污水廠升級改造MBR與MBBR路線工藝選擇
【www.fvqao.cn南京純水設備】在污水廠晉級改造大潮中， MBR、MBBR+磁混凝是兩種比擬受關注的技術路線。兩種路線均能完成生物處置才能翻倍，且與水廠現況工藝契合度高，均屬占地集約型工藝。
近年來，國度關于水環境的請求日益嚴厲，污水處置廠出水規范不時提升，現階段的新（改、擴）建污水廠均需到達一級A規范（GB18918-2002），局部地域需求到達準Ⅳ類水質規范。國內改造中，膜生物反響器(MBR)、挪動床生物膜工藝(MBBR)、磁混凝等集約型工藝，逐漸遭到關注，并得以普遍的應用，均取得了良好的工程理論效果。南京純水設備對MBR、MBBR+磁混凝（簡稱MBBR路線）兩工藝路線，從提標潛能、工藝占地、與現況工藝契合度、投資、運轉本錢等方面停止比照，剖析兩種技術改造路線的適用場景，為國內污水廠提標改造技術路線選擇提供參考。
▲ 當設計出水水質需到達準Ⅳ類水質時，MBBR路線可增加高精度濾池強化SS處置效果。
▲ MBR與MBBR+磁混凝路線均可屬集約型工藝，占地省，可滿足國內污水廠晉級改造、擴容或新建需求，生物池處置才能可進步100%。
▲ MBBR+磁混凝路線，投資和運轉費用省，在工程理論中表現出較好的效果。
▲ 關于晉級改造項目和擴容項目，MBBR路線更優。 關于新建項目，MBR路線與MBBR路線選擇需依據對占地的緊缺水平斷定：當占地請求<400m2/萬噸時，MBR工藝可滿足請求；當占地請求≥400m2/萬噸時，優先引薦MBBR+磁混凝路線。
一、MBR與MBBR路線概述
MBR，經過膜過濾完成泥水別離，可在生化池內富集更高污泥濃度，強化處置效果；且膜工藝可有效滿足高排放規范關于SS的請求，若生化指標（有機物、TN、TP、氨氮等）到達規范，出水消毒即可排放，屬于集成度較高的工藝。為維護膜組件，對預處置請求嚴厲，需設置超細格柵、沉砂池等；動力出水，若進水超越設計流量極限只能原水排放；膜沖洗曝氣高、回流比大、藥劑運用量大，是典型的高能耗、高藥耗工藝。
MBBR，經過向反響器內投加懸浮載體，強化生化處置效果，可完成原位改造、原位提標；但MBBR屬于生化強化技術，關于SS、TP無法完成最終出水保證，需求匹配其他深度處置工藝；磁混凝，經過對混凝階段加載磁粉，強化混凝沉淀效果，保證SS及TP處置效果，可以與MBBR結合互補，構成集約型占地的工藝組合。
二、MBR與MBBR路線技術比擬
2.1 與現況工藝契合度
1）預處置，現階段我國的普通污水廠預處置段采用兩級格柵，即粗格柵和細格柵，對應柵條間距多為15-20mm，6-10mm，由于MBR工藝膜絲較細，為延緩梗塞，請求進水前增加一道1-2mm的精密格柵（膜格柵）；而MBBR避免梗塞的機制在于填料和篩網之間水力學的良好設計，而非經過強化進水攔截；但新增膜格柵占地很小，普通污水廠均能夠處理。
2）曝氣系統，由于生物量的增加，普通狀況下，兩工藝路線均需對曝氣系統停止改造，均需求采用底部曝氣。
3）生物處置，現況工藝為SBR類工藝時，關于MBR路線，可擴建膜池，完成SBR轉連續流運轉；現況工藝為連續流工藝時，關于MBR路線，普通新建膜池，原有沉淀池廢棄或做他用。而關于MBBR路線，其鑲嵌式改造的特性，與兩類工藝均能較好嵌合，且合理應用已有構筑物和工藝。
4）加藥系統，兩工藝路線關于加藥系統均無明顯影響，磁混凝局部需增加的PAM及磁粉投加系統可設置于磁混凝廓清池上部，無需改動原有加藥系統及新增用地。
5）污泥系統，由于處置才能的提升，剩余污泥量及化學污泥量均有一定水平的進步，兩工藝路線均需對污泥系統停止擴容。南京實驗室純水設備依據標準，普通的A2O污泥齡為10~20d，MBR污泥齡15～30d，即MBR污泥齡是改造前的1.5倍，而MBR反響池污泥量是改造前的2倍，故改造后剩余污泥量是改造前的133%，化學污泥量因除磷量的增加有稍微上升；而關于MBBR路線，其等效污泥量為改造前的2倍，等效污泥齡約為改造前的1.7倍，故改造后剩余污泥總量為改造前的120%，化學污泥量與MBR工藝根本分歧。
綜上，兩工藝路線關于現況工藝的契合度均較高，可以在最小的改動下完成污水廠的提標。
2.2 生物池提標潛能比擬
受二沉池運轉效果及處置才能的影響，普通生物池設計污泥濃度在3-4g/L，本局部比擬依照原生物池設計均勻污泥濃度3g/L停止計算，f=0.7，即2.1gVSS/L。由于生物反響受溫度及水質影響較大，不同地域進水水質及溫度存在明顯差別，本局部比擬經過可以增加的最大等效生物量停止比擬，不討論其他要素。
MBR膜生物反響器是一種將高效的膜別離技術與傳統活性污泥法相分離的污水處置工藝，它以共同構造浸沒式膜組件置于曝氣池中，經過好氧曝氣與生物處置后的水，由泵經過濾膜過濾后以抽出。它與傳統污水處置辦法大的差別在于替代了傳統生化工藝中的二沉池和三級處置工藝。南京純水設備依據膜的方式不同，MBR又分為平板膜和中空纖維膜，由于中空纖維膜較平板膜堆積密度更高，且應用更為普遍，采用中空纖維膜MBR停止剖析。現階段，普通運轉良好的MBR生物池，最大污泥濃度為8g/L，f=0.5，即提標后，其最大生物為4gVSS/L，是提標前的1.90倍。
MBBR為泥膜復合工藝，其生物量由兩局部組成，即池內的活性污泥和填料外表的料上污泥。MBBR并非兩者簡單的疊加，二者會互相影響。當系統參加填料后，生物膜會對活性污泥的處置才能產生一定的影響，依照改造前處置才能的80%計算，取f=0.7，即活性污泥項的等效污泥濃度為1.68g/L；而生物膜等效污泥濃度，依照填料掛膜量12g/m2計算，填料有效比外表積取800m2/m3，填充率為30%（全池計，相當于好氧區HRT占50%且好氧區填充率60%，MBBR最大允許填充率為67%，已有工程中最大為62%），f=0.9，則生物膜上生物量等效污泥濃度為2.59g/L，即MBBR工藝總生物量為4.27gVSS/L，提標后，最大生物量是提標前的2.03倍。
經比擬可知，從生物量的角度，MBR與MBBR對生物池停止提標的最大才能是根本分歧的，有效生物量MBBR略高。MBR可進步運轉污泥濃度，MBBR可增加懸浮載體投加量進步生物量。僅生化段（不包括膜池或二沉池），兩種工藝均可完成處置才能翻倍，不管是從一級B向一級A提標，以至直接提標至準IV，均可以滿足處置請求。
2.3 工藝占地
關于晉級改造，兩種路線均無需擴建生化池，但均觸及新增占地。MBR路線，其主要的新增工藝占地為膜池及設備間；MBBR路線，其主要的新增工藝占地為磁混凝廓清池。兩種路線晉級改造的典型案例數據比擬如表1所示。MBR局部，設計時除了思索變化系數外，要思索膜通量降落關于膜組件的補充，設計時普通預留10-20%，同時，雖然膜通量各異，但隨著范圍的增大，噸水占地指標將減小，MBR工藝污水廠的新增占地在280-450m2/萬噸。磁混凝廓清池工藝占地受外表負荷影響，普通可取20-40m3/m2/h，萬噸水占地在60-100m2/萬噸，遠小于MBR的占地，僅為其1/3以下。比擬C和E污水廠，MBR新增占地287m2/萬噸，MBBR+磁混凝新增占地71.2m2/萬噸，后者僅為前者的24.8%，此時MBBR+磁混凝路線占地更優。
MBR與MBBR路線 孰優孰劣？聚焦污水廠晉級改造工藝選擇
2）生物處置，現況工藝為SBR類工藝時，關于MBR路線，可擴建膜池，完成SBR轉連續流運轉；現況工藝為連續流工藝時，關于MBR路線，普通新建膜池，原有沉淀池廢棄或做他用。而關于MBBR路線，其鑲嵌式改造的特性，與兩類工藝均能較好嵌合，且合理應用已有構筑物和工藝。
關于新建，相比于傳統工藝，MBBR或MBR均可將生化池占地減少50%。但MBBR需求新增沉淀池，思索周進周出矩形二沉池外表負荷較高且占天時用率高，普通可取0.8-1.2m3/m2/h，沉淀池和深度處置的占地仍需400-600m2/萬噸。此時需依據占地請求選擇，當占地請求<400m2/萬噸時，MBR工藝可滿足請求，當占地請求≥400m2/萬噸時，優先引薦MBBR+磁混凝路線。
關于原生化池提量，兩種路線均能完成生化池處置才能提升100%。當提量100%、處置才能翻倍時，MBBR路線需擴建一半范圍二沉池，新增占地在230-360m2/萬噸，小于MBR路線占地。
當設計出水水質需到達準Ⅳ類水質時，兩路線的中心關鍵差異在于SS。MBR可完成出水SS<5mg/L，而目前尚無磁混凝出水SS穩定到達5mg/L以下的報道，需求在此技術上新增過濾單元。南京實驗室純水設備過濾單元可采用高精度纖維轉盤濾池，高精度濾布當量孔徑為5微米，其設計濾速應控制在7m3/m2/h以內，其萬噸水占地在50m2/萬噸以下，噸水投資在50-100元/t，運轉費用小于0.05元/t。
詳細到工程項目中，因各水廠仍存在詳細狀況的差別，如現況沉淀池能否需改造或擴建、已有深度處置工藝流程及運轉狀況等，均可能對兩種路線的占地需求產生影響，選擇時仍需求分離詳細項目詳細剖析。
三、MBR與MBBR路線投資運轉比擬
3.1 投資比照
關于污水處置廠，投資與工藝路線的選擇息息相關，需求在滿足出水水質請求的狀況下，盡量降低投資及運轉本錢。
MBR投資主要由設備費和土建費用組成，其中，設備費占較大比重，普通在60%以上，隨同著MBR技術的研發日益成熟，MBR設備費近年來顯著降低，從原來的噸水投資3000元以上，降落到如今的600-1000元，將來有望進一步降低，這也是這幾年國內可以大范圍應用MBR的關鍵；土建費用受污水廠方式（全公開、半公開、地上式）、場地條件影響較大，無法統一權衡，關于地上式污水廠，土建費用普通在設備費用的1/3左右。
因MBBR局部無土建變動，其投資全部為設備費用，受設計水質影響較大，普通噸水投資在200-500元/t；而磁混凝噸水設備投資在150-250元/t，由于工藝負荷較高，土建占空中積小，其土建投資普通在100元/t以下，路線整體投資在350-750元/t。同MBR路線相比，MBBR路線在投資上具有較大優勢。
3.2 運轉本錢
無論是采用MBR工藝，還是MBBR工藝，其運轉本錢主要由以下幾局部組成：藥劑費、電費和易耗品折舊費用（MBR為膜、MBBR為填料）。南京純水設備由于兩種工藝的生物池局部曝氣量、設備功率根本分歧，且除磷加藥量相當，因而該局部費用不計入比擬。即藥劑費的比照僅比照除磷藥劑外的其他藥劑，電費的比照僅比照MBR工藝設備及磁混凝工藝設備的電度電費，由于全廠變壓器容量不同帶來的根本電費差別不計入比擬。
經過對幾個實踐污水廠運轉數據剖析，MBR工藝的噸水電費及噸水折合膜改換費用（依照運用年限5年計算）均在0.2元以上，藥劑費用在0.01元左右，MBR工藝的均勻運轉本錢在0.5元以上；關于MBBR工藝路線，僅計算其填料折舊費用，依照運用年限10年計算，其噸水本錢在0.1元以下；而磁混凝工藝的噸水藥劑費用在0.02元左右，噸水電費在0.02元左右，因而，MBBR+磁混凝其總運轉費用在0.2元以下。MBBR+磁混凝工藝路線在運轉費用上較MBR工藝具有較大的優勢。
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