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摘要：本文主要介绍MBR工艺概述、原处理系统存在的问题，以及分析了膜生物反应器和废水处理工艺。
关键词：MBR工艺；食品废水；处理；应用
膜生物反应器（MBR）是在废水工程中应用较成熟的处理技术。简单地说是利用纤维膜组件直接将曝气池进行泥水分离，利用膜的选择透过性实现曝气池中的生物富集，使得生物处理效率大幅度提高，生物处理后的污水再经膜分离后得到洁净的回用水。它是保护水环境，实现污水资源化的一项重要技术，MBR技术是目前公认的最有发展前途的环境治理技术之一，也是处理高浓度废水和污水中水回用[2]的理想技术。
一、MBR工艺概述
（一）MBR工艺净水原理
MBR工艺首先利用生物反应器中微生物的降解作用对废水进行处理，再经过膜的高效分离将大分子有机物和活性污泥截留在生物反应器当中。通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的处理性能，使活性污泥浓度大大提高，MBR工艺的水力停留时间（HRT)和污泥停留时间（SRT)可以分别进行控制，提高了工艺的操作性。
（二）类型
MBR 的主要类型如表1 所列。
表1 MBR的分类
（三）特点
1、MBR工艺的优越性
（1)出水水质稳定。MBR能够进行高效的固液分离，膜单元能够截留可溶性大分子化合物和微生物，出水水质良好，可进行回用。
（2)耐负荷冲击。MBR的微生物浓度远高于其他生物反应器，装置能够处理的容积负荷大，当进水的有机物浓度变化较大时，单位质量微生物在单位时间内处理的有机物质量，即有机负荷率变化不会很大，那么系统的处理效果也不会有很大变化。
（3)工艺流程简单，工艺参数易于控制。
（4)剩余污泥量少，降低了污泥的处理费用。
（5)对氨氮和难降解有机物的去除效果良好。
（6)操作管理方便，易于实现自动化。
2、MBR 工艺的不足
（1)膜组件造价高，工程投资较大，比常规处理方法高30 %~50 %。
（2)膜容易被污染，需要定期进行清洗，给操作管理带来了不便。
（3)能耗较高，因为泥水分离过程需要一定的膜驱动力，而且生物反应器中污泥浓度很高，要有足够的氧传递速率，需要加大曝气量。
（4)目前的膜寿命都比较短，膜组件一般只能使用5 年左右，需要到期更换，进一步增加了运行成本。
二、原处理系统存在的问题
（1）污水排量超出原设计规模。经对现场排水量的连续监测，其平均污水流量为5.5m3/h。夏季时，该食品厂主要生产冰激淋类产品，昼夜连续生产，日排放污水量已远远超过150m3 /d，最高水量可达500mm3/d。
（2）隔油池中油脂及悬浮物未有效去除；调节池悬浮物较多，投加碱液后，pH值仍呈酸性。
（3）处理对象属高浓度有机污水。原采用简易曝气生物处理工艺，主体构筑物曝气池容积偏小，风机供氧量不足。曝气池中过多白色泡沫不易破碎，进水负荷过高，有机物分解不全。
（4）混和反应池净容积太小，混合不均匀。
（5）二沉池污泥回流不畅通，曝气池活性污泥絮凝体不能正常形成，污泥勃度高；池底排泥不顺畅，池面存在大量黑色悬浮物，水有明显恶臭味、发黑等现象；出水水质恶化。
（6）末级过滤设施超负荷运行。过滤器滤网堵塞，滤网需要经常冲洗。
三、原因分析
（1）从运行效果看，进水中油脂浓度高，大部分的油脂悬浮于水中，而隔油池未能有效的去除可溶性的悬浮物，其随着水流流人调节池，导致调节池中仍存在大量的悬浮物。
（2）生产废水水量波动较大，导致调节池负荷增大，而不能完全起到水质均匀的效果。
（3）二沉池因污泥过多，使其处于缺氧或厌氧状态，发生了水解酸化，因而产生了CO2、NH3、H2S等气体。
（4）过滤器效率低是由于水中大量悬浮物与过滤器中的漂浮滤料混合后，造成反冲洗时无法将附着在滤料中的杂质去除，使得杂质在过滤室中大量堆积，导致滤网堵塞。
四、膜生物反应器
（一）MBR处理工艺
MBR是由MF、UF或NF膜分离组件与生物反应器组成，根据膜所实施的功能，主要分为固液分离型膜生物反应器（MBR）、曝气膜生物反应器（MABR）和萃取膜生物反应器（MABR）三类。把膜处理工艺中的MF、UF或NF与传统活性污泥法相结合，用膜组件代替活性污泥法中的二沉池，就构成膜生物反应器污水处理工艺。
MBR工艺是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留，大大提高活性污泥浓度，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解，大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，是目前最有前途的废水处理新技术之一。
（二）MBR的优势
（1）处理后的出水水质好，对废水中的悬浮物质、胶体物质和有机物去除率高，且可去除微生物菌群、病毒等，出水可回用。
（2）固液分离效率高，设备紧凑，占地面积小，系统占地仅为传统方法的60％。
（3）节省运行成本。实现HRT与SRT完全分离，MBR内保持较高的MLSS，传质效率高，大大减少曝气时间，节省电耗。
（4）可去除氨氮及难降解有机物。微生物被完全截留在生物反应器内，有利于增值缓慢的微生物如固氮菌、硝化菌及难降解有机物分解菌的生长。强化系统硝化反硝化能力，提高难降解有机物的降解效率。
（5）易于实现自动控制，操作管理简便。MBR由于采用膜技术，大大缩短了废水处理工艺流程，通过电脑控制技术，使设备高度集成化、智能化，自动化程度高。
五、废水处理工艺
（一）工艺流程图
废水处理工艺设计如图1所示。
（二）工艺设计说明
（1）格栅，间距为3 mm；
（2）调节池，4.5 m（长）×7.1 m（宽）×4.5 m（有效水深），设计水力停留时间（HRT）=1d，池子有效容积为145m3；
（3）MBR池，污泥浓度MLVSS=8 g/L，污泥负荷Fs=0.15 kg BOD5/kg MLVSS.d，则容积负荷为1.2 kgBOD5/m3•d，MBR池的有效容积约为400 m3，9.5 m（长）×9.4 m（宽）×4.5 m（有效水深），HRT=2.5 h，池内出水端设置了浸没式的管式膜组件，处理好的废水用抽吸泵透过膜组件抽吸出来后输送至中间水池；
（4）中间水池，3.6 m（长）×5.2 m（宽）×2.0 m（有效水深），HRT=6 h，池子有效容积为36 m3；
（5）活性炭过滤罐，过滤面速度Vs=10 m/h，则过滤罐的有效面积为0.6m2，取活性炭过滤罐的直径0.85m，高度为2.8 m；
（6）消毒池，2.0 m（长）×4.0 m（宽）×2.0 m（有效水深），HRT=2.7 h，池子有效容积为16.0 m3；
（7）排放池，2.0 m（长）×4.0 m（宽）×2.0 m（有效水深），HRT=2.7 h，池子有效容积为16.0 m3。
（三）运行情况
该工程经过一年的试运行，系统整体运行稳定，出水水质均达到生活杂用水城市绿化水质标准（CJ/T48—1999），运行期间随机抽选的六组监测数据如表1所示。
表1 废水处理站回用水质情况
本工艺为MBR主体工艺，产生的污泥量较少，因此将剩余污泥定期的排放至污泥储池，静置一段时间后，将上清液通过旁通管排放至调节池，将浓缩后的污泥输送至带式压滤机处理，压滤液回流至调节池，脱水后的泥饼外运处理。
六、结果分析
（1）格栅，去除大部分的悬浮物质和水中的杂质颗粒；
（2）调节池，池内设有穿孔曝气管，均衡水质水量，出水CODcr≤7 000 mg/L，BOD5≤3 200 mg/L，SS≤200mg/L；
（3）MBR池，选用的膜组件为浸没式管式膜，具有抗污染耐腐蚀，使用寿命长。其中出水CODcr≤350 mg/L，BOD5≤160 mg/L，SS≤10 mg/L，NH4-N≤10 mg/L，pH为6～9；
（4）活性炭过滤罐，吸附其中难以被生物降解的大分子有机物，进一步降低有机物含量，出水CODcr≤55mg/L，BOD5≤24 mg/L，SS≤10 mg/L，NH4-N≤5 mg/L，pH为6～9；
（5）消毒池出水，杀死其中的病原菌，出水CODcr≤30 mg/L，BOD5≤10 mg/L，SS ≤10 mg/L，NH4-N ≤5 mg/L，pH为6～9。
七、工艺特点
（1）工艺先进、过程简单、现场工期短；
（2）自动化程度高、操作灵活、运行和维护方便；
（3）容积负荷大，占地面积少、处理效果好；
（4）系统工艺保障措施充足、能耗低、运行稳定。
总结
改造过程充分利用原有设施，通过对原有部分结构进行维修和改造，并增设部分设施。不仅满足了处理工艺需要，又有效降低了工程改造成本，提高了废水处理效率，实现了废水出水水质的达标排放。
参考文献：
[1]水解酸化_MBR工艺在食品废水处理中水回用中的运用_邬文彬
[2]MBR工艺在食品废水处理中的应用_张亮平
[3]MBR工艺在废水处理中的研究与应用进展_梁乾伟
[4]某食品废水处理改造工程实例_周丹
[5]食品废水污水处理工艺改造研究_商东华
[6食品深加工生产废水处理研究与应用_朱乐辉
论文作者:梁少煜
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/8
标签：污泥论文; 工艺论文; 废水处理论文; 有机物论文; 容积论文; 生物反应器论文; 悬浮物论文; 《基层建设》2017年第13期论文;