項目概況
車間廢水經過物化預處理后的廢水通過厭氧+缺氧+接觸氧化池后在MBR池中，經過MBR膜過濾后，清水進入下一道工序。MBR池中的污泥濃縮后，定量回流以提高整體生化系統的污泥量，改善生化系統的硝化效果。
本工程處理設施的能力為250m3/d ，每天設計運行時間20h，系統設計處理能力12.5m3/h，廢水進入MBR前的水質特點如下表：
表1 原水水質
1.3、設計出水水質和水量
n 廢水經過MBR處理后出水水質的濁度小于1以下，清水進入下一道工序；
n 過濾水量不小于250噸/天（20小時計算）。
1.5、設計原則
1. 遵循山東的環保政策、法規，確保出水各項指標達到設計要求，達到或優于貴公司所提出的排放要求；
2. 因地制宜地根據客觀實際，在保證處理效果達標排放的前提下，盡量節省工程投資、節省用地、節省能源、降低運行成本。
3. 廢水處理工藝技術先進可靠、簡單實用、經濟合理、高效節能、確保水處理效果、減少工程投資與日常運行費用、管理維護方便。合理采用機械與自動化操作，減輕操作人員的勞動強度。
4. 積極穩妥地采用廢水處理新技術、新設備、新材料，采用優質國產化設備，以節省項目投資。
5. 妥善處理和處置廢水處理過程中產生的各類污泥，選用噪聲小的設備，避免對環境造成二次污染；
6. 規范操作，實現科學現代化的管理，既保證廢水處理設施的自動化管理，利于統一協調，自控系統和儀表監測力求簡單實用，宜于長期使用。
工藝方案
2.1、MBR處理工藝流程圖
圖1 MBR處理工藝流程圖
備注：本方案只限于MBR膜池的工藝設計，包括MBR膜組選型，安裝尺寸，土建條件、抽吸泵的選型、MBR清洗設備選擇及工藝運行程序設計等。
圖2 MBR反應器示意圖
2.2、MBR簡介
膜生物反應器（MBR）是高效膜分離技術與活性污泥法相結合的新型污水處理技術，可用于有機物含量較高的市政或工業廢水處理。雖然有氧MBR過程的技術應用可以追溯到20世紀70年代，但是它在污水處理領域的大規模商業應用也是在過去的10年間剛剛開始的。
MBR是高效膜分離技術與生化技術相結合的新型污水處理技術。它繼承了膜分離技術和生化處理技術的特點并強化了生化處理效果。
與傳統的活性污泥法相比，MBR具有以下優點：
1) 0.05微米膜過濾產水，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用；
2) 與傳統處理系統相比，可節省50%的土地使用面積；
3) 由于膜的高效截流作用，微生物完全截流在反應器內，實現了反應器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，使運行控制更加靈活穩定；
4) 反應器內的微生物濃度高達5000-8000毫克／升，生化效率高，耐沖擊負荷強；
5) 泥齡(SRT)長，有利于增值緩慢的硝化細菌的截流、生長和繁殖，系統硝化效率得以提高；
6) 反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡條件下運行，剩余污泥排放量少；
7) 膜分離使污水中的大分子難降解成分在生物反應器內有足夠的停留時間，大大提高了難降解有機物的降解效率；
8) 系統自動化程度高，采用 PLC控制，可實現全程自動化控制；
9) 模塊化設計，結構緊湊，占地面積小，運行費用低廉。
我公司多年的污水處理工程經驗，開創的MBR污水處理技術有如下特點：
1) 膜材質為聚偏氟乙烯，抗污染性強．易清洗，適于污水處理；化學性能穩定，抗氧化性強，可采用常用氧化性藥劑清洗。
2) 膜通量遠高于其它材質(比如PP或PE)的同類產品。采用獨有的定期水反洗、化學反洗及化學清洗工藝保證了膜組件的產水能力和膜通量。
3) 跨膜壓力(TMP)低，通常為0.01～0.06 MPa，可利用虹吸原理而無需外加抽吸動力即可產水，系統運行費用低。
4) MBR工藝采用缺氧和好氧組合形式。污水先進入缺氧區，在此將大分子量長鏈有機物分解為易生化的小分子有機物，然后污水進入好氧區進行有機物生物降解，同時進行生物硝化反應，并通過回流到缺氧區進行反硝化，完成脫氮功能。
好氧區，在硝化菌的作用下進行如下化學反應：
2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O
2NO2-+O2→2N03-。
缺氧區．在反硝化菌的作用下進行如下化學反應
6NO3-+2CH30H→6NO2-+2CO2↑+4H20
2N02-+3CH3OH→3N2↑+3H20+60H-+3C02。
2.3、MBR過程描述
MBR是一種將活性污泥法和一體化浸沒式膜分離系統相結合的新型污水處理技術。這一過程可廣泛應用于市政和工業污水處理領域，包括水資源回用，社區發展，公園景點水資源回用等。
作為一種新興的污水處理技術，MBR已經被廣泛的應用于世界各地的污水處理廠。
典型MBR系統的流程可以描述如下。
污水經預過1-2mm格柵流入調節池，在這里進水的水質和水量的調節。被格刪攔截的雜質需要定期清理。接下來，調節池中的污水被泵輸送至MBR系統，在MBR系統內實現微生物對污染物進行分解消減，包括好氧和缺氧反應區，不能被降解的雜質和活性污泥被膜組件分離后留在膜池內。膜過濾產水則達標回用或排放。
2.4、膜組件描述
MBR系統使用中空纖維膜進行固液分離。浸入式中空纖維膜是專門為膜生物反應器（MBR）配套而研制和開發的膜組件。它具有較高的過濾效率，能夠有效的將細菌、懸浮顆粒及雜質移除，從而獲得優質的過濾水。此外，由于單片膜組件過濾面積大，所以膜的安裝占用體積小，減小了反應器的體積和占地面積。
膜組件采用PVDF作為膜材料，制備中空纖維微濾膜，它具有良好的化學穩定性，非常適用于MBR系統。
膜組件規格和性能如下：
a—集水管長度； b—兩端集水管中心距；c—集水管外徑；單位為毫米（mm）。
圖4 膜組件簡圖
l 高強度中空纖維簾式膜片參數表
規 格 尺 寸 | 組件型號 | 5CE0006SM | 5CE0015SA | 5CE0015SA |
| 有效膜面積（m2） | 1 | 10 | 25 |
| 外型尺寸a×b×c(mm) | 1015×600×30 | 1300×1250×30 | 2000×1250×30 |
| 過濾形式 | 水壓或抽吸 |
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| 膜材料 | PVDF |
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| 中空纖維外徑（mm） | 2.8 |
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| 公稱孔徑（μm） | 0.4 |
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| 纖維粘結材料 | 環氧樹脂 |
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| 接口材料 | ABS |
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| 集水管尺寸 | DN15 | DN32 |
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適 用 條 件 | 運行方式 | 間歇式產水 |
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| 進水最大顆粒直徑（mm） | 1～2 |
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| 溫度范圍（°C） | 5～45 |
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| 正常運行pH范圍 | 6～9 |
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| 化學清洗pH范圍 | 2～11 |
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| 最高耐次氯酸鈉濃度（ppmh） | 200,000 |
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| 污泥濃度MLSS（mg/L） | 6,000～8,000 |
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| 最大跨膜壓差（Mpa） | －0.1 |
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典 型 工 藝 條 件 | 運行方式 | 產水8～10min，停止產水2min |
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| 曝氣強度（Nm3/h·簾） | 1 | 2～3 | 3～5 |
| 設計產水通量（L㎡h） | 10～15 |
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| 反洗水通量（L㎡h） | 20～40 |
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| 反洗水壓力（Mpa） | 0.03～0.08 |
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| 加強化學反洗周期 | 1次/5～6天② |
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| 加強化學反洗水量（L㎡h） | 5～10 |
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| 加強化學反洗時間 | 30min/次 |
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| 加強化學反洗藥劑濃度（ppm） | 次氯酸鈉500～600 |
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| 化學清洗周期 | 1次/3～6月③ |
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| 化學清洗藥劑pH范圍 | 1～12 |
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| 化學清洗次氯酸鈉濃度（ppm） | 1000～3000 |
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| 完整性檢測氣壓（Mpa） | ≤0.1 |
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產水水質 | 濁度（NTU） | ≤0.5 |
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| 產水TSS（mg/L） | ≤5 |
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注：
①根據水質及實驗數據選擇，具體可咨詢我公司技術人員。
②根據原水水質確定，或根據實際運行進行調整。
③根據原水水質實際情況確認。一般1次/2～3個月。
膜組件應該安裝于MBR的單元內部，按膜絲垂直方向安裝，并確保纖維有一定的松弛。建議在上端和下端之間有10mm的松弛余量。
MBR系統由一系列單元組成，每個單元都有多排膜組件。這些單元獨立的包括一個活性污泥槽，膜組件單元應盡量安裝在MBR曝氣槽的中央，并確保前后左右有足夠的空間。
在膜組件的操作過程中有以下幾方面是非常關鍵的，包括過濾、跨膜壓差的設置、產水量設置。
2.4.1、過濾
膜組件對MBR中的污水進行固液分離，能有效的去除水中的懸浮顆粒和有機雜質。
2.4.2、跨膜壓差（TMP）
跨膜壓差，是保障產水的動力差，此數值的越低說明膜性能和污染越清，反之則說明膜污染比較嚴重，應該進行化學清洗。跨膜壓差是衡量系統設計和運行是否正常的重要指標參數。
2.4.3產水量
設計者必須對膜組件系統的過濾流量進行設定，這一數據可以根據中試實驗結果或對原水處理的經驗來確定。根據河北諾恩的工程經驗，根據業內專家和實際工程應用的反饋，相對經濟的的膜通量可以設定在12～15L / m2.h的范圍內。
恒大興業建議每天對透過水流量和跨膜壓差進行記錄，以便于更好的進行操作控制。我們還建議對懸浮顆粒濃度和濁度進行測量，以便隨時評測膜分離效率。
2.5、工藝流程描述
2.5.1、MBR反應池
MBR膜組件由中空纖維膜組成，膜孔徑為0.05μm，此值小于細菌，能有效攔截水中的細菌，大部分病毒，可視為除菌的一種手段，減少了后續投加的消毒藥劑量。反應池內被微濾膜截流下的高濃度的活性污泥濃度達6000～8000mg/l左右，活性污泥BOD負荷率低，一般為0.1～0.2kgBOD/KgMLSS·d，污泥處于減速增長期后期和內源呼吸前期。污水中的有機物得到徹底有效的降解，活性污泥上清液COD、BOD等污染物濃度低，有利于得到高質量的出水。
MBR反應池設計如果在兩廊道以上時要考慮水力停留時間及布水的合理性。
在缺氧區內，經過水解酸化的作用，使大分子量長鏈有機物分解為易生化的小分子有機物，并同時去除部分NH3-N。
缺氧區的出水自流入到好氧區內，好氧區池底鋪設有曝氣裝置進行曝氣，污水在此池內進行有機物生化降解，氧化為無害的物質，降低水中的BOD和COD。膜區內池底也鋪設曝氣裝置，它主要完成兩種功能，既進行膜的氣水振蕩清洗，保持膜表面的清潔，又繼續在該段進行生物降解，生物降解后的水在真空泵和濾液自吸泵的抽提作用下通過MBR膜，濾過液經由MBR集水管中匯集到清水池進行排放。通過膜的高效截留作用，全部細菌及懸浮均被截留在膜好氧區中，可以有效截留硝化菌，使硝化反應順利進行，有效去除NH3-N；同時可以截留難于降解的大分子有機物，延長其在反應器中的停留時間，使之得到最大限度的降解。MBR膜組件安裝在池內偏上位置，膜下部設置有間歇式的沖氣裝置，定時吹掃動膜片，以緩解MBR周邊的污泥濃度累積。通過好氧區剩余污泥泵定期排出剩余污泥，可控制系統內活性污泥的濃度。
本工藝由于剩余污泥產生量甚微，故在此設計剩余污泥量排至調節池內，進入下一個循環。
2.5.2、產水的處理
處理后的水根據需要進行回用。
2.5.3、電氣控制系統
電氣控制系統設有自動控制和手動控制兩種狀態，由一個轉換開關來實現。
手動控制時需人工逐個開啟各臺設備，停止運行時也需人工停止。
自動控制系統由水位浮動開關、控制柜和執行機構組成。
預曝氣調節池中設有三個液位，即高、中、低液位。預曝氣調節池到達高水位，此時預曝氣調節池內水位電極發信號關閉進水電動閥，供水泵停止工作；當預曝氣調節池到達低水位時，自動關閉mbr供水泵，與之連鎖的計量泵同時停止工作；當預曝氣調節池到達中水位時，自動開啟原水進水電動閥、自動開啟原水污水提升泵，同時開啟與之連鎖的計量泵。
