MBR生物反應器的運行管理（下）

   在前兩篇和大家介紹了MBR生物反應器的基礎知識和分離原理以后，這一篇會和大家著重探討MBR反應器的運行管理的相關內容。歡迎大家閱讀并參與討論。

   MBR反應器在運行中，最大的困擾來自于MBR膜的結垢和污堵造成的膜通量下降的問題。膜通量下降會使處理水量下降，造成污水廠的運行負荷無法達到正常運行負荷，需要用大量的資金和時間來進行膜的物理和化學清洗，恢復膜通量，但是在沒有全面系統的管理條件下，膜通量的下降時間會越來越短，清洗頻次也會越來越多，最終導致MBR膜無法正常運轉，在污水廠中，對膜污堵和結垢的原因進行管理，是MBR工藝的重要管理內容。

   MBR膜反應器作為活性污泥法中的一個組成部分，替代了二沉池和深度處理單元，因為這個原因，在MBR的運行中仍要結合活性污泥法中的一些因素來進行運行管理工作。下面從幾個方面和大家一起探討MBR的運行管理工作。

   一、預處理設備。

   城鎮污水中常常含有大量的細小的懸浮物和棉織物的纖維，動物毛發等，這些細小的懸浮物和纖維、毛發在預處理段要進行非常有效的去除，否則這些懸浮物和纖維會將MBR膜的中空纖維編織和捆綁起來，使中空纖維膜絲捆扎成一束一束，活性污泥的混合液無法進入到束內的膜絲進行過濾，造成膜通量的下降。因此在采用MBR膜反應器的污水廠，特別是后期改造的污水廠對于前端的預處理設備，特別是格柵的選用一定要充分考慮細小的懸浮物和棉織物纖維的去除。一般為了有效去除這些物質，會采用粗、中、細三道格柵，或者是粗、細、膜格柵。最終的膜格柵要采用1mm~0.5mm的過濾間距，并且采用高壓水沖洗的方式進行清渣處理，這樣才能有效去除污水中的細小懸浮物和纖維。

   在污水廠進行改造或者新建設計之初，如果確定采用MBR膜反應器，應對進水水質進行不同孔徑的篩分過濾，根據不同孔徑的金屬篩網過濾后的雜物來判斷和確定應采用什么密度的格柵來對污水中的物質進行去除，以免在MBR膜的后期運行中，造成膜運行和更換成本的上升。

   另外在很多研究和實際運行中發現，進水中存在油類、油脂等都會對MBR造成很嚴重的污堵情況，對大量存在油脂的進水，要進行機械刮油和氣浮除油等，對油脂進行去除，以免造成MBR膜污堵和結垢。

   二、污泥培養。

   MBR膜是活性污泥為主體的工藝類型，在運行初期需要進行活性污泥的培養，而活性污泥的正常的培養需要微生物的培養和增殖，整個過程較為緩慢。但是很多污水廠工程在前期受到各種因素制約，進展緩慢，工程完工都是在上級檢查的最后期限之外了，因此對于調試期間根本無法按照正常自然增長的活性污泥來進行，往往需要從別的污水廠拉運已經成熟的活性污泥，這種接種培養的過程從原理上沒有什么問題，很多污水廠也是這樣進行培養的，但是對于MBR工藝，還要有一點一定要進行注意的，就是拉運的其他污水廠的污泥，如果不是MBR工藝的，前端沒有多重的格柵進行污水細微懸浮物的去除，活性污泥中存在大量的懸浮物，纖維，毛發等。這些物質會使MBR膜絲纏繞成束狀，導致內部無法進行過濾，造成膜通量下降，因此即使從其他污水廠進行拉運污泥接種培養，也要注意從進口的膜格柵進行過濾后進入生物池，以免堵塞MBR膜絲。

   除去拉運接種污泥要進行注意以外，還有重要一點需要運行人員注意，就是在培養初期，不能使用MBR膜。對于MBR來說，可以將活性污泥系統的污泥濃度提高到很高的濃度，活性污泥濃度越高，絮凝體越大，在通過MBR膜時就會越容易被擦洗氣體帶走，不容易堵塞。但是在培養初期，活性污泥絮凝體較小，很多絮凝體成針狀的結構，這種結構非常容易嵌入到MBR膜絲中，導致MBR膜絲堵塞，因此在活性污泥培養期間，MBR膜分離器不應投入使用，以免造成MBR膜使用的周期縮短，膜通量下降速度加快。

   三、日常運維項目檢測。

   對于在MBR的日常運維管理中，運行人員需要對系統的一些參數進行日常的檢測，通過這些數據的檢測，逐一對MBR系統的運行效果進行判斷，日常的檢測項目表如下：

   其中（1）DO：當MLSS濃度高時，氧氣的消耗能力增強，溶解氧就會降低。而MBR工藝的優勢在于控制高污泥濃度，因此，在日常運行中，重點要確認好氧池中的溶解氧濃度，，以免生物處理所需的好氧條件不足，造成處理能力下降。。

   （2）生物池中的MLSS：當MLSS濃度過高時，會導致氧氣供給不足和MBR膜的堵塞。因此，在系統內維持合理的MLSS濃度是日常管理需要認真進行的工作。由于MLSS濃度的設置根據各個污水廠的流入污水的濃度和MBR膜的處理條件而有所不同，因此運行管理人員需要通過長期的MLSS檢測和MBR膜的運行工況，出水水質來綜合確定最佳值，同時還要必須確保足夠長的污泥齡SRT來維持硝化和反硝化反應的進行。

   （3）泡沫：曝氣池上的泡沫，不論是啟動泡沫還是生物泡沫，都會將大量的泡沫表面堆積的固體雜質粘固在MBR膜絲表面上，造成MBR膜絲的污堵，導致膜通量下降，對生物池的泡沫的工藝管控，也是在MBR系統中重要的管理內容，通過季節性的工藝調控，降低生物池泡沫的產生，以保證MBR膜的良好運行，是運行人員需要認真對待的。

   （4）EPS：細胞外多糖物質，很多研究都已經明確，EPS對MBR膜絲的結垢和污堵有著直接的關聯，在有條件的MBR廠內，應該將EPS作為日常監測項目，對EPS引起的污泥泡沫，膨脹等問題及時發現，并采取相應的工藝調控措施進行管控，以保證MBR的膜通量。

   （５）濾紙過濾效果：活性污泥中的各種微生物，絮凝體，懸浮雜質，包括EPS對MBR膜的過濾性都會產生嚴重的堵塞和結垢，如果能提前檢測活性污泥的過濾性能，就能采取相應的措施來改變活性污泥的，保持MBR膜的膜通量，因此可以在化驗室進行濾紙過濾速度的檢測。一般可以根據５C的定量濾紙進行過濾，并計算規定時間內過濾的液體容量來判斷過濾效果。如果活性污泥通過濾紙的水量為5 mL ／５分鐘或更少，則MBR膜設備的過濾性能可能會降低。由于膜的污染，即使具有足夠的滲透性，跨膜壓力也會增加。因此，有必要經常檢查滲透率。下圖是用濾紙測量過濾效果的方法：

   （６）MBR膜出水的濁度和SS：確認出水中的SS含量，以確保MBR膜絲有沒有膜破裂或異常。

   （７）膜濾水的常規水質分析：通過分析膜出水中的COD或氨氮來確定好氧池中的DO是否充足，保持出水水質的穩定。

   （８）跨膜壓差、膜通量：通過日常監測跨膜壓差和膜通量數據，判斷MBR是否堵塞，或者堵塞的臨界量，來進行有效的清潔，以確保有效的日常運行，同時也要分析堵塞原因，以便今后進行更好的預先管理。

   這一期公眾號探討了一些污水廠內對MBR反應器的運行管理工作，關于MBR系統還有更多的內容需要進行深入的探討，比如MBR系統的脫氮，MBR系統的除磷，MBR系統的污泥濃度控制等，今后在公眾號的系列文章中會和大家逐步展開探討。歡迎大家持續關注并參與討論。