膜生物反应器（MBR）介绍及设计应用（内部资料）北京碧水源科技发展有限公司目 录1 膜生物反应器（MBR）介绍 11.1 原理 11.2 工艺特点 12 设计 32.1 设计进水水质 32.2 设计出水水质 32.3 优质杂排水→城市杂用水（中水） 32.3.1 工艺流程 32.3.2 设计说明 42.4 生活污水→二级出水 52.4.1 工艺流程 52.4.2 设计说明 62.5 生活污水→国家一级A标准 92.5.1 工艺流程 92.5.2 设计说明 9i1 膜生物反应器（MBR）介绍1.1 原理膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）简称MBR，是二十世纪末发展起来的新技术它是膜分离技术和生物技术的有机结合它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间（HRT）和泥龄（STR）完全分离因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000－12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。
图1 膜生物反应器工作原理简图1.2 工艺特点（1）出水水质优良、稳定高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，不须经三级处理即直接可回用具有较高的水质安全性2）工艺简单由于膜的高效分离作用，不必单独设立沉淀、过滤等固液分离池 （3）占地面积少处理单元内生物量可维持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大缩短4）污泥排放量少，二次污染小膜生物反应器内生物污泥在运行中可以达到动态平衡，剩余污泥排放很少，只有传统工艺的30%，污泥处理费用低5）系统抗冲击性强，适应范围广防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌（硝化细菌等）的生长，使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，有利于它们的分解，从而系统中各种代谢过程顺利进行6）自动化程度高，管理简便MBR由于采用膜技术，大大缩短了工艺的流程和通过先进的电脑控制技术，使设备高度集成化、智能化，是目前为止，国内自动化程度最高的中水回用设备7）节省运行成本由于MBR高效的氧利用效率，和独特的间歇性运行方式，大大减少了曝气设备的运行时间和用电量，节省电耗同时由于膜可滤除细菌、病毒等有害物质，可显著节省加药消毒所带来的长期运行费用，膜生物反应器工艺不需加入絮凝剂，减少运行成本。
8）模块化设计，易于根据水量情况进行自由组合由于高度的集成化，MBR形成了规格化、系列化的标准设备，用户可根据工程需要进行组合安装2 设计膜生物反应器污水处理工艺设计中应根据不同污水源和要求达到的出水水质采用不同的工艺流程和选用不同的设计参数2.1 设计进水水质表1 进水水质指标项目单位综合城市污水城镇（小区）生活污水农村生活污水杂排水优质杂排水CODcrmg/L450400300200100BOD5mg/L20020015010050SSmg/L30025018010050NH3-Nmg/L4030302020TNmg/L50404030――TPmg/L5433――粪大肠菌群数个/L106106106――――2.2 设计出水水质表2 出水水质指标项目单位北京市污染物排放标准（DB11/307-2005）城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）城市污水再生利用城市杂用水水质（GB18920-2002）一级A一级B二级一级A一级B二级CODmg/L1550605060100---BODmg/L5152010203010-20SSmg/L103050102030---NH4-Nmg/L2510582510-20TNmg/L1520---1520------TPmg/L0.10.50.50.513---2.3 优质杂排水→城市杂用水（中水）2.3.1 工艺流程污水细格栅调节池毛发过滤器提升泵MBR反应池抽吸泵消毒剂清水池（中水池）管道混合器射流式水下曝气鼓风机2.3.2 设计说明1、细格栅在有条件的情况下，尽可能选用自动机械格栅，栅距1mm。
水量较小的可采用人工提篮式格栅，栅隙为1mm2、调节池容积按日处理量的40%计算为防止污泥沉积和厌氧，采用射流式水下曝气器进行搅拌，设备能力小一些，以达到上述目的即可3、毛发过滤器毛发类杂质较多时应安装毛发过滤器，选择快开式设备4、MBR（1）为充分利用膜的处理能力，设备可以按24小时运转设计2）MBR反应池容积，可按2-3小时停留时间设计，但应满足膜组的布置和槽内旋回流的要求，即做好水流和气流的组织，防止曝气死角MBR反应池内的曝气量应同时满足生物需氧量和膜冲洗的要求膜冲洗风量按不同厂家的膜组件设计（日本三菱膜按膜组件投影面积60-100m3/m2·h设计；旭化成中空纤维膜按每支微滤膜组件曝气5～7m3/h设计）3）处理量较小的可以不设专用清洗设备，采用定期清洗4）处理站的管道（包括空气管 ）均应进行水力计算水泵的吸水管流速按0.8m/s左右计出水管流速按1.0 m/s左右计曝气管 主管按10-15 m/s计 支管按4-5 m/s计（5）MBR反应池分组分格时，一定要考虑进污水的均匀性6）几个膜组同时用1台或几台抽吸泵时，应考虑抽吸泵的均匀性，必要时应分设调节阀。
以防各组膜通量不同7）各膜组的曝气量应考虑均匀，以防个别膜组曝气冲刷气量不足，膜表面积泥而影响膜通量8）在施工图阶段，必须详细设计有关MBR反应器所有的管道，包括进水管、抽吸管、曝气管以及其他必要的管道9）中水池容积按日处理量的30%计算10）当要求出水达“一级A” 以上时可采用双膜法，即MBR-RO，工艺流程如下：污水细格栅调节池毛发过滤器提升泵MBR反应池抽吸泵清水池提升泵射流式水下曝气鼓风机中间水池RO双膜工艺流程图2.4 生活污水→二级出水2.4.1 工艺流程1、小型生活污水处理可按“好氧-MBR工艺”工艺流程如下：污 水化粪池调节池细格栅提升泵抽吸泵出水生化池鼓风机MBR反应池污泥回流2、生活污水量在1000-2000m3/d以上时，处理流程可以按“好氧-水解-MBR工艺”设计工艺流程如下：污 水粗格栅调节池提升泵沉砂池细格栅水解酸化出水池MBR膜池混合液回流200%好氧生化抽吸泵剩余污泥混合液回流100%2.4.2 设计说明1、小型生活污水处理“好氧-MBR工艺”说明1）化粪池化粪池的选用应按服务人口计算，选用国家标准图（2）调节池中小型污水处理站宜设置污水调节池，调节池容量按4-8小时平均污水量为宜（小水量采用高值，中水量采用低值）。
调节池宜设置水下搅拌设备，以防污泥沉积，同时可以使污水厌氧、酸化 （3）膜池为充分利用膜的能力，污水处理可按24小时运转设计在生化池前设置栅孔为1mm以下的机械细格栅为了充分发挥生化池和膜池的各自特点，生化池和膜池可分别设置应利用MBR污泥浓度高的特点，来设计前置生化池，即污水浓度由2g/L上升到6-8g/L，这样可以使生化池的池容减少3-4倍生化池设计参数可用污泥负荷FW=0.1kgBOD/kgMLSS·d,污泥浓度NW=6-8 g/L膜池容积在满足膜组合理布置的前提下，应紧凑合理生化池曝气器，应选用高效曝气器，氧的转移率在20%左右膜池应合理布置，选择合适的膜组件，满足池的旋回流要求，且不得有曝气死角池深应合理满足膜组要求生化池鼓风机与膜池鼓风机应分别设置，合理使用鼓风机选择应考虑节能，风压不宜过高，膜池鼓风机可以考虑脉冲送气，减少能耗生化池曝气量按BOD负荷计算，膜池曝气量按不同厂家膜组件分别设计设计处理水量Q=300-500m3/d以上，可以设置膜清洗设备施工图设计时，应详尽设计各种管道，包括与膜组连接的各种管道，即进水管、气管和冲洗管等，并进行水力计算设计平面图、剖面图和管道系统图以及必要的大样图。
污泥回流率100%，使生化池和膜池污泥均匀，以达到同时硝化与反硝化的目的，并充分利用膜池过量溶解氧处理量较大的工程，污泥回流泵应采用大流量低压头的专用污泥回流泵抽吸泵应采用自吸泵，按膜组器数合理选择，分组抽吸，便于合理调配MBR处理系统应设计以水位、水压为核心的自动控制系统2、生活污水量在1000-2000m3/d以上“好氧-水解-MBR工艺”设计说明：（1）污水进厂前可设化粪池，同时也可设调节池或集水池，其中调节池容积可按2-4小时设计；但在处理构筑物设计时应考虑污水量不均匀系数，按规范计算设计水量qcp和最大水量qmax=k×qcp.（2）粗格栅采用自动回转式格栅，栅距10mm.（3）提升泵房及集水池集水池容积为最大水泵出水量10-20分钟设计小水量取上限，大水量取下限4）提升水泵水泵流量应适应平均水量与最大水量的变化为节省能量，水泵扬程应进行水力计算确定，不能太大5）沉砂池可以选用标准旋流沉砂池6）细格栅，可以用栅距为0.5-1mm的转鼓式筛网7）为节省能耗选用水解酸化池，其COD去除率可达40%左右，BOD去除率可达30%左右，水力停留时间2.5h并用qmax校核，不小于2h.（8）好氧池计算，可用原水浓度减掉水解的降解值。
即BOD计算值为200×（1-30%）=140mg/LCOD计算值为300×（1-40%）=180mg/L计算参数:活性污泥FW=0.1kgBOD/kgMLSS·d污泥浓度NW=6-8g/L9）膜池膜池容积按膜组合理布置下的容积膜池的污泥回流到生化池，回流率可以取100%生化池（好氧）的混合液回流到水解池，回流率为200%生化池鼓风量按BOD负荷计算，膜池鼓风量按不同厂家膜组件分别设计，两池分设鼓风机设计处理水量Q=300-500m3/d以上，可以设置膜清洗设备施工图设计时，应详尽设计各种管道，包括与膜组连接的各种管道，即进水管、气管和冲洗管等，并进行水力。