城鎮(zhèn)污水處理工程MBR工藝生化系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

蔣嵐嵐， 胡邦， 張萬(wàn)里， 李大成， 梁汀

(無(wú)錫市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇無(wú)錫214072)

摘要： 初步總結(jié)了城鎮(zhèn)污水處理MBR工藝生化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。MBR工藝污水處
理工程生化系統(tǒng)設(shè)計(jì)前應(yīng)綜合選擇合適的生物段形式，合理確定生化系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)參數(shù)。生化系
統(tǒng)的布局應(yīng)結(jié)合進(jìn)、出水水質(zhì)要求，充分考慮各段流態(tài)及回流、進(jìn)水、提升方式，設(shè)備選型需因地制
宜、安全耐用。
關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)污水處理；MBR工藝； 工程設(shè)計(jì)； 關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1000—4602(2013)02—0025—05

Key Technologies for Design of Biochemical System in MBR Process
in Urban Sewage Treatment Plant
JIANG Lan—lan，HU Bang， ZHANG Wan—li，LI Da—cheng，LIANG Ting
(Wuxi Municipal Design Institute Co．Ltd．，Wuxi 214072，China)
Abstract：The key technologies for design of biochemical system in MBR process in urban sewage
treatment plant were summarized．Before the design of the biochemical system in urban sewage treatment
plant，the appropriate biochemical section form should be comprehensively selected．The design parame—
ters of the biochemical system process should be reasonably determined．The biochemical system layout
should be combined with the influent and effluent quality requirements．The flow state of each section，
the mode of sludge return，infiuent and lifting should be taken into full account．The equipment of the bi—
ochemical system in MBR should be selected according to the circumstances，and it should be both safe
and durable．
Key words： urban sewage treatment； MBR process； engineering design； key technology

隨著對(duì)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高以及膜成本和能耗
的降低，MBR工藝由于出水水質(zhì)優(yōu)良、可直接回用
和節(jié)省占地等優(yōu)點(diǎn)使其在污水處理方面的應(yīng)用進(jìn)入
高速發(fā)展時(shí)期。據(jù)預(yù)測(cè)，中國(guó)今后5年內(nèi)MBR技術(shù)
產(chǎn)業(yè)將以50％～100％的年增長(zhǎng)率高速發(fā)展‘1。。與
此同時(shí)，由于其在城鎮(zhèn)污水處理的規(guī)�；瘧�(yīng)用才剛
剛起步，設(shè)計(jì)建造的工程經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)總結(jié)很少心1。
盡管MBR工藝是利用膜的高效固液分離功能
實(shí)現(xiàn)污水最終凈化的目的，但是有機(jī)污染物的去除
仍然以生物處理為主導(dǎo)，仍然要依靠合理設(shè)計(jì)的生
物處理段來(lái)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，在研究國(guó)內(nèi)
外成功案例和技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，初步總結(jié)城鎮(zhèn)污
水處理工程MBR工藝生化系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)，為今
后國(guó)內(nèi)MBR工藝的規(guī)模化設(shè)計(jì)應(yīng)用提供參考。

1 MBR工藝系統(tǒng)選擇關(guān)鍵技術(shù)
1．1 MBR工藝系統(tǒng)構(gòu)成
膜生物反應(yīng)器(MBR)是結(jié)合懸浮培養(yǎng)生物處
理法(活性污泥法)和膜分離技術(shù)而開(kāi)發(fā)出的新型
水處理工藝，所以MBR工藝系統(tǒng)主要由生化系統(tǒng)和
膜分離系統(tǒng)兩部分組成。
1．2 MBR工藝系統(tǒng)的分類(lèi)
1．2．1分置式和一體式
根據(jù)生化系統(tǒng)和膜分離系統(tǒng)的相對(duì)位置，膜生
物反應(yīng)器可分為分置式MBR和一體式MBR兩種。
·25·
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第29卷第2期中國(guó)給水排水
分置式MBR是將膜組件放置在生化系統(tǒng)之外的單
獨(dú)的膜池內(nèi)，其特點(diǎn)是膜組件分組明確，運(yùn)行環(huán)境良
好，便于獨(dú)立運(yùn)行和清洗、檢修。一體式MBR則是
將膜組件直接放置在生化系統(tǒng)內(nèi)，其特點(diǎn)是節(jié)省占
地，但是不利于膜組件的分組和配套管路的敷設(shè)。
1．2．2浸沒(méi)式和管式
根據(jù)膜組件的放置位置，可分為浸沒(méi)式和管式
兩種。浸沒(méi)式是將膜組件浸沒(méi)于生物反應(yīng)器或膜池
內(nèi)，管式是將膜元件裝填在膜管內(nèi)，再設(shè)置膜架放置
膜管。
1．2．3正壓式和負(fù)壓式
根據(jù)過(guò)濾推動(dòng)方式，可分為正壓式MBR和負(fù)壓
式MBR兩種∞。。正壓式MBR一般采用管式膜，通
過(guò)料液循環(huán)錯(cuò)流運(yùn)行，生物反應(yīng)器的混合液由泵增
壓后進(jìn)入膜組件，在壓力作用下膜濾液成為系統(tǒng)處
理出水，活性污泥、大分子物質(zhì)等則被膜截留。其特
點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作管理方便，易于膜清洗、更
換及增設(shè)，但動(dòng)力消耗高。負(fù)壓式MBR一般采用浸
沒(méi)式MBR，通過(guò)泵的負(fù)壓抽吸作用得到膜過(guò)濾出
水。同時(shí)設(shè)置膜擦洗曝氣，利用曝氣時(shí)氣液向上的
剪切力來(lái)實(shí)現(xiàn)膜面的錯(cuò)流效果，以增加膜表面的紊
流和減輕膜表面的污染。其特點(diǎn)是不需要混合液的
錯(cuò)流循環(huán)系統(tǒng)，能耗較低，且不需復(fù)雜的支撐膜架。
1．2．4 MBR工藝系統(tǒng)的選擇
對(duì)于城鎮(zhèn)污水處理工程，由于規(guī)模較大(一般
均在1×104 m3／d以上)，考慮到膜組件運(yùn)行環(huán)境、
污泥濃度控制、脫氮除磷對(duì)DO的控制要求以及降
低能耗要求等，一般均采用負(fù)壓抽吸浸沒(méi)式分置式
MBR工藝，這也是本文的研究總結(jié)重點(diǎn)。
1．3生化系統(tǒng)的形式
由于污水排放標(biāo)準(zhǔn)提高了對(duì)脫氮除磷的要求，
因此很多傳統(tǒng)脫氮除磷工藝都被應(yīng)用到MBR中，如
A／O、A2／O(包括A2／0氧化溝)、SBR等。
1．3．1 SBR--MBR工藝
將SBR與MBR相結(jié)合形成的SBR--MBR工
藝，除了具有一般MBR的優(yōu)點(diǎn)外，對(duì)于膜組件本身
和SBR工藝兩種程序運(yùn)行都互有幫助H15 J。由于膜
組件的截留過(guò)濾作用，使得污泥的生物活性高，吸附
和降解有機(jī)物的能力較強(qiáng)，同時(shí)也具有較好的硝化
能力。此外，SBR的工作方式為除磷菌的生長(zhǎng)創(chuàng)造
了條件，同時(shí)也滿(mǎn)足了脫氮的需要，使得單一反應(yīng)器
內(nèi)實(shí)現(xiàn)同時(shí)高效去除氮磷及有機(jī)物成為可能。與傳
統(tǒng)SBR系統(tǒng)相比，一方面SBR--MBR在反應(yīng)階段利
用膜分離排水，可以減小傳統(tǒng)SBR的循環(huán)時(shí)間；另
一方面，序批式的運(yùn)行方式可以延緩膜}虧染。
1．3．2 A2／O—MBR工藝
傳統(tǒng)的生物脫氮工藝通常采用前置反硝化或后
置反硝化來(lái)實(shí)現(xiàn)氮的去除，而設(shè)置了厭氧、缺氧和好
氧反應(yīng)器的A2／0工藝則可以實(shí)現(xiàn)同步除碳和脫氮
除磷功能。由A2／0工藝與膜分離技術(shù)結(jié)合而成的
具有同步脫氮除磷功能的A2／0一MBR工藝，進(jìn)一
步拓展了MBR的應(yīng)用范疇。在該工藝中設(shè)置有兩
段回流，一段是膜池的混合液回流至缺氧池實(shí)現(xiàn)反
硝化脫氮，另一段是缺氧池的混合液回流至厭氧池，
實(shí)現(xiàn)厭氧釋磷。A2／0一MBR工藝中高濃度的
MLSS、獨(dú)立控制的水力停留時(shí)問(wèn)和污泥停留時(shí)間、
回流比及污泥負(fù)荷率等都會(huì)產(chǎn)生與傳統(tǒng)A2／0工藝
不同的影響，具有較好的脫氮除磷效率。
1．3．3 A20／A—MBR工藝
A20／A—MBR工藝是一種強(qiáng)化內(nèi)源反硝化的
新型工藝，該工藝?yán)�用MBR內(nèi)高濃度活性污泥和生
物多樣性來(lái)強(qiáng)化脫氮除磷效果【6J，其內(nèi)部流程依次
為厭氧、缺氧、好氧、缺氧和膜池。該工藝在傳統(tǒng)
A20工藝后再設(shè)一級(jí)缺氧池，利用進(jìn)水快速碳源完
成生物除磷和脫氮后，在第二缺氧池進(jìn)行內(nèi)源反硝
化，進(jìn)一步去除TN后再利用膜池的好氧曝氣作用
保障出水水質(zhì)。A20／A—MBR工藝是針對(duì)進(jìn)水碳
源不足而同時(shí)又有較高脫氮要求的污水處理項(xiàng)目所
開(kāi)發(fā)，也是強(qiáng)化脫氮的MBR脫氮除磷工藝。
1．3．4 A(2A)O—MBR工藝
A(2A)o—MBR工藝是兩段缺氧A20工藝與
MBR工藝的結(jié)合，其特點(diǎn)是在傳統(tǒng)的A20工藝中設(shè)
置了兩段缺氧區(qū)(缺氧區(qū)I和缺氧區(qū)lI)，在缺氧區(qū)
I內(nèi)從好氧區(qū)回流的N03完全被還原，實(shí)現(xiàn)完全反
硝化；而在缺氧區(qū)Ⅱ內(nèi)實(shí)現(xiàn)內(nèi)源反硝化，節(jié)省外加碳
源的投加。該工藝大大提高了污水的生物脫氮效
率，同時(shí)避免了外加碳源，節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用，因此具
有很高的應(yīng)用價(jià)值。
1．3．5 3AMBR工藝
3AMBR是依據(jù)生物脫氮除磷機(jī)理，結(jié)合膜生物
反應(yīng)器技術(shù)特點(diǎn)而形成的具有高效脫氮除磷性能的
新型污水處理工藝∞J。其內(nèi)部流程依次是第1缺
氧池、厭氧池、第Ⅱ缺氧池、好氧池和膜池，膜池混合
液分別回流至第1缺氧池和第Ⅱ缺氧池。第1缺氧
·26·

蔣嵐嵐，等：城鎮(zhèn)污水處理工程MBR工藝生化系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)第29卷第2期

池利用進(jìn)水碳源和回流硝化液進(jìn)行快速反硝化；接
著混合液進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧釋磷，減少了硝酸鹽
對(duì)釋磷的影響；第Ⅱ缺氧池再利用污水中剩余的碳
源和回流的硝化液進(jìn)一步反硝化脫氮；好氧池內(nèi)同
步發(fā)生有機(jī)物降解、好氧吸磷和好氧硝化等多種反
應(yīng)，徹底去除污水中的污染物；混合液再經(jīng)膜過(guò)濾出
水，實(shí)現(xiàn)了對(duì)污水中有機(jī)物和氮磷的去除。3AMBR
工藝合理地組合了有機(jī)物降解和脫氮除磷等各處理
單元，協(xié)調(diào)了各種生物降解功能的發(fā)揮，達(dá)到了同步
去除各污染指標(biāo)的目的，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
1。3。6 A／A20～MBR工藝
A／A20一MBR工藝為3AMBR工藝的改進(jìn)工
藝，設(shè)置有第1缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、第Ⅱ缺氧區(qū)、好氧區(qū)
和膜池等5個(gè)處理單元。預(yù)處理后的污水首先按比
例分配流量分別進(jìn)入第1缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，然后依
次重力流人第Ⅱ缺氧區(qū)、好氧區(qū)和膜池，最后通過(guò)膜
過(guò)濾抽吸出水。根據(jù)脫氮除磷需要設(shè)置兩級(jí)回流，
第一級(jí)回流是膜池的混合液回流到好氧區(qū)前端，第
和第Ⅱ缺氧區(qū)，兩者之間的流量比例通過(guò)回流渠道
和調(diào)節(jié)堰來(lái)分配。前置的第1缺氧區(qū)，優(yōu)先最大限
度地利用進(jìn)水碳源快速完成反硝化過(guò)程，去除大部
分的硝態(tài)氮。在第Ⅱ缺氧區(qū)內(nèi)與部分從好氧區(qū)回流
過(guò)來(lái)的富硝酸鹽混合液再次混合，在長(zhǎng)時(shí)間的缺氧
條件下，可以發(fā)生內(nèi)源反硝化反應(yīng)，進(jìn)一步去除了污
水中的硝態(tài)氮。此外，將厭氧區(qū)放在第1缺氧區(qū)之
后，使得回流液中硝態(tài)氮被充分反硝化，減少了其對(duì)
聚磷菌的抑制，提高了除磷效果。
1．3．7生化系統(tǒng)形式的選擇
生化系統(tǒng)形式的選擇主要考慮以下幾個(gè)方面：
①進(jìn)水水質(zhì)情況，如難生物降解有機(jī)物濃度、碳氮
比、碳磷比等；②出水水質(zhì)要求，尤其是對(duì)脫氮除磷
的效果要求等；③進(jìn)水水質(zhì)及水量波動(dòng)情況；④氣候
條件等。從目前應(yīng)用的工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，A20及其變
形強(qiáng)化工藝是眾多應(yīng)用在MBR脫氮除磷工藝中處
理效果最為突出的，其運(yùn)行管理最為方便，也是最穩(wěn)
定可靠的一類(lèi)‘7。。目前各種形式的A20及其改進(jìn)
二級(jí)回流是好氧區(qū)的混合液分別回流到第1缺氧區(qū)型的MBR脫氮除磷組合工藝的應(yīng)用情況見(jiàn)表1。
表1 A20及其改進(jìn)型的MBR組合工藝應(yīng)用情況
Tab．1 Application of A2 O and improved MBR process
項(xiàng)目工藝內(nèi)部流程進(jìn)水方式回流方式應(yīng)用情況
厭氧一缺氧一好氧厭氧單點(diǎn)進(jìn)兩段回流，膜池回流硝無(wú)錫梅村污水處理廠(chǎng)二期工程(3．0×104 m3／d)、
A20一MBR 一膜池或缺氧一厭水或厭氧、缺化液；或三段回流，好無(wú)錫新城污水處理廠(chǎng)二期工程(6．0×104 n13／a)、
氧一好氧一膜池氧兩點(diǎn)進(jìn)水氧區(qū)回流硝化液無(wú)錫胡埭污水處理廠(chǎng)二期工程(2．3 X 104 n13／d)
厭氧一缺氧I一好厭氧、缺氧I
三段兩點(diǎn)回流，好氧區(qū)
無(wú)錫新區(qū)碩放污水處理廠(chǎng)二期工程(2．0×104 m3／
A2 0／A—MBR 回流硝化液至缺氧I
氧一缺氧Ⅱ一膜池兩點(diǎn)進(jìn)水d)
和缺氧Ⅱ
Af2A)0～ 厭氧一缺氧I一缺厭氧、缺氧I
三段兩點(diǎn)回流，好氧區(qū)
無(wú)錫城北污水處理廠(chǎng)四期工程(7．0 X 104 m3／d)、
回流硝化液至缺氧I
MBR 氧Ⅱ一好氧一膜池兩點(diǎn)進(jìn)水四川綿竹漢旺污水處理廠(chǎng)(0．8×104 m3／d)
和缺氧Ⅱ
缺氧I一厭氧一缺缺氧I、厭氧
單段兩點(diǎn)回流，膜池回
北京密云再生水廠(chǎng)(4，5×104 in3／d)、北京懷柔再
3AMBR 流硝化液至缺氧I和
氧Ⅱ一好氧一膜池兩點(diǎn)進(jìn)水缺氧Ⅱ 生水廠(chǎng)(3．5×104 Ill3／d)
缺氧I一厭氧一缺缺氧I、厭氧
兩段兩點(diǎn)回流，好氧區(qū)
無(wú)錫太湖國(guó)家旅游度假區(qū)污水處理廠(chǎng)三期工程
A／A2 0一MBR 回流硝化液至缺氧I
氧Ⅱ一好氧一膜池兩點(diǎn)進(jìn)水(1．75×104 m3／d)
和缺氧Ⅱ
2 MBR工藝生化系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)
2．1 污泥濃度
由于后續(xù)通過(guò)膜來(lái)實(shí)現(xiàn)泥水分離，因此較傳統(tǒng)
活性污泥法可選取較高的MLSS值。但是，在實(shí)際
工程應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)‘8J：①在實(shí)際進(jìn)水有機(jī)物濃度低于
設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)情況下，MLSS值難以達(dá)到設(shè)計(jì)值，通
過(guò)減少排泥來(lái)維持MLSS值時(shí)會(huì)造成MLVSS／MLSS
值偏低，導(dǎo)致生化池表面產(chǎn)生大量的浮泥，致使生物
活性降低，影響處理效率；②由于MLSS是最基本的
設(shè)計(jì)參數(shù)，當(dāng)實(shí)際值與設(shè)計(jì)值偏差較大時(shí)會(huì)影響相
關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)(如SRT、空氣量)的準(zhǔn)確度，從而影響
實(shí)際運(yùn)行效果。
因此，對(duì)于進(jìn)水有機(jī)物濃度較高的工業(yè)廢水，可
選取較高的污泥濃度值(～10 g／L)以盡量增大對(duì)有
機(jī)物的去除能力；而對(duì)于城鎮(zhèn)綜合污水處理工程而
言，由于進(jìn)水濃度相對(duì)不高，宜選取較低的污泥濃度
·27·



(6～8 g／L)。
2．2 泥齡
對(duì)于有脫氮要求的城鎮(zhèn)綜合污水處理工程，
SRT宜根據(jù)硝化泥齡和反硝化泥齡來(lái)計(jì)算確定。需
要注意的是：由于系統(tǒng)內(nèi)的MLSS值較高，因此MBR
工藝的泥齡通常較傳統(tǒng)工藝長(zhǎng)。但實(shí)踐表明【8 J：過(guò)
長(zhǎng)(30 d)或過(guò)短的泥齡均會(huì)使膜的TMP增勢(shì)加劇，
而泥齡在20 d左右時(shí)，跨膜壓差增長(zhǎng)趨勢(shì)變緩。因
此，泥齡不宜太長(zhǎng)，以20 d左右為宜。
2．3 污泥負(fù)荷
對(duì)于傳統(tǒng)活性污泥工藝而言，通常采用基于
BOD，的污泥負(fù)荷作為設(shè)計(jì)參數(shù)，但是，在MBR工
藝中，由于MBR反應(yīng)器內(nèi)微生物的結(jié)構(gòu)、種類(lèi)和生
物相的變化使MBR工藝對(duì)有機(jī)底物的利用不僅僅
局限于進(jìn)水中的BOD，值，對(duì)部分表現(xiàn)為COD的物
質(zhì)也可以利用，因此采用MBR工藝處理城市污水
時(shí)，不宜采用污泥負(fù)荷參數(shù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，而應(yīng)將
MLSS和SRT作為MBR工藝生物處理單元的主要
設(shè)計(jì)參數(shù)。而由MLSS和SRT推算出的污泥負(fù)荷往
往僅為傳統(tǒng)活性污泥法污泥負(fù)荷的一半左右，較低
的污泥負(fù)荷一方面說(shuō)明系統(tǒng)抗進(jìn)水水質(zhì)沖擊的能力
較強(qiáng)，另一方面也說(shuō)明采用MBR工藝處理城鎮(zhèn)污水
時(shí)污泥負(fù)荷不宜作為主要的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
2．4水力停留時(shí)間(HRT)
由于MBR系統(tǒng)的MLSS值較高，以SRT計(jì)算確
定的生物池容積較小，相應(yīng)的所需HRT較短(7～10
h)。實(shí)踐證明，如果考慮到系統(tǒng)有較高的硝化和反
硝化處理要求時(shí)，過(guò)短的HRT將難以保證其效果，
因此應(yīng)適當(dāng)加大系統(tǒng)的HRT(12 h)，同時(shí)可相應(yīng)降
低SRT，有利于控制膜污染。
2．5需氧量和供氣量
由于MBR反應(yīng)器內(nèi)的MLSS濃度較傳統(tǒng)工藝
高，其混合液的液膜厚度、污泥粘滯度等會(huì)發(fā)生變
化，由需氧量計(jì)算供氣量時(shí)應(yīng)調(diào)整參數(shù)Ot、口和co
值，因此，MBR工藝的理論供氣量計(jì)算值應(yīng)大于傳
統(tǒng)工藝。但是大量工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，實(shí)際生化池供氣
量小于計(jì)算量。分析其主要原因是：①為了控制膜
表面污堵，需要采用空氣擦洗來(lái)改變膜絲表面液體
的流態(tài)，大量的擦洗空氣使得膜池內(nèi)的溶解氧濃度
極高(通常其DO值可達(dá)8～10 mg／L)，因此從膜池
到生化池的大比例回流液(通常為400％～500％)
使生化池所需的曝氣風(fēng)量降低；②當(dāng)實(shí)際進(jìn)水有機(jī)
物濃度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，會(huì)造成計(jì)算需氧量和實(shí)際
MLSS值均低于設(shè)計(jì)值，實(shí)際供氣量則會(huì)遠(yuǎn)低于計(jì)
算值。因此在計(jì)算供氣量時(shí)應(yīng)充分考慮這些因素，
給出一個(gè)供氣量的區(qū)間值，以便于進(jìn)行鼓風(fēng)機(jī)的配
置和風(fēng)量調(diào)節(jié)控制。
3 MBR工藝生化系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)
3．1 回流方式
對(duì)于MBR工藝，由于采用膜分離技術(shù)，往往將
硝化液回流與污泥回流合并，回流比高于傳統(tǒng)工藝。
大比例的回流會(huì)影響生化系統(tǒng)各段的DO值和
MLSS濃度等，因此需加強(qiáng)對(duì)MBR工藝回流的控
制。
根據(jù)生化系統(tǒng)形式、硝化液回流的方式和位置
不同，MBR的回流有各種不同的方式(見(jiàn)表1)。綜
合各種回流方式的實(shí)際效果，提出如下建議：①采用
膜池回流混合液至好氧區(qū)，再由好氧區(qū)回流硝化液
至缺氧區(qū)，如果采用膜池回流硝化液至缺氧區(qū)的方
式，由于混合液富含大量氧氣，會(huì)破壞缺氧環(huán)境，導(dǎo)
致反硝化反應(yīng)不充分[9 J。②如果采用兩段缺氧生
化工藝，宜采用兩點(diǎn)回流方式，盡管增加了相應(yīng)的管
渠，但是兩區(qū)的回流比例可以按照實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)
行分配，以便于充分有效地利用原水碳源和內(nèi)碳源
來(lái)提高系統(tǒng)脫氮效果，減少外加碳源的用量。
3．2進(jìn)水方式
由于在城鎮(zhèn)污水處理工程中均有較高的除磷脫
氮要求，因此大多采用了厭氧／缺氧／好氧工藝，對(duì)于
MBR工藝而言，生物反應(yīng)池建議采用兩點(diǎn)進(jìn)水方
式，即在生物池前設(shè)置進(jìn)水分配渠道和分配調(diào)節(jié)堰，
污水進(jìn)入分配渠道后，通過(guò)兩套調(diào)節(jié)堰門(mén)將原水按
照一定比例分配到厭氧區(qū)和缺氧區(qū)，從而選擇優(yōu)先
滿(mǎn)足生物脫氮還是生物除磷對(duì)進(jìn)水碳源的需要，而
且各區(qū)的分配比例還可以根據(jù)不同水質(zhì)條件下生物
脫氮和生物除磷所需碳源的變化進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)。
3．3提升方式
由于膜池有效水深較生物池淺，混合液回流有
兩種提升方式：①前提升系統(tǒng)，即好氧池出水由泵提
升至膜池，膜池的混合液重力回流至生物池；②后提
升系統(tǒng)，即好氧池出水自流至膜池，膜池的混合液通
過(guò)回流泵提升至生物池。后提升系統(tǒng)較前提升系統(tǒng)
提升混合液的流量小，回流泵分別對(duì)應(yīng)各組膜池便
于獨(dú)立檢修，但管路系統(tǒng)較為復(fù)雜；前提升系統(tǒng)管路
系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，檢修維護(hù)工作量小，提升揚(yáng)程較低。
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蔣嵐嵐，等：城鎮(zhèn)污水處理工程MBR工藝生化系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)第29卷第2期

在現(xiàn)有的MBR系統(tǒng)中兩種回流方式均有應(yīng)用，實(shí)際
工程應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)水位差、膜池分組情況、進(jìn)水水質(zhì)
和膜組件形式等綜合比較確定。

3．4好氧區(qū)形式
傳統(tǒng)活性污泥A2／O系統(tǒng)的好氧區(qū)構(gòu)型多為長(zhǎng)
方形廊道的推流形式。對(duì)于MBR工藝，其好氧區(qū)宜
設(shè)計(jì)成完全混合式，一方面有利于混合液處于良好
的紊動(dòng)，保持懸浮狀態(tài)，減小因剪切造成的污泥顆粒
破碎，并提高曝氣設(shè)備的充氧速率¨⋯；另一方面，從
膜池回流至好氧區(qū)的大比例混合液可以實(shí)現(xiàn)快速混
合以充分利用膜池內(nèi)的DO。

4 MBR工藝生化系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)
4．1 攪拌器
對(duì)于厭氧區(qū)和缺氧區(qū)，如果池型(或分隔后的
池型)接近于正方形(L／B<1．3)，建議采用倒傘型
攪拌器。因其運(yùn)行能耗低，立式環(huán)流攪拌均勻，不易
產(chǎn)生死角，水下無(wú)易損耗件且不會(huì)在攪拌主體上掛
帶任何物質(zhì)而形成堵塞。
4．2曝氣器
一方面，由于考慮到污泥的粘滯性等因素使得
MBR工藝的計(jì)算供氣量高于傳統(tǒng)工藝；另一方面，
由于MBR工藝的HRT小于傳統(tǒng)工藝使得好氧區(qū)的
平面尺寸較小。由此造成單位面積的供氣量將遠(yuǎn)大
于傳統(tǒng)工藝，因此，必須選擇單位通氣量大、氧轉(zhuǎn)移
率高的曝氣設(shè)備。在已運(yùn)行的幾個(gè)MBR工程中，聚
乙烯改性纖維管式曝氣器和全球型剛玉曝氣器的運(yùn)
行效果較好。
4。3回流泵
首先，根據(jù)回流位置的不同選擇不同的設(shè)備。
對(duì)于生化系統(tǒng)內(nèi)部的回流通常采用穿墻PP泵；對(duì)
于膜池回流至生化系統(tǒng)的回流泵再根據(jù)提升方式的
不同進(jìn)行選擇，如前提升方式一般采用潛水軸流泵，
后提升方式的回流泵又有兩種形式：①設(shè)置于膜車(chē)
間時(shí)，通常采用臥式端吸離心泵，且由于輸送介質(zhì)為
高濃度的污泥，不宜采用清水泵，大多采用污水泵干
式安裝；②當(dāng)系統(tǒng)設(shè)回流污泥渠時(shí)，回流泵設(shè)置于渠
內(nèi)，通常采用穿墻PP泵。
4．4剩余污泥排放泵
剩余污泥排放泵可以設(shè)置于生化池內(nèi)也可設(shè)置
于膜池進(jìn)水渠內(nèi)，一般采用潛水排污泵。建議設(shè)置
于生化池內(nèi)，可以用來(lái)排除池底泥砂并可兼作生化
池放空泵。
4．5曝氣鼓風(fēng)機(jī)
由前述可知，由于實(shí)際運(yùn)行時(shí)的各種變化因素，
造成生化池的氣量變化幅度較傳統(tǒng)工藝大。因此在
曝氣鼓風(fēng)機(jī)選型時(shí)，首先應(yīng)優(yōu)先選擇氣量調(diào)節(jié)范圍
較大的單級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)。若采用多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)，
必須配置變頻器，不宜采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)。其次，所選
的鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)使調(diào)節(jié)后的組合供氣量涵蓋計(jì)算供氣量
的區(qū)值。

5結(jié)語(yǔ)

隨著MBR在污水處理中的應(yīng)用越來(lái)越多，有關(guān)
設(shè)計(jì)和建造的技術(shù)總結(jié)必不可少。主要從工藝系統(tǒng)
的選擇、生化系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)、生化系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)和生
化系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)等四方面，總結(jié)了城鎮(zhèn)污水處理工
程MBR工藝生化系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)，可為今后國(guó)內(nèi)
MBR工藝的規(guī)�；�設(shè)計(jì)應(yīng)用提供參考。


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E—mail：j11158@163．COllI
收稿日期：2012—07—02


第29卷第2期
2013年1月
中國(guó)給水排水
CHINA WATER&WASTEWATER
V01．29 NO．2
Jan．2013