一体化MBR工艺在污水处理厂的应用论文
摘要：MBR工艺是活性污泥法和膜分离技术的结合，该工艺具有优越的有机物去除功能和脱氮除磷功能，同时也具有很高的耐冲击负荷能力和运行稳定性。结合工程实例介绍了一体化MBR工艺在西南地区污水处理厂的应用，简要介绍了各工段的设计参数和设备选型，并对处理流程进行了优化，最后进行投资估算和成本分析。该成果对于后续科研和设计工作具有一定的参考价值。
关键词：污水处理厂；一体化MBR工艺；系统优化
膜生物反应器（MBR）工艺是悬浮培养生物处理法（活性污泥法）和膜分离技术相结合而开发出的新型污水处理工艺，用膜分离设备取代传统活性污泥法中的二沉池，可以强化活性污泥与处理水的分离效果。当今，水资源日趋短缺，污水排放标准越加严格，中水回用比例要求逐年提高，城市化进程逐步加快，地表水和地下水污染带来的饮用水安全问题日益突出，这些都促使MBR工艺会得到业内人士更加广泛的关注和应用[1]。一体化MBR池将生物池、膜池、膜设备车间以及消毒池等组合为一体，有效节省了占地面积，并降低了造价。
1工程概况
某工程包含3座污水处理厂，分别位于重庆市璧山区青杠、来凤、丁家街道，设计规模分别为2.5×104、2.0×104（近期1.0×104）、1.5×104m3/d（近期0.75×104m3/d），出水执行GB3838—2002《地表水环境质量标准》中的Ⅳ类标准（其中TN和SS指标执行GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准）。同时在青杠、丁家污水处理厂建设污泥深度处理中心，来凤污水处理厂产生的含水率80%的污泥送至青杠污水处理厂集中进行污泥深度脱水，污泥处理至含水率≤60%后外运处置。
2设计进出水水质
根据污水处理厂服务范围内工业园区的工业类型以及城镇生活污水特征确定污水处理厂进出水水质，见表1。
3工艺流程
该工程污水处理采用预处理＋A2O＋膜池＋次氯酸钠消毒工艺，污泥处理采用重力浓缩＋化学调理＋液压隔膜板框压滤工艺，工艺流程见图1。
4主要构筑物设计
4.1预处理系统
预处理系统主要包括粗格栅及提升泵房、细格栅及曝气沉砂池、膜格栅池。青杠、来凤、丁家污水处理厂各新建粗格栅及提升泵房1座，在格栅渠道安装间隙为10mm的`机械回转式粗格栅，主要用于截除污水中较大的漂浮物和悬浮物；同时新建细格栅及曝气沉砂池和膜格栅池，曝气沉砂池前端安装细格栅，采用内进流细格栅，栅隙3mm，用于去除污水中较小的漂浮物，特别是丝状、带状纤维类物质；同时为了保护后段膜系统的安全运行，在膜格栅池中安装孔隙1.0mm的内进流膜格栅，在污水进入MBR池之前，经过膜格栅滤网的进一步筛滤，去除对膜产生危害的纤维类、毛发类物质，以防止膜堵塞，保障膜系统的安全稳定运行。
4.2MBR生化处理系统
一体化MBR池是该工程处理工艺的核心，主要由生物池、膜池和膜设备车间3部分组成，其中生物池分两系列布置，每系列可单独运行。4.2.1生物池设计生物池采用A2/O工艺，并采取两点进水、三段回流以及辅助碳源等优化措施，兼顾了脱氮和除磷的双重需要，不仅增强了系统对运行工况的调控，而且从根本上强化了生物部分的处理能力，使得MBR系统的处理效果得到了更大程度的提高。MBR生化处理系统主要设计参数见表2。4.2.2膜池及膜设备车间设计青杠、来凤、丁家污水处理厂膜池分别为4格、3格、3格，每格可单独运行。每格膜池设置1台透过液泵，恒量抽吸出水。膜箱顶部接出抽吸管路与透过液泵相连，每只膜箱底部设置曝气管路，运行时对膜表面进行空气擦洗，以防止膜表面微生物的快速沉积而影响膜通量。膜池工作时，间歇自动进行反冲洗，以延长膜的使用寿命和保证稳定的出水流量。反冲洗水采用滤后水，膜的过滤和反冲洗交替进行，一般为8～12min的抽吸过滤，0.5～1.0min的在线反冲洗。膜池连续工作一段时间后，膜系统要进行化学清洗，即采用化学药剂（一般采用柠檬酸、次氯酸钠等）对膜进行清洗，以便更好地去除膜表面附着的污染物，恢复膜通量。膜池配套设备较多，一般集中布置在膜设备车间内。根据工艺需要，膜设备车间内布置有透过液泵、CIP泵、空气压缩系统、除磷药剂贮液池及投加装置、次氯酸钠储罐及投加装置、柠檬酸储罐及投加装置以及碳源投加系统等。另外，膜设备车间还与配电间、控制室、值班室等合建，便于运行管理，同时也节省了占地。膜池主要设计参数见表3。
4.3鼓风机房
青杠污水处理厂安装4台多级离心鼓风机，丁家、来凤污水处理厂分别安装5台和4台罗茨鼓风机。鼓风机分成2组，分别向MBR池好氧区曝气和膜池擦洗供气。鼓风机房设备主要设计参数见表4。
4.4消毒
工程采用次氯酸钠消毒方式，青杠、来凤、丁家污水处理厂分别在MBR池辅助车间设次氯酸钠储罐1个，同时配投加泵2台（1用1备），污水投加次氯酸钠后需保证大于30min的接触时间。
4.5污泥脱水系统
4.5.1污泥池在青杠污水处理厂新建污泥浓缩池2座，来凤、丁家污水处理厂各新建污泥浓缩池1座，池内安装1台中心传动浓缩机，剩余污泥在此进行重力浓缩，以降低含水率。经重力浓缩后污泥含水率降低为98.5%。在青杠、丁家污水处理厂各新建污泥调理池1座，池内安装耙式搅拌机1台，经重力浓缩后的污泥进入污泥调理池并加入絮凝剂和助凝剂，改善污泥脱水性能，以便进行更好的压滤脱水。此外，在青杠污水处理厂新建储泥池1座，用于暂存从来凤污水处理厂运来的污泥；在来凤污水处理厂新建污泥匀质池1座。4.5.2污泥脱水机房该工程各厂分别新建污泥脱水机房1座。青杠污水处理厂污泥脱水机房安装2台板框压滤脱水机，过滤面积为300m2；丁家污水处理厂污泥脱水机房一期安装1台板框压滤脱水机，过滤面积为250m2，同时给远期预留1台机位，污泥经板框压滤脱水机脱水后含水率≤60%，外运处置；来凤污水处理厂污泥脱水机房一期安装1台带式压滤机，带宽1.0m，同时给远期预留1台机位，污泥脱水至含水率≤80%后运至青杠污水处理厂进行板框压滤深度脱水，污泥含水率≤60%后外运处置。
5工程特点
1）该工程将细格栅、曝气沉砂池、膜格栅池3个功能段组合成一个池体，将生物池、膜池、膜设备车间等进行组合，减少了水头损失，并有效节省了用地面积，降低了工程造价。2）生物池采用两点进水的A2/O工艺，兼顾了脱氮和除磷的双重需要，增强了系统对运行工况的调控。3）膜擦洗采用脉冲曝气形式，大大减少了擦洗风机风量，降低了能耗。
6工程投资分析
该工程总投资为17672.51万元；其中第1部分投资为14747.67万元；污水处理厂水处理成本为1.56元/m3，处理水经营成本为1.20元/m3。7结论重庆市璧山区青杠、来凤、丁家污水处理厂已建设完成，并且已经稳定运行2年，出水水质可稳定达到GB3838—2002《地表水环境质量标准》中的Ⅳ类标准（其中TN和SS指标执行GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准）。MBR工艺较传统工艺而言，拥有更加高效稳定的处理效果，在污水处理工程中将得到日益广泛的应用。
参考文献：
[1]范学军，蒋岚岚，刘学红.一体化MBR工艺处理城镇污水的工程设计[J].中国给水排水，2010，26（10）：47-50.
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