MBR、MBBR+磁混凝是兩種比較受關注的技術比較
【蘭州純水設備http://www.ilangnet.cn】MBR技術和MBBR+磁混凝技術是污水處理廠改造升級中備受關注的兩種技術路線。兩種工藝均可使生物處理能力提高一倍，與水廠現有工藝高度兼容。它們都是土地密集型過程。筆者對這兩個過程進行了全面的比較，得出的結論如下:
MBR和MBBR+混凝磁路均可作為集約工藝，占地少，滿足生活污水處理廠升級、擴建或新建的需要。生物池處理能力可提高100%。
對于升級和擴建項目，MBBR路線更好。對于新項目，MBR路線和MBBR路線的選擇應根據土地緊缺程度確定:當土地需求量小于400m2/ 10000噸時，MBR工藝可以滿足要求;建筑面積要求400m2/ 10000 t時，優先采用MBBR+磁凝方式。
當設計水質達到準確Ⅳ類水質,MBBR路線可以提高精密過濾器加強SS治療效果。
MBBR+磁混凝路線，投資和運行成本節約水處理設備，在工程實踐中顯示出良好的效果。
近年來,國家變得越來越嚴格的水環境的要求,提高污水處理廠排放標準,在這一階段的新建造污水處理廠(變化、擴張都需要達到的水平(gb18918 - 2002)標準,準Ⅳ部分需要達到水質標準。在國內改造過程中，膜生物反應器(MBR)、移動床生物膜工藝(MBBR)、磁凝等強化工藝逐漸受到重視并得到廣泛應用，取得了良好的工程實踐效果。通過比較MBR和MBBR +磁凝固(MBBR)流程路線,分析了適用的場景的等候的兩條技術改造方面的潛力,足跡的過程,過程符合當前形勢下,投資和運行費用,提供參考的選擇忍耐轉換為國內污水處理廠的技術路線。
1. MBR和MBBR路由概述
MBR，通過膜過濾實現污泥與水的分離，可以富集較高的污泥濃度在生化池中，增強處理效果;此外，膜法工藝可以有效地滿足SS的高排放標準要求。如果生化指標(有機物、TN、TP、氨氮等)達到標準，則可以排放出水消毒，這是一個高集成度的工藝。為了保護薄膜元件，對預處理要求嚴格，需要設置超細格柵、沉淀池等;如果進水口超過設計流量限制， 則只能排放原水;這是一個典型的高能耗、高藥耗過程。
MBBR通過在反應器中加入懸浮載體來提高生化處理效果，可以實現原位轉化和原位標記;而MBBR屬于生化增強技術蘭州純水設備。對于SS和TP，最終供水是不可能實現的，需要與其他深加工技術相匹配。磁混凝，通過在混凝階段加載磁粉，可以增強混凝沉淀效果，保證SS和TP的加工效果，可以與MBBR相結合互補，形成密集的工藝組合。
二、MBR與MBBR路線技術比較
2.1 生物池提標潛能比較
受二沉池運行效果及處理能力的影響，一般生物池設計污泥濃度在3-4g/L，本部分比較按照原生物池設計平均污泥濃度3g/L進行計算，f=0.7，即2.1gVSS/L。由于生物反應受溫度及水質影響較大，不同地區進水水質及溫度存在明顯差異，本部分比較通過能夠增加的最大等效生物量進行比較，不討論其他因素。
MBR膜生物反應器是一種將高效的膜分離技術與傳統活性污泥法相結合的污水處理工藝，它以共同結構浸沒式膜組件置于曝氣池中，經過好氧曝氣與生物處理后的水，由泵經過濾膜過濾后以抽出。它與傳統污水處理方法大的差異在于替代了傳統生化工藝中的二沉池和三級處理工藝。根據膜的形式不同，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，且應用更為廣泛，采用中空纖維膜MBR進行分析。現階段，一般運行良好的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，其生物量由兩部分組成，即池內的活性污泥和填料表面的料上污泥。MBBR并非兩者簡單的疊加，二者會相互影響。當系統加入填料后，生物膜會對活性污泥的處理能力產生一定的影響，按照改造前處理能力的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，按照填料掛膜量12g/m2計算，填料有效比表面積取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。
經比較可知，從生物量的角度，MBR與MBBR對生物池進行提標的最大能力是基本一致的，有效生物量MBBR略高。MBR可提高運行污泥濃度，MBBR可增加懸浮載體投加量提高生物量。僅生化段（不包括膜池或二沉池），兩種工藝均可實現處理能力翻倍，不論是從一級B向一級A提標，甚至直接提標至準IV，均能夠滿足處理要求。
2.2 與現況工藝契合度
1）預處理，現階段我國的一般污水廠預處理段采用兩級格柵，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，為延緩堵塞，要求進水前增加一道1-2mm的精細格柵（膜格柵）；而MBBR防止堵塞的機制在于填料和篩網之間水力學的良好設計，而非通過強化進水攔截；但新增膜格柵占地很小，一般污水廠均可以解決。
2）生物處理，現況工藝為SBR類工藝時，對于MBR路線，可擴建膜池，實現SBR轉連續流運行；現況工藝為連續流工藝時，對于MBR路線，一般新建膜池，原有沉淀池廢棄或做他用。而對于MBBR路線，其鑲嵌式改造的特點，與兩類工藝均能較好嵌合，且合理利用已有構筑物和工藝。
3）曝氣系統，由于生物量的增加，一般情況下，兩工藝路線均需對曝氣系統進行改造，均需要采用底部曝氣。
4）加藥系統，兩工藝路線對于加藥系統均無明顯影響，磁混凝部分需增加的PAM及磁粉投加系統可設置于磁混凝澄清池上部，無需改變原有加藥系統及新增用地。
5）污泥系統，由于處理能力的提升，剩余污泥量及化學污泥量均有一定程度的提高，兩工藝路線均需對污泥系統進行擴容水處理設備。根據規范，一般的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反應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略微上升；而對于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工藝基本一致。
綜上，兩工藝路線對于現況工藝的契合度均較高，能夠在最小的改動下實現污水廠的提標。
2.3 工藝占地
對于升級改造，兩種路線均無需擴建生化池，但均涉及新增占地。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澄清池。兩種路線升級改造的典型案例數據比較如表1所示。MBR部分，設計時除了考慮變化系數外，要考慮膜通量下降對于膜組件的補充，設計時一般預留10-20%，同時，盡管膜通量各異，但隨著規模的增大，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。磁混凝澄清池工藝占地受表面負荷影響，一般可取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。比較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？聚焦污水廠升級改造工藝選擇
對于新建，相比于傳統工藝，MBBR或MBR均可將生化池占地縮小50%。但MBBR需要新增沉淀池，考慮周進周出矩形二沉池表面負荷較高且占地利用率高，一般可取0.8-1.2m3/m2/h，沉淀池和深度處理的占地仍需400-600m2/萬噸。此時需根據占地要求選擇，當占地要求<400m2/萬噸時，MBR工藝可滿足要求，當占地要求≥400m2/萬噸時，優先推薦MBBR+磁混凝路線。
對于原生化池提量，兩種路線均能實現生化池處理能力提升100%。當提量100%、處理能力翻倍時，MBBR路線需擴建一半規模二沉池，新增占地在230-360m2/萬噸，小于MBR路線占地。
當設計出水水質需達到準Ⅳ類水質時，兩路線的核心關鍵差別在于SS。MBR可實現出水SS<5mg/L，而目前尚無磁混凝出水SS穩定達到5mg/L以下的報道，需要在此技術上新增過濾單元。蘭州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，運行費用小于0.05元/t。
具體到工程項目中，因各水廠仍存在具體情況的差異，如現況沉淀池是否需改造或擴建、已有深度處理工藝流程及運行情況等，均可能對兩種路線的占地需求產生影響，選擇時仍需要結合具體項目具體分析。
三、MBR與MBBR路線投資運行比較
3.1 投資對比
對于污水處理廠，投資與工藝路線的選擇息息相關，需要在滿足出水水質要求的情況下，盡量降低投資及運行成本。
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，一般在60%以上，伴隨著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，下降到現在的600-1000元，未來有望進一步降低，這也是這幾年國內能夠大規模應用MBR的關鍵；土建費用受污水廠形式（全地下、半地下、地上式）、場地條件影響較大，無法統一衡量水處理設備，對于地上式污水廠，土建費用一般在設備費用的1/3左右。
因MBBR部分無土建變動，其投資全部為設備費用，受設計水質影響較大，一般噸水投資在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，土建占地面積小，其土建投資一般在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 運行成本
僅比較運行成本的差異項，非全部運行成本。無論是采用MBR工藝，還是MBBR工藝，其運行成本主要由以下幾部分組成：藥劑費、電費和易耗品折舊費用（MBR為膜、MBBR為填料）。由于兩種工藝的生物池部分曝氣量、設備功率基本一致，且除磷加藥量相當，因此該部分費用不計入比較。即藥劑費的對比僅對比除磷藥劑外的其他藥劑，電費的對比僅對比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基本電費差異不計入比較。
通過對幾個實際污水廠運行數據分析，MBR工藝的噸水電費及噸水折合膜更換費用（按照使用年限5年計算）均在0.2元以上，藥劑費用在0.01元左右，MBR工藝的平均運行成本在0.5元以上；對于MBBR工藝路線，僅計算其填料折舊費用，按照使用年限10年計算，其噸水成本在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，因此，MBBR+磁混凝其總運行費用在0.2元以下。MBBR+磁混凝工藝路線在運行費用上較MBR工藝具有較大的優勢。水處理設備 去離子水設備
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