膜生物反應(yīng)器MBR技術(shù)在生活污水處理中的應(yīng)用項(xiàng)目總結(jié)

1、 膜生物反應(yīng)器（MBR）技術(shù)在生活污水處理中的應(yīng)用項(xiàng)目總結(jié)紅柳林礦業(yè)有限公司二一年五月目錄一、概述21.1項(xiàng)目提出背景21.2項(xiàng)目的目的、意義3二、組織單位3三、MBR工藝流程及工藝參數(shù)33.1工藝流程33.2工藝參數(shù)的優(yōu)化43.3應(yīng)用情況及分析7四、工程效益84.1環(huán)境效益84.2社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益8五、小結(jié)9一、 概述1.1項(xiàng)目提出背景目前水資源已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素，許多地區(qū)水資源匱乏，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成了重要的影響。在煤炭企業(yè)中這一問(wèn)題更是十分普遍。據(jù)調(diào)查，全國(guó)86個(gè)大型國(guó)有重點(diǎn)煤炭企業(yè)中有71%缺水，其中40%屬于嚴(yán)重缺水，礦區(qū)能源開(kāi)發(fā)與水資源緊張的矛盾已經(jīng)嚴(yán)重制約了煤炭工業(yè)的發(fā)展

2、。紅柳林礦區(qū)位于人均水資源占有量極低的陜北地區(qū)，面臨的形勢(shì)更是十分嚴(yán)峻。礦區(qū)在生產(chǎn)和生活過(guò)程中產(chǎn)生大量的污水，過(guò)去由于技術(shù)手段限制，無(wú)法直接應(yīng)用，大量水資源白白排放，進(jìn)一步加劇用水緊張的矛盾，同時(shí)造成礦區(qū)周邊地表和地下水體嚴(yán)重污染。生活污水的污染物質(zhì)成分、含量相對(duì)穩(wěn)定，可生化性較好，日均水量變化不大。因此將礦區(qū)生活污水采用適宜的工藝技術(shù)處理后，達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可以作為較為穩(wěn)定可靠的水源進(jìn)行回用，具有十分重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。根據(jù)紅柳林礦區(qū)初步設(shè)計(jì)是確定的生活用水量規(guī)模，其中80-90%將以生活污水的形式排出。由于礦區(qū)生產(chǎn)、生活的特點(diǎn)，用水集中，時(shí)變化系數(shù)較大，因此也造成污水排放集中，不

3、同時(shí)段排水量區(qū)別較大，為了保證生活污水的處理效果及處理站良好安全運(yùn)行，核算再生回用水處理站全日污水量設(shè)計(jì)能力為2500m3/天。處理站設(shè)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水量變化，處理構(gòu)筑物均勻進(jìn)水，設(shè)計(jì)計(jì)算流量Q=105m3/小時(shí)。生活污水可生化（五日生物需氧量/化學(xué)需氧量=0.6）比較好，適用于生物處理方法。就生物處理法而言，運(yùn)行比較廣的有氧化溝法、A2O法（厭氧-缺氧-好氧法）、AO法（厭氧-好氧法）、生物膜法等。近些年，隨著膜技術(shù)的發(fā)展，以膜生物反應(yīng)器（Membrane-Bioreactor,簡(jiǎn)稱(chēng)MBR）為代表的應(yīng)用技術(shù)在污水處理當(dāng)中特別是在再生水處理領(lǐng)域中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。MBR是一種將膜分離技術(shù)與

4、傳統(tǒng)污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型高效污水處理與回用工藝。這種集成式組合新工藝把生物反應(yīng)器的生物降解作用和膜的高效分離技術(shù)溶于一體，具有出水水質(zhì)好且穩(wěn)定、處理負(fù)荷高、裝置占地面積小、產(chǎn)泥量小、運(yùn)行管理應(yīng)簡(jiǎn)便、靈活，建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用應(yīng)相對(duì)節(jié)約等優(yōu)點(diǎn)。1.2項(xiàng)目的目的、意義本項(xiàng)研究的目的在于通過(guò)對(duì)煤礦生活污水浸入式MBR系統(tǒng)的工藝過(guò)程進(jìn)行研究，優(yōu)化MBR處理工藝的各個(gè)工藝參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)，為今后浸入式 MBR 污水處理系統(tǒng)在煤礦及相關(guān)行業(yè)生活污水處理中的應(yīng)用推廣提供技術(shù)支持。污水處理后作為再生水回用將具有很大的市場(chǎng)，一方面污水的深度處理可以降低污染物排放總量，符合國(guó)家節(jié)能減排的政策需求，另一方面可

5、以滿足礦內(nèi)生產(chǎn)生活需要。在傳統(tǒng)的生活污水二級(jí)生物處理工藝基礎(chǔ)上，盡管已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一些具有強(qiáng)化氮磷及懸浮物去除功能的深度處理工藝，但其過(guò)程復(fù)雜，針對(duì)性有限，在煤礦，生活污水具有自身的水質(zhì)特點(diǎn)，基于此特點(diǎn)開(kāi)發(fā)低耗高效的污水深度處理工藝，使水資源能回用到生產(chǎn)生活中，具有很好的現(xiàn)實(shí)意義。二、 組織單位本項(xiàng)目經(jīng)陜煤化集團(tuán)紅柳林礦業(yè)公司、北京華宇工程有限公司以及神府南區(qū)生產(chǎn)服務(wù)公司等相關(guān)專(zhuān)家多次討論研究后，共同確定研究方案。由北京華宇公司負(fù)責(zé)施工建設(shè)及運(yùn)行調(diào)試。三、 MBR工藝流程及工藝參數(shù)3.1工藝流程MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力為2500m3/天，分為A、B兩套，單套處理量60m3/小時(shí)。工藝流程如圖1所示

6、。圖1 MBR工藝流程圖MBR系統(tǒng)內(nèi)，污水依次經(jīng)過(guò)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和曝氣好氧區(qū)，通過(guò)各區(qū)段內(nèi)的微生物群落的生物降解，完成對(duì)水中大部分有機(jī)物和氨氮的去除。再進(jìn)入到膜池，所含污染物在膜池內(nèi)進(jìn)一步降解，通過(guò)膜組件分離出水，產(chǎn)水直接到達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。膜池混合液通過(guò)混合液循環(huán)泵循環(huán)回到前面的厭氧區(qū)使?jié)饪s活性污泥分配到整個(gè)池中。本系統(tǒng)采用的是浸沒(méi)式生物反應(yīng)器工藝，膜塊放在單獨(dú)的膜池中，浸沒(méi)在生物反應(yīng)池的混合液中，安裝在曝氣器上方，借助曝氣流引起的上升的氣水混合流擦洗膜表面，并促使累積在膜表面的顆粒脫落。在抽吸出水泵產(chǎn)生的負(fù)壓下，產(chǎn)水穿過(guò)膜而完成過(guò)濾處理。3.2工藝參數(shù)的優(yōu)化（1）曝氣池中活性污泥濃度曝氣池中

7、活性污泥的濃度是影響污水處理效果的重要指標(biāo)，在傳統(tǒng)的活性污泥法中曝氣池活性污泥的濃度一般控制在4g/L6g/L左右，過(guò)低影響生化處理的效果，有機(jī)物降解不徹底，過(guò)高可能造成污泥膨脹，影響沉降性能及出水水質(zhì)。本項(xiàng)研究中，采用微濾膜取代二沉池，所有懸浮物和膠體都被膜分離截留，污泥的沉降性能不會(huì)影響到出水水質(zhì)。另一方面，膜分離單元增加了曝氣池中活性污泥的濃度，提高了生化處理效果，但污泥濃度對(duì)膜組件的濾餅層的動(dòng)態(tài)厚度及黏度都有作用，所以污泥濃度對(duì)MBR特性有很大影響，針對(duì)膜生物反應(yīng)器的特點(diǎn)，在不同的活性污泥濃度情況下，對(duì)出水水質(zhì)、膜組件的運(yùn)行狀況及出水量進(jìn)行研究，結(jié)果見(jiàn)表1。 表1 污泥濃度對(duì)MBR系統(tǒng)

8、的影響時(shí)間污泥濃度（g/L）膜間壓差（KPa）出水流量（m3/h）出水水質(zhì)（mg/L）CODCRBOD52009年8月61068188.52009年9月81065216.42009年10月101260157.22009年11月121555165.52009年12月101262167.02010年1月121557165.72010年2月81066206.52010年3月81065216.62010年4月101261157.1注：運(yùn)行初期單套運(yùn)行，12月份以后雙套運(yùn)行；抽吸時(shí)間設(shè)定7分鐘。結(jié)果表明活性污泥濃度適用的范圍為5g/L12g/L范圍內(nèi)，出水水質(zhì)能夠達(dá)到回用水的標(biāo)準(zhǔn)，膜組件的運(yùn)行壓差15K

9、Pa左右，當(dāng)活性污泥濃度高于12g/L，出水水質(zhì)也能夠達(dá)到要求，但膜組件的運(yùn)行壓差開(kāi)始迅速上升，水量開(kāi)始減少，故最好控制活性污泥濃度在5g/L12g/L范圍內(nèi)。（2）抽吸水泵間歇抽吸時(shí)間設(shè)定抽吸水泵若連續(xù)抽吸，膜表面會(huì)堆積污泥的凝聚體和微粒子，并加快壓差的上升，故抽吸時(shí)間不僅影響膜的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)抽吸水泵，真空泵，加藥清洗及整個(gè)處理系統(tǒng)的影響都是非常大的，抽吸時(shí)間與膜池的污泥濃度及膜池鼓風(fēng)機(jī)的設(shè)置有關(guān)，以膜池污泥濃度達(dá)到12g/L，鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量為100Nm3/(m2h)時(shí)作為研究對(duì)象，改變抽吸時(shí)間，測(cè)定膜間壓差的變化情況，結(jié)果見(jiàn)表2。時(shí)間(min)膜間壓差（KPa）出水量(m3/h)5107061

10、071710638126291260101656111755121952表2 抽吸水泵間歇抽吸時(shí)間對(duì)膜間壓差及出水量的影響結(jié)論：隨著抽吸時(shí)間的增加，當(dāng)抽吸時(shí)間大于10分鐘時(shí)，膜間壓力上升很快膜間壓力大于15KPa,流量大幅降低，不能滿足處理水量的要求，且當(dāng)抽吸時(shí)間大于10分鐘時(shí)，由于膜間壓力升高，系統(tǒng)可能通過(guò)管路連接處吸入部分空氣，造成真空泵頻繁啟動(dòng)，以及抽吸水泵由于進(jìn)口水流斷流，發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。當(dāng)抽吸水泵抽吸時(shí)間控制在7分鐘左右，整個(gè)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，膜間壓差控制在15KPa以?xún)?nèi)。（3）曝氣方法及曝氣量MBR膜池曝氣既是為微生物提供必要的氧，也是為了提供足夠的水力混合以確保對(duì)膜組件表面的擦洗。

11、基于以上雙重目的，曝氣量既要滿足混合所需的曝氣量，又要有理想的氣泡尺寸，清洗膜所需要的空氣量標(biāo)準(zhǔn)為100150Nm3/(m2h),設(shè)計(jì)時(shí)依次空氣量值為基礎(chǔ)，但實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，確認(rèn)活性污泥的DO值（溶解氧含量）和旋回流的狀況后，調(diào)整空氣量，一般控制DO值（溶解氧含量）在2mg/L。3.3應(yīng)用情況及分析生活污水處理站工程在工程部的組織下，經(jīng)過(guò)北京華宇公司嚴(yán)格規(guī)范的施工建設(shè)，以及監(jiān)理公司、神府南區(qū)服務(wù)公司質(zhì)檢站等監(jiān)督部門(mén)檢驗(yàn)后，已于2009年8月10日正式投入使用。至今運(yùn)行已9個(gè)多月，處理生活污水達(dá)17萬(wàn)余噸。處理前后的水質(zhì)經(jīng)過(guò)榆林市環(huán)保局化驗(yàn)（結(jié)果見(jiàn)表3），出水達(dá)到了生活雜用水水質(zhì)指標(biāo)，已回用于礦區(qū)綠

12、化、消防、灑水等系統(tǒng)。核心工藝MBR膜處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定正常，通過(guò)每周進(jìn)行一次的藥劑清洗，膜運(yùn)行壓力穩(wěn)定控制在10KPa左右，處于正常范圍。產(chǎn)水量亦符合設(shè)計(jì)要求。表3 MBR系統(tǒng)處理前后水質(zhì)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)水出水回用水指標(biāo)*PH8.058.3069色度（度）50<30化學(xué)需氧量（mg/L）16625<50鐵（mg/L）0.8230.263-總大腸菌（個(gè)/L）170<3<3錳（mg/L）0.0200.005-五日生化需氧量（mg/L）50.55.5<10溶解性總固體（mg/L）578498<1500氨氮（mg/L）3.3961.292<10總磷（mg/L）0.6

13、970.356-濁度（NTU）185.72.8610溶解氧（mg/L）6.97.01.0陰離子表面活性劑（mg/L）2.340.029<1.0石油類(lèi)（mg/L）0.150.05<0.5*回用水指標(biāo)參考城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T18920-2002）四、 工程效益4.1環(huán)境效益工程建成后每年污染物消減量為：生物需氧量（BOD5）： 155噸化學(xué)需氧量（CODCR）： 250噸懸浮物（SS）： 90噸總氮（TN）： 20噸總磷(TP): 3.5噸4.2社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益MBR技術(shù)作為具有前沿性的新技術(shù)，可以保證良好的出水水質(zhì)，并且實(shí)現(xiàn)了污染物零排放，具有良好的社會(huì)效益。目前，生活污水處理站日處理污水量800m3左右，累積污水處理量17.5萬(wàn)噸，再生水目前主要利用于環(huán)境綠化、工業(yè)消防等?；赜迷偕幕赜每梢詼p少新鮮水的補(bǔ)充量，月節(jié)約用水費(fèi)用約9萬(wàn)元，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著礦區(qū)生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，生產(chǎn)、生活用水的需求量也會(huì)隨之增長(zhǎng)。而通過(guò)MBR處理后的回用水，水源水量穩(wěn)定，水質(zhì)安全可靠，將會(huì)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。五、 小結(jié)紅柳林礦區(qū)生活污水處理站MBR膜處理技術(shù)科研項(xiàng)目的實(shí)施，成功解決了礦區(qū)生活污水處理和回用的問(wèn)題。一方面保證良好的出水水質(zhì)，達(dá)到了污染物零排放；另一方面再生水的回用可以減少新