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污水處理廠MBR膜處理工藝

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膜生物反應器就已在國外污水處理廠得到廣泛應用。MBR工藝有著諸多的優(yōu)勢,比如運行成本低、出水水質(zhì)好等,所以在不斷地開發(fā)和使用中,該技術(shù)在大型污水處理廠中漸漸得到發(fā)展和應用。

1 膜生物反應器(MBR)出水水質(zhì)特點

1.MBR出水常規(guī)水質(zhì)特征。經(jīng)過MBR處理后,廢水中的糞大腸桿菌濃度從1.4×106/L降至680/L。可見,MBR對污水廢水中的各種污染物均有較高的處理效率,MBR可生產(chǎn)出非?;|(zhì)的再生水。長期監(jiān)測了三個MBR工藝和兩個傳統(tǒng)的二級活性污泥工藝出水及消毒后水體中微生物的種類和濃度,來對比研究MBR工藝和傳統(tǒng)二級活性污泥工藝對城市污水中微生物的去除效能。結(jié)果發(fā)現(xiàn),MBR工藝對微生物去除效率非常高,MBR出水再進行UV消毒,可以進一步對微生物起到一定的滅活作用,但滅菌效率提升不明顯。相反,二級活性污泥工藝對城市污水中微生物的去除效率不高,二級出水進一步進行UV或氯消毒,可以明顯提高微生物的滅活率,降低水體中病原微生物的數(shù)量。

2.MBR出水溶解性有機物化DOM特征。研究認為,采用MBR工藝處理城市污水,出水中溶解性有機物(DOM)是由多種不同的有機物組成的復雜混合物,包括天然有機物、進水中難生物降解的有機物(例如人活動排放的化學合成難降解有機物)、污染物降解的中間產(chǎn)物及和溶解性微生物代謝產(chǎn)物(SMP),其中SMP是MBR出水中DOM最主要的組成部分。活性污泥微生物產(chǎn)生SMP的數(shù)量和種類與微生物活性密切相關(guān),微生物活性受多種因素影響,如溫度、pH、DO、有機負荷、毒性物質(zhì)、反應器內(nèi)污泥停留時間(SRT)等,其中SRT對SMP的產(chǎn)生量和性質(zhì)影響zui大。

2 污水處理工藝的選擇

目前我國科學技術(shù)發(fā)展的非常快速,很多*的科學技術(shù)被應用到污水處理中去,豐富了污水處理的形式,主要的污水處理工藝有生物污水處理法、化學污水處理法、物理污水處理法以及物化污水處理法等,我們要根據(jù)不同的類型,選擇合適的處理程序。因此,在市政污水處理中,我們需仔細研究和分析污水的水質(zhì)以及回收再利用的要求,再綜合考慮經(jīng)濟與技術(shù),以此選擇合適的污水處理工藝。值得一提的是,我們在檢驗污水水質(zhì)時,不可隨意,要選擇城市中具有代表性的污水排放口,進行取樣檢測,得出水質(zhì)的檢測數(shù)據(jù),水質(zhì)的準確度,會直接影響后期處理工藝的實施情況。在實際的發(fā)展過程中,各個城市之間的發(fā)展情況是不同的,企業(yè)的類型分布也具有較大的差異性,這也就導致了城市間水質(zhì)的差異性較大。由此,我們不能用簡單的類比來推測水質(zhì)的情況,需實際的進行檢查,這樣才能zui大化的保障污水處理的效果。我國市政污水處理工藝,主要包括生物膜法以及活性污泥法,在這其中活性污泥法由于處理效率比較高,而受到了廣泛的應用。但是在使用活性污泥法時,會遇到一些特殊的情況,如遇到雨季,污水廠的水量要比晴天的時候多出許多,雨水會將一部分的活性污泥沖到二沉池中,造成活性污泥的浪費。針對此種現(xiàn)象,我們可以利用SBR和Orbal工藝進行處理,讓污水中有機物降解的更*。不同的污水來源,有不同的處理工藝,我國主要應用的處理方法有:(1)當對污染程度較輕的污水進行處理時,我們只需要利用簡單的處理技術(shù),減少水中的有機物和懸浮物即可??捎迷?jīng)格柵和調(diào)節(jié)池處理,然后在水中加入適量的混凝劑,消毒后就可以作為回用水使用。(2)當對污染程度較高的污水進行處理時,需選擇二級生物處理與物化處理結(jié)合的方式,經(jīng)過兩次沉淀處理方式,然后讓污泥與混凝劑進行反應,消毒后,作為回用水使用。

3 膜的運行和維護

1.膜的運行流程。該污水廠MBR生化系統(tǒng)是由厭氧池、缺氧池、好氧池、膜分離池組成。膜分離組件是MBR的核心。在膜分離池中,由中空纖維膜組成的膜組件浸放于膜分離區(qū)中,由于中空纖維膜0.1μm的孔徑可*阻止細菌的通過,所以將菌膠團和游離細菌全部保留在膜分離區(qū)中,各種懸浮顆粒、細菌、藻類、濁度和COD及有機物均能得到有效去除,保證出水懸浮物接近零的出水水質(zhì)。為保證MBR膜組件具有良好的膜通量,能持續(xù)穩(wěn)定地出水,該廠使用了全自動的在線水反洗、化學反洗及離線化學清洗系統(tǒng),通過自動程序?qū)?shù)據(jù)進行采集、匯總,并通過連鎖控制,對系統(tǒng)各工藝操作進行自動調(diào)節(jié)控制。

2.正常運行管理。系統(tǒng)各出水膜組通過自吸泵抽吸出水,并通過PLC系統(tǒng)自動控制間斷出水。運行期間定期進行在線水反洗、在線化學反洗防止和緩解膜污染保持膜組件的良好出水能力。離線化學清洗*清洗污染嚴重的膜組件,恢復膜通量和產(chǎn)水能力。

3.膜維護的一般要求。膜組件出口設(shè)置在線濁度檢測和水質(zhì)監(jiān)測儀表,一旦發(fā)現(xiàn)濁度和出水水質(zhì)變差情形,運行中及時分析膜組的狀態(tài),可以對膜組進行及時必要的維護。

4 MBR膜處理工藝在污水處理廠中的應用

1.案例概況?;炷恋恚ǔ吻澹^濾+消毒、微絮凝活性砂過濾+消毒。這兩種工藝都是基于以砂濾池過濾為核心的工藝組合,在國內(nèi)污水處理廠深度處理中也被普遍選用,但由于砂濾池過濾主要去除的對象是水中的膠體物質(zhì),因此對出水中的化學性物質(zhì)沒有攔截和去除作用,根據(jù)本工程出水COD <30mg/L的出水要求,采用砂濾池很難達到穩(wěn)定的出水達標回用。

新技術(shù)工藝:膜過濾+消毒。膜是一種具有特殊選擇性分離功能的無機或高分子材料,它能把流體分隔成不相通的兩個部分,使其中的一種或幾種物質(zhì)能透過,而將其它物質(zhì)分離出來,其對SS 和膠體類物質(zhì)具有juedui分離作用,對于大分子有機物也有一定的分離作用。目前,膜技術(shù)是環(huán)境保護和環(huán)境治理的重要產(chǎn)業(yè)技術(shù)。德國、英國已用膜技術(shù)治理了萊茵河和泰晤士河,我國也建設(shè)了一批應用膜技術(shù)的環(huán)保示范工程,并取得了良好的效果。

膜技術(shù)在90 年代后期發(fā)展迅速,特別是進入21 世紀后,隨著膜材料生產(chǎn)的規(guī)?;?、膜組件及其處理產(chǎn)品的設(shè)備化和集成化,膜設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的普及化和價格大眾化,膜技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)從實驗室潛在技術(shù)迅速發(fā)展成為工程實用技術(shù)。已經(jīng)在許多大型工程中應用,并且可以與傳統(tǒng)技術(shù)相競爭。針對本工程出水水質(zhì)要求高的特點,膜處理工藝的處理效果要遠遠優(yōu)于其它再生水處理工藝,其出水水質(zhì)高而且穩(wěn)定。為保證提供高質(zhì)量的再生水,本工程再生水處理系統(tǒng)選擇膜處理工藝。A城市污水處理廠處理規(guī)模為10×104m3/d,其中脫氮除磷工藝是以A2/O為基礎(chǔ)的。通過對A污水處理廠實踐運營情況分析發(fā)現(xiàn),目前其已處于超負荷運行狀態(tài),污水脫氮除磷亦不理想,且其用地緊張,難以實施擴容改造;通過改造原二沉池,在A2/O后增設(shè)MBR處理設(shè)施,提升脫氮除磷效果,改善出水水質(zhì),緩解處理廠的運行壓力。

2.工藝特點分析。MBR工藝是將生物脫氮除磷原理與膜生物反應器技術(shù)相結(jié)合的污水處理新技術(shù)。前置厭氧-缺氧-好氧流程及進水,根據(jù)進水條件和出水要求人工創(chuàng)造和控制三段的時空比例運轉(zhuǎn),充分利用膜的強大的固液分離能力,從而保證生物反應器高活性污泥濃度和高效率硝化的特性,使生物池的生物反應能力大大提高。本工程污水處理廠工藝流程見圖

污水處理廠工藝流程圖

本工程MBR膜工藝的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:di一,進水方式。A污水處理廠在MBR處理系統(tǒng)前端配置兩個生化反應池,MBR生物池設(shè)有2組,每組可獨立運行,生物池主要由進水渠道、厭氧池、缺氧池、好氧池、脫氣段、出水渠道組成。缺氧池、好氧池、厭氧池將缺氧區(qū)設(shè)為兩段(缺氧區(qū)I及缺氧區(qū)II),并在處理過程中使用兩點進水方法,即在進生物池前增設(shè)進水分配渠道,同時在渠道之后增設(shè)污水分配,而所需要處理的污水以一定比例的方式分別經(jīng)由兩套調(diào)節(jié)堰門而分別流入到厭氧區(qū)或缺氧區(qū)I;為使功能分區(qū)更加明確,本工程厭氧池、缺氧池和好氧池間均設(shè)隔墻,以減少返混現(xiàn)象。

第二,回流方式?;亓鞑捎萌位亓鞯男问健H位亓餍问骄唧w為:di一段為從膜池回流混合液至好氧區(qū)前端;第二段為好氧區(qū)硝化液分別按比例回流至缺氧區(qū)I及缺氧區(qū)II;第三段為缺氧區(qū)I的反硝化液回流至厭氧區(qū)前端。生物池通過回流泵,將缺氧池的混合液(約bai%)輸送到厭氧池的前端,厭氧池設(shè)計水力停留時間1.4hr(按進水名義平均流量),在此活性污泥利用進水中易降解BOD作為碳源去除部分有機物并釋放出大量磷。厭氧池出水進入缺氧池,缺氧池內(nèi)水流為環(huán)流,每池設(shè)置潛水推進器,保證污泥處于懸浮狀態(tài)和一定的水流速度,缺氧池水力停留時間為5.4hr(按進水名義平均流量)。缺氧池內(nèi)通過好氧池混合液的回流,減少出水中的氮類營養(yǎng)物,進行反硝化反應。內(nèi)回流泵將好氧池的混合液(300%)輸送到缺氧池的前端。

為減少異味散發(fā),厭氧池和缺氧池均采用池頂混凝土蓋封閉,通過設(shè)置氣體收集和輸送管路,將臭氣最終送至除臭系統(tǒng)進行處理。

缺氧池出水進入到好氧池,在好氧池內(nèi)完成BOD的去除、硝化作用以及磷的吸收。好氧池內(nèi)曝氣裝置采用盤式微孔曝氣器,為活性污泥提供足夠的溶解氧,用于硝化以及為聚磷菌的磷吸收過程創(chuàng)造zuijia的環(huán)境條件。好氧池水力停留時間為7.9hr(按進水名義平均流量)。

每組好氧池的混合液通過出水堰匯入MBR生物池出水渠道(亦即膜池進水渠道),返回的混合液通過循環(huán)泵(該設(shè)備計入膜池)進入好氧池,以保證膜池的正常運行,防止膜的堵塞。循環(huán)泵zuida回流比400%。

3.參數(shù)設(shè)計。

由于出水水質(zhì)中對總磷有較高要求,為達到設(shè)計排放要求,本工程在進行生物除磷的同時,輔以化學除磷作為補充,通過向污水中投加PAC溶液,使污水中的溶解性磷酸鹽轉(zhuǎn)化成不溶性磷酸鹽沉淀物,隨剩余污泥從系統(tǒng)中排出。輔助化學除磷藥劑為PAC,投加點位于好氧區(qū)前端。

生物池設(shè)計參數(shù)如下:

di一,混合液污泥濃度(MLSS)。膜池MLSS設(shè)置以10g/L的標準進行的,缺氧區(qū)MLSS為6.4g/L,厭氧區(qū)MLSS為4.8g/L,好氧區(qū)MLSS為8.0g/L。第二,污泥泥齡(SRT)。對于有脫氮需求的A污水處理廠,在進行泥齡參數(shù)設(shè)計過程中通常都是以泥齡長的MBR工藝主要考慮,之后則依據(jù)硝化泥齡和反硝化泥齡來進行SRT的計算,同時SRT計算時需考慮對膜污染的控制,由此計算A污水處理廠中泥齡設(shè)計參數(shù)為18.6d。第三,回流比。膜池向好氧區(qū)、好氧區(qū)向缺氧區(qū)、缺氧區(qū)向厭氧區(qū)的回流液比例分別控制在300~500%、200~300%、100~200%。第四,水力停留時間(HRT)。硝化和反硝化效果與HRT之間有著密切的關(guān)系,過短的HRT難以保證硝化和反硝化效果,結(jié)合A廠的實際,其膜池HRT設(shè)計值為10.5h。

總之,在實際工程中,MBR需要較高的成本,所以大型污水處理廠在處理污水過程中要綜合考慮技術(shù)的經(jīng)濟性和污水處理的可行性,從而確定污水處理方案。

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