艺改造为主，一般采用的改造方案包括：对原工艺的参数进行调整、改变原工艺、引进新的技术（如膜处理技术）、增加基本的工序（如化学除磷）、进行深度处理等手段。这些升级改造工程基本上是在原污水处理厂内进行改造，改造遵循的基本原则为：（1）确保COD减排目标的实现，做到处理水量不减少、处理指标不降低、改造期间不外排污水。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（2）不新增建设用地，并尽量利用现有设施。（3）积极采用符合污水水质特征、节能降耗、成熟的新技术。（4）建设投资和运行成本相对低廉，运行方式相对灵活，以保证改造后污水处理厂连续稳定运行。
四、MBR提标改造技术分析
膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）简称MBR，是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间（HRT）和泥龄（STR）完全分离。因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000－12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。
选用MBR工艺技术提标扩容能够很好的实现以下六点：（1）出水水质好，稳定达到类IV类水体标准。（2）工艺流程短，处理负荷高，建筑物少，占地小，可减小征地拆迁面积。（3）污泥产量少，污泥性状好，易处理，对周围环境影响小。（4）技术先进，工艺技术较成熟，发达国家应用较多。（5）自动化程度高，运营管理方便。（6）项目投资及运行费用相对不高。
五、MBR提标改造案例
昆明第四污水处理厂站原建设规模6万m3/d，选用“ICEAS+紫外消毒”工艺技术，原设计出水水质为一级B标准。ICEAS工艺典型运行模式：搅拌24 min +曝气120min+搅拌24min+沉淀60min+滗水60min，一个典型的完整周期为4.8 h。MLSS为3000 ~4700 mg/L。根据进、出水实际情况，各阶段及时间可进行不同组合。ICEAS 工艺的出水水质只达到一级B标准，显然出水水质要稳定达到一级A标准，必须进行深度处理，升级改造成为必然。在昆明四厂在占地面积无法扩大、无场地另建构筑物的情况下，提标升级改造工艺选用MBR工艺，将其原来的ICEAS生化反应池改造为AAO+MBR池，出水指标达到了一级A标。工因而，当土地资源受限制时，选取MBR工艺技术做为扩容改造工艺技术，不失为一种可靠的选择。
六、MBR运行成本分析
MBR工艺在城市污水的运行成本生要由电费、药剂费、人工费等三部分组成其中药剂费主要指膜组件化学清洗所消耗药剂的费用。由于投加量较小加之经简单处理后可重复使用，因此药剂费可以忽略不计，同时由MBR工艺自动化程度高人工费也较少。所以电费在运行成本的三个主要组成部分中是最主要的。按工业用电0.65元/（kw.h）计算，MBR膜的运行成约1.18元/m3。MBR工艺替代了传统污水处理工艺的二沉池、混凝、过滤等多个处理构筑物，二沉池、深度处理工艺段混凝投加药剂、滤池反冲洗等相应要产生人工费、管理费、药剂费、维护费等。MBR污泥量相对较少，可以部分减少污泥处置费。因此相对传统的活性污泥法来说，MBR的运行成本并不算高。
七、总结
MBR 工艺集二级处理和深度处理工艺于一身，替代了传统污水处理工艺的二沉池、混凝、过滤等深度处理工艺段，比其他工艺有更好的出水水质，出水达到再生水回用标准，充分合理地利用MBR工艺的再生水具有较好的环境效益与一定的经济效益和市场竞争力；能耗高与出水水质好、占地小，两权相比取其优，况且，通过优化运行，MBR能耗还有进一步下降的空间，运行成熟的MBR工艺能耗般可达0.46~0.56 kW . h/m3。
MBR工艺具有污染物去除率高、出水水质好、流程简单、结构紧凑并能大幅度去除细菌和病毒等许多常规工艺无法比拟的优势，目前国内外对MBR污水处理工艺的研究非常活跃说明这一技术具有强大的生命力。随着膜制造技术的进步，膜质量的提高和成本的降低，膜生物反应器在污水处理厂的应用具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]杨学贵,等；昆明第四水质净化厂MBR工艺7年运行实践分析[1].中国给水排水，Vol.33No.14 Jul.2017
[2]蔡丹新,胡邦,李大成,等无锡市某城镇污水处理厂扩建工程MBR工艺设计[J].中国给水排水2011,1,27(18):36- 39.
论文作者:黄玉荣
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/30
标签：污水处理论文; 工艺论文; 污泥论文; 水质论文; 标准论文; 污水论文; 城镇论文; 《防护工程》2019年12期论文;