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摘要：基于台州市某污水处理厂提标改造要求，保留原“泥膜共生复合A2/O工艺”，采用占地面积小、出水水质高的MBR膜处理工艺使出水达到准地表水Ⅳ类标准。本文介绍了该工程的工艺流程、设计参数及运行成本等。实际运行表明，该工艺运行稳定可靠，可操作性强，在污水处理厂提标改造方面有着广阔的应用前景。
关键词：污水处理厂；提标改造；MBR
随着经济的快速发展，环保部门对污水处理厂的出水标准也越来越严格，台州市提出2018年底全市污水处理厂出水需提标至准地表水Ⅳ类标准。由于当地机械加工业、电镀产业较多，市政污水水质复杂。使得污泥生物活性较低，使得污泥微生物分解效率降低、污泥小而零散，传统重力沉淀法出水水质较差。为此，如何有效地提高生物处理活性、高效地的处理污水是提标改造的关键。
MBR作为一种现行的水处理技术，是集生物脱氮除磷及过滤功能为一体的处理单元，具有占地省、操作方便、处理效率高、出水优质稳定、易于自动化及工艺改造等特点。同时，在适量三价铁离子的作用下，MBR能够提高污染物的去除效果、增强污泥混合液的可滤性以及减缓膜污染速率等，对污水处理厂提标改造具有重要指导意义。本文以台州市某污水处理厂提标改造工程实例为对象，验证MBR膜处理工艺用于市政污水提标改造的实际处理效果及运行成本。
1工程概况
台州市某污水处理厂原规划处理工业及生活污水总规模3.0万m3/d，该厂按一次规划，分期建设。一期设计规模为1.0万m3/d，采用“泥膜共生复合A2/O工艺”，出水达到城市污水排放一级B标准。由于水量达不到设计要求，水质生活性偏低和受工业废水的影响，运行比较困难。目前，在当地政府的高度重视下，根据台州市政府《关于印发全市污水处理厂出水提标到准地表水Ⅳ类三年实施计划的通知》的要求，该污水处理厂需要进行提标改造。采用中空纤维MBR膜工艺，设计出水水质到达台州市环保局规定的准地表水Ⅳ类标准，尾水就近排入原排海管道，后期亦就近排入附近河道。
2污水处理厂提标改造工程设计
2.1工艺流程
根据对污水处理厂进水水质分析，进水含铁量为1.88-12.64mg/L，在原有高效预处理池及PAC加药装置的作用下满足张海丰等研究的三价铁离子对MBR运行的优化效果，且原厂所剩改造用地较少、出水水质要求高，故本提标改造工程后段深度处理设计选用占地较小、出水水质高、对环境影响小的MBR膜生物处理工艺。
污水处理厂整体工艺流程：集水井格栅曝气沉砂池调节池初沉池A/A/O池MBR池臭氧氧化池消毒渠排放或回用。
污水通过集水井中粉碎性格栅去除较大的杂质和悬浮颗粒后，由提升泵提升至高效预处理池，在高效预处理池内同时完成细小悬浮物拦截、沉砂及气浮除油等多重作用。随后经过细格栅、膜格栅进一步过滤后自流至调节池达到均衡水质水量效果。调节池出水加PAC，在初沉池进一步沉淀去除悬浮物、铁离子、磷等吸附絮凝沉降物。初沉池后出水与缺氧池的回流污泥混合后进入“泥膜共生复合A2/O工艺”，在厌氧、缺氧、好氧条件下，活性污泥降解去除污染物。出水进入MBR膜池进行生化及过滤分离，过滤液进入臭氧氧化池氧化、消毒后排放或回用。MBR膜池的大部分污泥通过污泥回流泵回流至前段生化好氧池，很小部分污泥剩余排入原污泥贮存池经浓缩脱水后外运。
2.2进出水水质
该污水处理厂提标改造工程拟在原“泥膜共生复合A2/O工艺”后段增加MBR膜处理工艺。因此，本提标改造工程MBR膜处理工艺的设计进水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，设计出水水质为台州市环保局规定的准地表水Ⅳ类标准。
设计进水水质：CODcr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N≤8（15）*mg/L，TN≤20mg/L，TP≤1.0mg/L。
设计出水水质，CODcr≤30mg/L，BOD5≤6mg/L，SS≤5mg/L，NH3-N≤1.5（2.5）*mg/L，TN≤12（15）*mg/L，TP≤0.3mg/L
*一级B标准括号外数值为水温>12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标；地表水准Ⅳ类标准括号内数值为每年12月1日到次年3月31日排放限制。
2.3设计参数
设计参数主要如下：
处理规模：2×0.5万m3/d，1座两格，尺寸为14.5×15.0×3.4（H）m。
MBR装置列数：4系列；装置组数：12组；单膜组件面积：2356m2；膜通量：14.74L/m2·h。
MBR池的进水为A2/O池出水，产水浊度<1NTU。
MBR池回流至好氧池回流比：3Q；好氧池回流至缺氧池回流比：2Q；缺氧池回流至厌氧池回流比：1.5Q。
2.4附屬设备
MBR膜池配套设备如下：
清水抽吸泵，Q=132m3/h，H=10m，N=7.5kW，4台；空气悬浮风机，Q=50m3/min，49kPa，58.4kW，3台；污泥回流泵 ，Q=630m3/h，H=12m，N=37kW，4台；反洗水泵，Q=132m3/h，H=10m，N=7.5kW，2台；清洗废液排放泵，Q=40m3/h，H=10m，N=5.5kW，2台；柠檬酸计量投加泵，Q=550L/h，5bar，2台；次氯酸钠计量投加泵，Q=850L/h，5bar，2台。
3运行效果及成本
本工程经过20d左右的调试后，系统进入正常运行阶段。经过1个月的连续稳定运行，出水水质稳定可靠。从实际运行来看，该工艺出水由城市污水一级B提高到准地表水Ⅳ类指标，MBR膜处理工艺运行成本主要有电费、膜更换费和药剂费。电价以0.60元/kw·h计，NaClO（10%）以700元/t计，柠檬酸（95%）以4500元/t计；自来水费按照4元/t计算。
电费0.2122元/吨，药剂费0.0076元/吨，膜更换费0.1370元/吨，吨水直接运行成本为0.3568元。运行成本主要由电耗和膜更换费组成，占总运行费用的97.8%。
4结语
MBR膜处理工艺目前已得到较广泛的应用。由于其优良的出水水质能够满足回用水标准，在新建项目和提标改造项目上均有较强的竞争优势，可根据某些特定污水厂的水质特点，采用该工艺不仅能提高污水处理效果，使污水处理厂出水由一级B标准提高至准地表水Ⅳ类标准。实际运行结果表明，该工艺运行稳定可靠，可操作性强。若MBR膜处理工艺能够进一步降低能耗、膜污染减缓，则其在污水处理厂提标改造工程拥有更为广阔的应用前景。
参考文献：
[1]YangXL，SongHL，ChenM，etal.CharacterizingmembranefoulantsinMBRwithadditionofpolyferricchloridetoenhancephosphorusremoval[J].Bioresourcetechnology，2011，102（20）：9490-9496.
[2]张海丰，于海欢，姜峰等.三价铁离子投加对MBR运行效能的影响[J].硅酸盐通报，2016，35（2）：347-351.
[3]黄建元.MBR技术的形成、应用范围与发展新趋势[J].净水技术，2015，34（2）：1-3.
作者简介：
徐锋军，男，汉族，1979年3月出生，籍贯：浙江龙游，大学本科，高级工程师。
关键词：污水处理厂；提标改造；MBR
随着经济的快速发展，环保部门对污水处理厂的出水标准也越来越严格，台州市提出2018年底全市污水处理厂出水需提标至准地表水Ⅳ类标准。由于当地机械加工业、电镀产业较多，市政污水水质复杂。使得污泥生物活性较低，使得污泥微生物分解效率降低、污泥小而零散，传统重力沉淀法出水水质较差。为此，如何有效地提高生物处理活性、高效地的处理污水是提标改造的关键。
MBR作为一种现行的水处理技术，是集生物脱氮除磷及过滤功能为一体的处理单元，具有占地省、操作方便、处理效率高、出水优质稳定、易于自动化及工艺改造等特点。同时，在适量三价铁离子的作用下，MBR能够提高污染物的去除效果、增强污泥混合液的可滤性以及减缓膜污染速率等，对污水处理厂提标改造具有重要指导意义。本文以台州市某污水处理厂提标改造工程实例为对象，验证MBR膜处理工艺用于市政污水提标改造的实际处理效果及运行成本。
1工程概况
台州市某污水处理厂原规划处理工业及生活污水总规模3.0万m3/d，该厂按一次规划，分期建设。一期设计规模为1.0万m3/d，采用“泥膜共生复合A2/O工艺”，出水达到城市污水排放一级B标准。由于水量达不到设计要求，水质生活性偏低和受工业废水的影响，运行比较困难。目前，在当地政府的高度重视下，根据台州市政府《关于印发全市污水处理厂出水提标到准地表水Ⅳ类三年实施计划的通知》的要求，该污水处理厂需要进行提标改造。采用中空纤维MBR膜工艺，设计出水水质到达台州市环保局规定的准地表水Ⅳ类标准，尾水就近排入原排海管道，后期亦就近排入附近河道。
2污水处理厂提标改造工程设计
2.1工艺流程
根据对污水处理厂进水水质分析，进水含铁量为1.88-12.64mg/L，在原有高效预处理池及PAC加药装置的作用下满足张海丰等研究的三价铁离子对MBR运行的优化效果，且原厂所剩改造用地较少、出水水质要求高，故本提标改造工程后段深度处理设计选用占地较小、出水水质高、对环境影响小的MBR膜生物处理工艺。
污水处理厂整体工艺流程：集水井格栅曝气沉砂池调节池初沉池A/A/O池MBR池臭氧氧化池消毒渠排放或回用。
污水通过集水井中粉碎性格栅去除较大的杂质和悬浮颗粒后，由提升泵提升至高效预处理池，在高效预处理池内同时完成细小悬浮物拦截、沉砂及气浮除油等多重作用。随后经过细格栅、膜格栅进一步过滤后自流至调节池达到均衡水质水量效果。调节池出水加PAC，在初沉池进一步沉淀去除悬浮物、铁离子、磷等吸附絮凝沉降物。初沉池后出水与缺氧池的回流污泥混合后进入“泥膜共生复合A2/O工艺”，在厌氧、缺氧、好氧条件下，活性污泥降解去除污染物。出水进入MBR膜池进行生化及过滤分离，过滤液进入臭氧氧化池氧化、消毒后排放或回用。MBR膜池的大部分污泥通过污泥回流泵回流至前段生化好氧池，很小部分污泥剩余排入原污泥贮存池经浓缩脱水后外运。
2.2进出水水质
该污水处理厂提标改造工程拟在原“泥膜共生复合A2/O工艺”后段增加MBR膜处理工艺。因此，本提标改造工程MBR膜处理工艺的设计进水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，设计出水水质为台州市环保局规定的准地表水Ⅳ类标准。
设计进水水质：CODcr≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH3-N≤8（15）*mg/L，TN≤20mg/L，TP≤1.0mg/L。
设计出水水质，CODcr≤30mg/L，BOD5≤6mg/L，SS≤5mg/L，NH3-N≤1.5（2.5）*mg/L，TN≤12（15）*mg/L，TP≤0.3mg/L
*一级B标准括号外数值为水温>12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标；地表水准Ⅳ类标准括号内数值为每年12月1日到次年3月31日排放限制。
2.3设计参数
设计参数主要如下：
处理规模：2×0.5万m3/d，1座两格，尺寸为14.5×15.0×3.4（H）m。
MBR装置列数：4系列；装置组数：12组；单膜组件面积：2356m2；膜通量：14.74L/m2·h。
MBR池的进水为A2/O池出水，产水浊度<1NTU。
MBR池回流至好氧池回流比：3Q；好氧池回流至缺氧池回流比：2Q；缺氧池回流至厌氧池回流比：1.5Q。
2.4附屬设备
MBR膜池配套设备如下：
清水抽吸泵，Q=132m3/h，H=10m，N=7.5kW，4台；空气悬浮风机，Q=50m3/min，49kPa，58.4kW，3台；污泥回流泵 ，Q=630m3/h，H=12m，N=37kW，4台；反洗水泵，Q=132m3/h，H=10m，N=7.5kW，2台；清洗废液排放泵，Q=40m3/h，H=10m，N=5.5kW，2台；柠檬酸计量投加泵，Q=550L/h，5bar，2台；次氯酸钠计量投加泵，Q=850L/h，5bar，2台。
3运行效果及成本
本工程经过20d左右的调试后，系统进入正常运行阶段。经过1个月的连续稳定运行，出水水质稳定可靠。从实际运行来看，该工艺出水由城市污水一级B提高到准地表水Ⅳ类指标，MBR膜处理工艺运行成本主要有电费、膜更换费和药剂费。电价以0.60元/kw·h计，NaClO（10%）以700元/t计，柠檬酸（95%）以4500元/t计；自来水费按照4元/t计算。
电费0.2122元/吨，药剂费0.0076元/吨，膜更换费0.1370元/吨，吨水直接运行成本为0.3568元。运行成本主要由电耗和膜更换费组成，占总运行费用的97.8%。
4结语
MBR膜处理工艺目前已得到较广泛的应用。由于其优良的出水水质能够满足回用水标准，在新建项目和提标改造项目上均有较强的竞争优势，可根据某些特定污水厂的水质特点，采用该工艺不仅能提高污水处理效果，使污水处理厂出水由一级B标准提高至准地表水Ⅳ类标准。实际运行结果表明，该工艺运行稳定可靠，可操作性强。若MBR膜处理工艺能够进一步降低能耗、膜污染减缓，则其在污水处理厂提标改造工程拥有更为广阔的应用前景。
参考文献：
[1]YangXL，SongHL，ChenM，etal.CharacterizingmembranefoulantsinMBRwithadditionofpolyferricchloridetoenhancephosphorusremoval[J].Bioresourcetechnology，2011，102（20）：9490-9496.
[2]张海丰，于海欢，姜峰等.三价铁离子投加对MBR运行效能的影响[J].硅酸盐通报，2016，35（2）：347-351.
[3]黄建元.MBR技术的形成、应用范围与发展新趋势[J].净水技术，2015，34（2）：1-3.
作者简介：
徐锋军，男，汉族，1979年3月出生，籍贯：浙江龙游，大学本科，高级工程师。