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【南京純水設(shè)備】在污水廠晉級改造大潮中， MBR、MBBR+磁混凝是兩種比擬受關(guān)注的技術(shù)路線。兩種路線均能完成生物處置才能翻倍，且與水廠現(xiàn)況工藝契合度高，均屬占地集約型工藝。

近年來，國度關(guān)于水環(huán)境的請求日益嚴(yán)厲，污水處置廠出水規(guī)范不時提升，現(xiàn)階段的新（改、擴）建污水廠均需到達(dá)一級A規(guī)范（GB18918-2002），局部地域需求到達(dá)準(zhǔn)Ⅳ類水質(zhì)規(guī)范。國內(nèi)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(guān)注，并得以普遍的應(yīng)用，均取得了良好的工程理論效果。南京純水設(shè)備對MBR、MBBR+磁混凝（簡稱MBBR路線）兩工藝路線，從提標(biāo)潛能、工藝占地、與現(xiàn)況工藝契合度、投資、運轉(zhuǎn)本錢等方面停止比照，剖析兩種技術(shù)改造路線的適用場景，為國內(nèi)污水廠提標(biāo)改造技術(shù)路線選擇提供參考。

▲ 當(dāng)設(shè)計出水水質(zhì)需到達(dá)準(zhǔn)Ⅳ類水質(zhì)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(nèi)污水廠晉級改造、擴容或新建需求，生物池處置才能可進(jìn)步100%。

▲ MBBR+磁混凝路線，投資和運轉(zhuǎn)費用省，在工程理論中表現(xiàn)出較好的效果。

▲ 關(guān)于晉級改造項目和擴容項目，MBBR路線更優(yōu)。 關(guān)于新建項目，MBR路線與MBBR路線選擇需依據(jù)對占地的緊缺水平斷定：當(dāng)占地請求<400m2/萬噸時，MBR工藝可滿足請求；當(dāng)占地請求≥400m2/萬噸時，優(yōu)先引薦MBBR+磁混凝路線。

一、MBR與MBBR路線概述

MBR，經(jīng)過膜過濾完成泥水別離，可在生化池內(nèi)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(guī)范關(guān)于SS的請求，若生化指標(biāo)（有機物、TN、TP、氨氮等）到達(dá)規(guī)范，出水消毒即可排放，屬于集成度較高的工藝。為維護(hù)膜組件，對預(yù)處置請求嚴(yán)厲，需設(shè)置超細(xì)格柵、沉砂池等；動力出水，若進(jìn)水超越設(shè)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(jīng)過向反響器內(nèi)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(biāo)；但MBBR屬于生化強化技術(shù)，關(guān)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(jīng)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(jié)合互補，構(gòu)成集約型占地的工藝組合。

二、MBR與MBBR路線技術(shù)比擬

2.1 與現(xiàn)況工藝契合度

1）預(yù)處置，現(xiàn)階段我國的普通污水廠預(yù)處置段采用兩級格柵，即粗格柵和細(xì)格柵，對應(yīng)柵條間距多為15-20mm，6-10mm，由于MBR工藝膜絲較細(xì)，為延緩梗塞，請求進(jìn)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(wǎng)之間水力學(xué)的良好設(shè)計，而非經(jīng)過強化進(jìn)水?dāng)r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(tǒng)，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(tǒng)停止改造，均需求采用底部曝氣。

3）生物處置，現(xiàn)況工藝為SBR類工藝時，關(guān)于MBR路線，可擴建膜池，完成SBR轉(zhuǎn)連續(xù)流運轉(zhuǎn)；現(xiàn)況工藝為連續(xù)流工藝時，關(guān)于MBR路線，普通新建膜池，原有沉淀池廢棄或做他用。而關(guān)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(yīng)用已有構(gòu)筑物和工藝。

4）加藥系統(tǒng)，兩工藝路線關(guān)于加藥系統(tǒng)均無明顯影響，磁混凝局部需增加的PAM及磁粉投加系統(tǒng)可設(shè)置于磁混凝廓清池上部，無需改動原有加藥系統(tǒng)及新增用地。

5）污泥系統(tǒng)，由于處置才能的提升，剩余污泥量及化學(xué)污泥量均有一定水平的進(jìn)步，兩工藝路線均需對污泥系統(tǒng)停止擴容。南京實驗室純水設(shè)備依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，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(xué)污泥量因除磷量的增加有稍微上升；而關(guān)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(xué)污泥量與MBR工藝根本分歧。

綜上，兩工藝路線關(guān)于現(xiàn)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(biāo)。

2.2 生物池提標(biāo)潛能比擬

受二沉池運轉(zhuǎn)效果及處置才能的影響，普通生物池設(shè)計污泥濃度在3-4g/L，本局部比擬依照原生物池設(shè)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(zhì)影響較大，不同地域進(jìn)水水質(zhì)及溫度存在明顯差別，本局部比擬經(jīng)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(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法相分離的污水處置工藝，它以共同構(gòu)造浸沒式膜組件置于曝氣池中，經(jīng)過好氧曝氣與生物處置后的水，由泵經(jīng)過濾膜過濾后以抽出。它與傳統(tǒng)污水處置辦法大的差別在于替代了傳統(tǒng)生化工藝中的二沉池和三級處置工藝。南京純水設(shè)備依據(jù)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(yīng)用更為普遍，采用中空纖維膜MBR停止剖析?，F(xiàn)階段，普通運轉(zhuǎn)良好的MBR生物池，最大污泥濃度為8g/L，f=0.5，即提標(biāo)后，其最大生物為4gVSS/L，是提標(biāo)前的1.90倍。

MBBR為泥膜復(fù)合工藝，其生物量由兩局部組成，即池內(nèi)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(dāng)系統(tǒng)參加填料后，生物膜會對活性污泥的處置才能產(chǎn)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(dāng)于好氧區(qū)HRT占50%且好氧區(qū)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(biāo)后，最大生物量是提標(biāo)前的2.03倍。

經(jīng)比擬可知，從生物量的角度，MBR與MBBR對生物池停止提標(biāo)的最大才能是根本分歧的，有效生物量MBBR略高。MBR可進(jìn)步運轉(zhuǎn)污泥濃度，MBBR可增加懸浮載體投加量進(jìn)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(biāo)，以至直接提標(biāo)至準(zhǔn)IV，均可以滿足處置請求。

2.3 工藝占地

關(guān)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(shè)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(shù)據(jù)比擬如表1所示。MBR局部，設(shè)計時除了思索變化系數(shù)外，要思索膜通量降落關(guān)于膜組件的補充，設(shè)計時普通預(yù)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(biāo)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(fù)荷影響，普通可取20-40m3/m2/h，萬噸水占地在60-100m2/萬噸，遠(yuǎn)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(yōu)。

MBR與MBBR路線 孰優(yōu)孰劣？聚焦污水廠晉級改造工藝選擇

2）生物處置，現(xiàn)況工藝為SBR類工藝時，關(guān)于MBR路線，可擴建膜池，完成SBR轉(zhuǎn)連續(xù)流運轉(zhuǎn)；現(xiàn)況工藝為連續(xù)流工藝時，關(guān)于MBR路線，普通新建膜池，原有沉淀池廢棄或做他用。而關(guān)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(yīng)用已有構(gòu)筑物和工藝。

關(guān)于新建，相比于傳統(tǒng)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(jìn)周出矩形二沉池外表負(fù)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(jù)占地請求選擇，當(dāng)占地請求<400m2/萬噸時，MBR工藝可滿足請求，當(dāng)占地請求≥400m2/萬噸時，優(yōu)先引薦MBBR+磁混凝路線。

關(guān)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(dāng)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(dāng)設(shè)計出水水質(zhì)需到達(dá)準(zhǔn)Ⅳ類水質(zhì)時，兩路線的中心關(guān)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(wěn)定到達(dá)5mg/L以下的報道，需求在此技術(shù)上新增過濾單元。南京實驗室純水設(shè)備過濾單元可采用高精度纖維轉(zhuǎn)盤濾池，高精度濾布當(dāng)量孔徑為5微米，其設(shè)計濾速應(yīng)控制在7m3/m2/h以內(nèi)，其萬噸水占地在50m2/萬噸以下，噸水投資在50-100元/t，運轉(zhuǎn)費用小于0.05元/t。

詳細(xì)到工程項目中，因各水廠仍存在詳細(xì)狀況的差別，如現(xiàn)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(zhuǎn)狀況等，均可能對兩種路線的占地需求產(chǎn)生影響，選擇時仍需求分離詳細(xì)項目詳細(xì)剖析。

三、MBR與MBBR路線投資運轉(zhuǎn)比擬

3.1 投資比照

關(guān)于污水處置廠，投資與工藝路線的選擇息息相關(guān)，需求在滿足出水水質(zhì)請求的狀況下，盡量降低投資及運轉(zhuǎn)本錢。

MBR投資主要由設(shè)備費和土建費用組成，其中，設(shè)備費占較大比重，普通在60%以上，隨同著MBR技術(shù)的研發(fā)日益成熟，MBR設(shè)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(jìn)一步降低，這也是這幾年國內(nèi)可以大范圍應(yīng)用MBR的關(guān)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(tǒng)一權(quán)衡，關(guān)于地上式污水廠，土建費用普通在設(shè)備費用的1/3左右。

因MBBR局部無土建變動，其投資全部為設(shè)備費用，受設(shè)計水質(zhì)影響較大，普通噸水投資在200-500元/t；而磁混凝噸水設(shè)備投資在150-250元/t，由于工藝負(fù)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(yōu)勢。

3.2 運轉(zhuǎn)本錢

無論是采用MBR工藝，還是MBBR工藝，其運轉(zhuǎn)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(shè)備由于兩種工藝的生物池局部曝氣量、設(shè)備功率根本分歧，且除磷加藥量相當(dāng)，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(shè)備及磁混凝工藝設(shè)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(jīng)過對幾個實踐污水廠運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)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(zhuǎn)本錢在0.5元以上；關(guān)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(zhuǎn)費用在0.2元以下。MBBR+磁混凝工藝路線在運轉(zhuǎn)費用上較MBR工藝具有較大的優(yōu)勢。

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