一體化MBR工藝在污水處理廠的應(yīng)用論文
摘要：MBR工藝是活性污泥法和膜分離技術(shù)的結(jié)合，該工藝具有優(yōu)越的有機(jī)物去除功能和脫氮除磷功能，同時(shí)也具有很高的耐沖擊負(fù)荷能力和運(yùn)行穩(wěn)定性。結(jié)合工程實(shí)例介紹了一體化MBR工藝在西南地區(qū)污水處理廠的應(yīng)用，簡(jiǎn)要介紹了各工段的設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)備選型，并對(duì)處理流程進(jìn)行了優(yōu)化，最后進(jìn)行投資估算和成本分析。該成果對(duì)于后續(xù)科研和設(shè)計(jì)工作具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：污水處理廠；一體化MBR工藝；系統(tǒng)優(yōu)化
膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝是懸浮培養(yǎng)生物處理法（活性污泥法）和膜分離技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)出的新型污水處理工藝，用膜分離設(shè)備取代傳統(tǒng)活性污泥法中的二沉池，可以強(qiáng)化活性污泥與處理水的分離效果。當(dāng)今，水資源日趨短缺，污水排放標(biāo)準(zhǔn)越加嚴(yán)格，中水回用比例要求逐年提高，城市化進(jìn)程逐步加快，地表水和地下水污染帶來的飲用水安全問題日益突出，這些都促使MBR工藝會(huì)得到業(yè)內(nèi)人士更加廣泛的關(guān)注和應(yīng)用[1]。一體化MBR池將生物池、膜池、膜設(shè)備車間以及消毒池等組合為一體，有效節(jié)省了占地面積，并降低了造價(jià)。
1工程概況
某工程包含3座污水處理廠，分別位于重慶市璧山區(qū)青杠、來鳳、丁家街道，設(shè)計(jì)規(guī)模分別為2.5×104、2.0×104（近期1.0×104）、1.5×104m3/d（近期0.75×104m3/d），出水執(zhí)行GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)（其中TN和SS指標(biāo)執(zhí)行GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)）。同時(shí)在青杠、丁家污水處理廠建設(shè)污泥深度處理中心，來鳳污水處理廠產(chǎn)生的含水率80%的污泥送至青杠污水處理廠集中進(jìn)行污泥深度脫水，污泥處理至含水率≤60%后外運(yùn)處置。
2設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)
根據(jù)污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)工業(yè)園區(qū)的工業(yè)類型以及城鎮(zhèn)生活污水特征確定污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)，見表1。
3工藝流程
該工程污水處理采用預(yù)處理＋A2O＋膜池＋次氯酸鈉消毒工藝，污泥處理采用重力濃縮＋化學(xué)調(diào)理＋液壓隔膜板框壓濾工藝，工藝流程見圖1。
4主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)
4.1預(yù)處理系統(tǒng)
預(yù)處理系統(tǒng)主要包括粗格柵及提升泵房、細(xì)格柵及曝氣沉砂池、膜格柵池。青杠、來鳳、丁家污水處理廠各新建粗格柵及提升泵房1座，在格柵渠道安裝間隙為10mm的`機(jī)械回轉(zhuǎn)式粗格柵，主要用于截除污水中較大的漂浮物和懸浮物；同時(shí)新建細(xì)格柵及曝氣沉砂池和膜格柵池，曝氣沉砂池前端安裝細(xì)格柵，采用內(nèi)進(jìn)流細(xì)格柵，柵隙3mm，用于去除污水中較小的漂浮物，特別是絲狀、帶狀纖維類物質(zhì)；同時(shí)為了保護(hù)后段膜系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在膜格柵池中安裝孔隙1.0mm的內(nèi)進(jìn)流膜格柵，在污水進(jìn)入MBR池之前，經(jīng)過膜格柵濾網(wǎng)的進(jìn)一步篩濾，去除對(duì)膜產(chǎn)生危害的纖維類、毛發(fā)類物質(zhì)，以防止膜堵塞，保障膜系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
4.2MBR生化處理系統(tǒng)
一體化MBR池是該工程處理工藝的核心，主要由生物池、膜池和膜設(shè)備車間3部分組成，其中生物池分兩系列布置，每系列可單獨(dú)運(yùn)行。4.2.1生物池設(shè)計(jì)生物池采用A2/O工藝，并采取兩點(diǎn)進(jìn)水、三段回流以及輔助碳源等優(yōu)化措施，兼顧了脫氮和除磷的雙重需要，不僅增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行工況的調(diào)控，而且從根本上強(qiáng)化了生物部分的處理能力，使得MBR系統(tǒng)的處理效果得到了更大程度的提高。MBR生化處理系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。4.2.2膜池及膜設(shè)備車間設(shè)計(jì)青杠、來鳳、丁家污水處理廠膜池分別為4格、3格、3格，每格可單獨(dú)運(yùn)行。每格膜池設(shè)置1臺(tái)透過液泵，恒量抽吸出水。膜箱頂部接出抽吸管路與透過液泵相連，每只膜箱底部設(shè)置曝氣管路，運(yùn)行時(shí)對(duì)膜表面進(jìn)行空氣擦洗，以防止膜表面微生物的快速沉積而影響膜通量。膜池工作時(shí)，間歇自動(dòng)進(jìn)行反沖洗，以延長(zhǎng)膜的使用壽命和保證穩(wěn)定的出水流量。反沖洗水采用濾后水，膜的過濾和反沖洗交替進(jìn)行，一般為8～12min的抽吸過濾，0.5～1.0min的在線反沖洗。膜池連續(xù)工作一段時(shí)間后，膜系統(tǒng)要進(jìn)行化學(xué)清洗，即采用化學(xué)藥劑（一般采用檸檬酸、次氯酸鈉等）對(duì)膜進(jìn)行清洗，以便更好地去除膜表面附著的污染物，恢復(fù)膜通量。膜池配套設(shè)備較多，一般集中布置在膜設(shè)備車間內(nèi)。根據(jù)工藝需要，膜設(shè)備車間內(nèi)布置有透過液泵、CIP泵、空氣壓縮系統(tǒng)、除磷藥劑貯液池及投加裝置、次氯酸鈉儲(chǔ)罐及投加裝置、檸檬酸儲(chǔ)罐及投加裝置以及碳源投加系統(tǒng)等。另外，膜設(shè)備車間還與配電間、控制室、值班室等合建，便于運(yùn)行管理，同時(shí)也節(jié)省了占地。膜池主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表3。
4.3鼓風(fēng)機(jī)房
青杠污水處理廠安裝4臺(tái)多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)，丁家、來鳳污水處理廠分別安裝5臺(tái)和4臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)。鼓風(fēng)機(jī)分成2組，分別向MBR池好氧區(qū)曝氣和膜池擦洗供氣。鼓風(fēng)機(jī)房設(shè)備主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表4。
4.4消毒
工程采用次氯酸鈉消毒方式，青杠、來鳳、丁家污水處理廠分別在MBR池輔助車間設(shè)次氯酸鈉儲(chǔ)罐1個(gè)，同時(shí)配投加泵2臺(tái)（1用1備），污水投加次氯酸鈉后需保證大于30min的接觸時(shí)間。
4.5污泥脫水系統(tǒng)
4.5.1污泥池在青杠污水處理廠新建污泥濃縮池2座，來鳳、丁家污水處理廠各新建污泥濃縮池1座，池內(nèi)安裝1臺(tái)中心傳動(dòng)濃縮機(jī)，剩余污泥在此進(jìn)行重力濃縮，以降低含水率。經(jīng)重力濃縮后污泥含水率降低為98.5%。在青杠、丁家污水處理廠各新建污泥調(diào)理池1座，池內(nèi)安裝耙式攪拌機(jī)1臺(tái)，經(jīng)重力濃縮后的污泥進(jìn)入污泥調(diào)理池并加入絮凝劑和助凝劑，改善污泥脫水性能，以便進(jìn)行更好的壓濾脫水。此外，在青杠污水處理廠新建儲(chǔ)泥池1座，用于暫存從來鳳污水處理廠運(yùn)來的污泥；在來鳳污水處理廠新建污泥勻質(zhì)池1座。4.5.2污泥脫水機(jī)房該工程各廠分別新建污泥脫水機(jī)房1座。青杠污水處理廠污泥脫水機(jī)房安裝2臺(tái)板框壓濾脫水機(jī)，過濾面積為300m2；丁家污水處理廠污泥脫水機(jī)房一期安裝1臺(tái)板框壓濾脫水機(jī)，過濾面積為250m2，同時(shí)給遠(yuǎn)期預(yù)留1臺(tái)機(jī)位，污泥經(jīng)板框壓濾脫水機(jī)脫水后含水率≤60%，外運(yùn)處置；來鳳污水處理廠污泥脫水機(jī)房一期安裝1臺(tái)帶式壓濾機(jī)，帶寬1.0m，同時(shí)給遠(yuǎn)期預(yù)留1臺(tái)機(jī)位，污泥脫水至含水率≤80%后運(yùn)至青杠污水處理廠進(jìn)行板框壓濾深度脫水，污泥含水率≤60%后外運(yùn)處置。
5工程特點(diǎn)
1）該工程將細(xì)格柵、曝氣沉砂池、膜格柵池3個(gè)功能段組合成一個(gè)池體，將生物池、膜池、膜設(shè)備車間等進(jìn)行組合，減少了水頭損失，并有效節(jié)省了用地面積，降低了工程造價(jià)。2）生物池采用兩點(diǎn)進(jìn)水的A2/O工藝，兼顧了脫氮和除磷的雙重需要，增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行工況的調(diào)控。3）膜擦洗采用脈沖曝氣形式，大大減少了擦洗風(fēng)機(jī)風(fēng)量，降低了能耗。
6工程投資分析
該工程總投資為17672.51萬元；其中第1部分投資為14747.67萬元；污水處理廠水處理成本為1.56元/m3，處理水經(jīng)營成本為1.20元/m3。7結(jié)論重慶市璧山區(qū)青杠、來鳳、丁家污水處理廠已建設(shè)完成，并且已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行2年，出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)（其中TN和SS指標(biāo)執(zhí)行GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)）。MBR工藝較傳統(tǒng)工藝而言，擁有更加高效穩(wěn)定的處理效果，在污水處理工程中將得到日益廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]范學(xué)軍，蔣嵐嵐，劉學(xué)紅.一體化MBR工藝處理城鎮(zhèn)污水的工程設(shè)計(jì)[J].中國給水排水，2010，26（10）：47-50.
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