表2系统出水指标与国家一级A标准的比较
表1基本运行参数
处理量
/m
3
·d
-1
水温
/℃
水力停留时间/h
泥龄
SRT/h
MLSS/mg·L
-1
好氧池
溶解氧
/mg·L
-1
pH
厌
氧
缺
氧
好
氧
合
计
207.8~8.82.92.93.89.6388000~120003~46~8
第3期（总第140期）
2009年6月
No.3（SerialNo.140）
Jun.2009CHINAMUNICIPALENGINEERING
收稿日期：2009-04-24
膜生物反应器（MBR）是膜分离技术与传统活
性污泥法有机结合而成的新型工艺。A
2
/O工艺具有除
碳和脱氮除磷的作用。结合上述两种工艺的A
2
/O型
MBR工艺，可进一步拓展MBR的应用范围，使MBR
在城市污水深度处理中得到更广泛的应用。
为此，在上海市吴淞水质净化厂进行的处理规模
为20m
3
/d的A
2
/O型MBR工艺的中试试验（2008年11月
20日~2009年3月30日）基础上，总结了A
2
/O型MBR
的设计参数和计算方法。
1试验流程与方法
1.1试验流程
工艺流程见图1。
试验用水为该厂的格栅井出水。其化学需氧量
（COD
cr
）、5d生化需氧量（BOD
5
）、氨氮（NH
3
-N）、
总氮（TN）、总磷（TP）和悬浮固体浓度（SS）的平
均值分别为490、191、39、76、6.3、152mg/L。
该工艺中设置了两个回流：回流污泥（回流比1∶1）
从MBR池回流至厌氧池，目的是实现厌氧释磷；硝
化液（回流比3∶1）从MBR池回流至缺氧池，目的是
实现反硝化脱氮。
1.2膜组件
试验在MBR池内安置了两支独立的旭化成化学
株式会社的UNA-620A中空纤维微滤膜组件。材质为
聚偏氟乙烯（PVDF）；工作方式为外压式；公称孔径
为0.1μm；单支膜面积为17.5m
2
（原厂型号为25m
2
，
为适应试验要求改为17.5m
2
）；膜组件尺寸为
准0.15mm×1.4m。
1.3操作条件
本试验接种二沉池的污泥。污泥质量浓度
（MLSS）为6000~7000mg/L，2008年11月20日~
2009年3月30日期间的试验基本运行参数见表1。
1.4分析方法
试验测定项目包括COD
cr
、BOD
5
、NH
3
-N、TN、
TP、SS、浊度、色度和粪大肠菌群数等。测定均采
用标准方法
[1]
。
2试验结果
表2为试验的运行结果，其中2008年11月20日~
2008年12月31日的检测频率为1次/d，而2009年01月
01日~2009年03月30日的检测频率为0.33次/d。
林琳
1
，黄瑾
1
，白海龙
1
，张伟兴
2
（1.上海市城市建设设计研究院，上海200125；2.旭化成化学株式会社，上海200336）
摘要：采用旭化成化学株式会社生产的中空纤维膜组件，建立了处理能力为20m
3
/d的A
2
/O型膜生物反应器（MBR）系
统，对城市污水的深度处理进行了中试研究。试验结果表明系统运行稳定，各项出水指标均达到或优于国家一级A标
准。在此基础上，重点介绍了处理规模为30000m
3
/d，采用A
2
/O型膜生物反应器系统的总体概念设计。通过计算总结了
设计要点，并得出单位经营成本为0.84元/m
3
，较其他同类工艺成本低。
关键词：污水处理；A
2
/O型膜生物反应器（MBR）；工程设计；中空纤维膜
中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1004-4655（2009）03-0061-03
A
2
/O型膜生物反应器污水处理工艺设计要点
项目出水指标范围出水指标均值国家一级A标准
COD
cr
/mg·L
-1
20~4827.550
BOD
5
/mg·L
-1
6.6~10.09.510
NH
3
-N/mg·L
-1
0.7~3.51.85
TN/mg·L
-1
3.1~9.65.215
TP/mg·L
-1
0.2~0.50.40.5
SS/mg·L
-1
6~10810
浊度/NTU＜0.1＜0.1—
色度/倍＜5＜530
大肠肝菌/个·L
-1
未检出未检出10
3
61
由表2可知，A
2
/O型MBR工艺运行稳定，抗冲击
负荷能力强。系统对污染物处理效果好，出水各项指
标优于国家一级A的排放标准，强化了脱氮除磷效
果，出水平均TN和TP分别为5.2mg/L和0.4mg/L。
3工程计算
在中试基础上，总结了设计参数和计算方法，对
处理规模为30000m
3
/d（水温12℃）的A
2
/O型MBR
工艺进行了概念设计
[2]
。
3.1设计条件
参考上海市吴淞水质净化厂的进水水质，设定了
进水指标，出水要求达到国家一级A的排放标准，根
据处理规模，可得污染物削减负荷量。具体见表3。
3.2反应池容积与水力停留时间
具体参数见表4。
3.3容积负荷与污泥负荷
设MLSS为8000mg/L，容积负荷和污泥负荷见表
5。
污泥经生化需氧量BOD
5
处理后的污泥负荷满足
0.05~0.10kg/（kg·d）的要求。
3.4污泥回流比
不同污泥回流比下TN去除效率对比见表6。由表
6可知，当污泥回流比为3∶1时，出水TN质量浓度为
12.5mg/L，满足出水指标要求。如脱氮要求更高时，
需增大污泥回流比。反之，进水TN指标降低，达到
同等的去除效果，回流比可减小。
3.5膜通量
膜生物反应池采用过滤9min，反冲洗1min的
运行方式，如图2所示。
1）平均膜通量
F
軈
=
Q
S
（1）
式中：F
軈
为平均膜通量，m
3
/（m
2
·d）；Q为进水流量，
m
3
/d；S为膜面积，m
2
。
2）运行膜通量
F
f
=
F
軈
0.8
（2）
式中：F
f
为运行膜通量，m
3
/（m
2
·d）。
根据式（1）和式（2），膜通量见表7。
3.6曝气量
1）好氧池曝气量：
m
（O）
=0.55×ρ
B
×Q+0.1×ρ
W
×V
+4.57×（ρ
N
×Q-0.05ρ
N
×Q）（3）
-2.86×mot
式中：m
（O）
为好氧池曝气量，kg/d；ρ
B
为进水BOD
5
浓
度，kg/m
3
；Q为进水流量，m
3
/d；ρ
W
为污泥浓度，kg/
m
3
；V为好氧池容积，m
3
；ρ
N
为进水TN浓度，kg/m
3
；
mot为反硝化的硝酸盐量，kg/d。
根据式（3），好氧池需氧量见表8。
表8好氧池需氧量
流量/
m
3
·d
-1
BOD
5
/
kg·m
-3
TN/
mg·L
-1
MLSS/
mg·L
-1
好氧池容量/
m
3
需氧量/
kg·d
-1
300000.185010000
a
562512833
注：需氧量计算时按保守MLSS取值。
流量/
m
3
·d
-1
膜面积/
m
2
·支
-1
膜组件/
支
膜表
面积/m
2
膜通量/m
3
·m
-2
·d
-1
平均运行
30000252688672000.450.56
表7膜通量
图2过滤、反冲洗示意图
表5容积负荷与污泥负荷
表6污泥回流比
名称
容积负荷/kg·m
-3
·d
-1
污泥负荷/kg·kg
-1
·d
-1
COD
cr
BOD
5
COD
cr
BOD
5
好氧池1.810.770.230.10
厌氧+缺氧+好氧池1.030.440.130.055
注：好氧池包括曝气池和膜生物反应池。
污泥回流比进水TN/mg·L
-1
TN去除率/%出水TN/mg·L
-1
2∶1506716.5
3∶1507512.5
4∶1508010.0
表4反应池容积与水力停留时间
名称池容量/m
3
水力停留时间/h
厌氧池12501
缺氧池37503
曝气池56254.5
膜生物反应池
合计
1000
11625
0.8
9.3
表3设计条件
项目进水/mg·L
-1
出水/mg·L
-1
污染物削减负荷/kg·d
-1
COD
cr
450＜5012000
BOD
5
180＜105100
NH
3
-N40＜51050
TN50＜151050
TP8＜0.5225
SS250＜107200
2009年第3期
林琳，黄瑾，白海龙，等：A
2
/O型膜生物反应器污水处理工艺设计要点
62
设备数量/台功率/kW运行时间/h用电量/kWh·d
-1
厌氧槽搅拌机45.524528
缺氧槽搅拌机45.524528
污泥循环泵2110245280
过滤/反冲洗泵455.0245280
化学清洗泵22.20.20.9
好氧槽风机2200249600
膜曝气风机22502412000
合计33216.9
表11用电量
药剂名称作用用量/t·a
-1
单价/元·t
-1
费用/元·a
-1
次氯酸钠（NaClO）
EFM清洗
CIP清洗
114.81500172224
草酸（C
2
H
4
O
2
）CIP清洗57.383600206568
氢氧化钠（NaOH）调节pH41.6150062400
亚硫酸钠（Na
2
S
2
O
3
）中和NaClO5.35350018713
合计46万元/a
表12药剂费
项目费用/万元·a
-1
备注
电费577.1电费单价：0.68元/kWh
水费0.1水费单价：1.93元/t
药品费46.0
膜替换费用268.8膜寿命按8a计
耗材费8.5
检修费5.0
人工费10.81800元/（30d·人）
合计916.3
表13年经营成本
表10排泥量
流量/m
3
·d
-1
进水BOD
5
/kg·m
-3
m排泥量/kg·d
-1
300000.183456
膜组件/
支
单支曝气量/
m
3
·h
-1
·支
-1
流量/
m
3
·d
-1
气水比
268873000015∶1
总膜曝气量
m
3
·h
-1
m
3
·min
-1
18816313.6
表9膜曝气量
2009年第3期
林琳，黄瑾，白海龙，等：A
2
/O型膜生物反应器污水处理工艺设计要点
设氧气的溶解率为15%，按1kg氧气换算成体积
为0.277m
3
计，则好氧池曝气量：
12833
0.277×0.15
=
308856m
3
/d，即214.5m
3
/min。
2）膜曝气量：通常膜曝气量按5~7m
3
/（h·支）
计算。单位流量下的膜曝气量见表9。气水比N按式
（4）计算。
N=
A
Q
（4）
式中：A为膜曝气量，m
3
/h；Q为进水流量，m
3
/h。
一般膜生物反应器实际气水比为20:1左右。由
于旭化成的膜组件采用限制曝气技术，所以曝气量小
于普通膜曝气量。该措施不仅有效避免了从MBR池
回流至厌氧池的污泥所含溶解氧对厌氧系统的冲击，
还可节约能耗、降低运行费用。
3）总曝气量为好氧池曝气量和膜曝气量之和，故
为512.8m
3
/min。
3.7排泥量
排泥量按式（5）计算：
m排泥量=ρ
B
×Q×64%（5）
式中：m
排泥量
为每天排泥质量，kg/d；64％为传统工艺
产泥量的减量经验数据。计算结果见表10。
设排泥浓度为10000mg/L，则每天的排泥体积
为345.6m
3
。
3.8总污泥龄
t
W
=
V×ρ
W
m
WT
（6）
式中：t
W
为总污泥龄，d；V为总污泥池容积，m
3
；ρ
W
为污泥浓度，kg/m
3
；m
WT
为排泥量，kg/d。
总污泥池容积为11625m
3
，则总污泥龄：
11625×10
3456
=33.6d，约34d。
4运行费用
参照中试的实际运行费用，处理规模为30000m
3
/d
时，A
2
/O型MBR工艺的运行费用计算如下。
1）电费见表11。设备利用率约为70%，电费单价
为0.68元/kWh计，则年度电费为：33216.9×0.7×
0.68×365=577万元/a。
2）药剂费见表12。其中在线清洗（EFM）的频率
为1次/7d，浸润清洗（CIP）的频率为0.5次/a。
3）年经营成本见表13。可以核算出单位经营成本为：
916.3万元
365×30000
=0.84元/m
3
，低于其他同类工艺。
5结语
1）A
2
/O型MBR工艺实现了除碳和脱氮除磷的功
效。中试时水力停留时间为9.6h，泥龄为38h，出水
水质稳定、优良，达到或优于国家一级A排放标准。
2）参照试验时实际运行条件，折算为30000m
3
/d
规模的A
2
/O型MBR处理工艺的单位经营成本为
0.84元/m
3
。该费用低于其他同类工艺单位经营成本
（约1元/m
3
）。
参考文献：
［1］国家环保总局.水和废水监测分析方法［M］.4版.北京：中国环境
科学出版社，2002.
［2］北京市政设计院.给水排水设计手册［M］.2版.北京：中国建筑工
业出版社，2001.
63
1stgradestandard(classA).BSfillerenhanced
nitrogenremovalefficiencysignificantly.
Keywords:MembraneBioreactor(MBR);
decentralizedreclamationunitfor
wastewatertreatment;
BSfiller;
hollowfibermembrane;
A/O;A
2
/O
OnImprovementPlanfromCombinedSystem
toSeparateSysteminShanghai
HanyangSewerageSystem
ZHANGHui
1
,WUYue
2
,XUCan-hua
1
,XUYue-jiang
1
(1.ShanghaiMunicipalSewageCo.Ltd.,
Shanghai200070,China;
2.ShanghaiMunicipalEngineeringDesignGeneral
Institute，Shanghai200092,China)
Abstract:Themainimprovementmethod,from
combinedseweragesystemtoseparateonehas
beenmentionedinthepaper.Combinedwith
ShanghaiHanyangSewerageSystemimprovement
project,theadvantages,possibilityandactual
difficultiesoftheimprovementprocesshavebeen
emphasizedbytheauthor.Finally,theideationalplan
ofHanyangseparatesystemhasbeenintroduced.
Keywords:seweragesystem;
combinedsystem;
seperatesystem;
techniqueimprovement
DesignPlanofBracingofFoundationPit
inSuzhouRiverWaterSystem
SewageInterceptionandTreatmentProject
YINGJun
(ShanghaiUrbanConstructionDesignandResearch
Institute,Shanghai200125,China)
Abstract:Thefourbracingplansofurban
foundationpitprojectwerementionedincluding
undergroundcontinuouswall,boredpilecombined
withdeepmixingpile,steelcementsoilmixingwall
andgravitybracingstructure.Aimingatthethree
sewageinterceptionfacilities(DaWuchuan,
ChangqiaoandMeilong)ofSuzhouRiverwater
systemsewageinterceptionandtreatmentproject,
thedetaileddesignplanandconstructionwereput
forwardbytheauthor.
Keywords:sewageinterception;
sewageinterceptionand
treatment;
bracingoffoundationpitfacilities;
design
DesignPointsofA
2
/O-MBR
WastewaterTreatmentProcess
LINLin
1
,HUANGJin
1
,
BAIHai-long
1
,ZHANGWei-xing
2
（1.ShanghaiUrbanConstructionDesignand
ResearchInstitute,Shanghai200125,China;
2.AsahiKASEI,Shanghai200336,China)
Abstract:Apilot-scaleMBRsystemusingthe
hollowfibermembranefromAsahiKASEIwitha
treatmentscaleof20m
3
/dwasconstructedtostudy
thedeeptreatmentofmunicipalwastewater.The
resultsshowedthatthesystemransteadily.The
effluentqualitymetorsurpassednational1stgrade
(classA)standard.Basedonthepilottest,ageneral
conceptualdesignofA
2
/O-MBRprocesssystem
withatreatmentscaleof30000m
3
/dwas
performed.Theunitwastewatertreatmentcostof
thesystemwas0.84yuan/m
3
,whichwaslower
thantheothersimilarprocesses.
Keywords：sewagetreatment;
A
2
O-MBR;
projectdesign;
hollowfibermembrane
TreatmentProcessandDesignPoints
ofSludgeDryingandBurning
YUJue-jin
(ShanghaiUrbanConstructionDesignandResearch
Institute,Shanghai200125,China)
Abstract:Sludgehasbecomeoneofthemost
importantenvironmentalproblemsinfluencingthe
citydevelopment.Torealizereduction,stabilization,
decontaminationandreclamation,burningisof
doublefunctionswithtotalstabilizationand
reductionforagreatdealofsludge.Itstreatment
processiscomposedmainlyofdrying,burningand
gascleaningsystems.Theauthorhasalso
introducedthedesignpointsofsludgedryingand
ABSTRACTS
92
|
|
