生活污水處理MBR膜生物技術研究
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摘要：本文以某公司生活污水處理系統(tǒng)為出發(fā)點，系統(tǒng)選型、設備性能、工藝流程、經(jīng)濟環(huán)保安全效益等方面著手，著重討論調節(jié)沉淀池對污水起到平衡進水水量、穩(wěn)定進水水質的作用，降低因水量大小變化、水質濃度波動對后續(xù)處理流程的影響，使污水能夠穩(wěn)定地達標排放。利用調節(jié)沉淀池對廢水進行初步沉淀、除砂、祛除漂浮雜質，沉淀預處理。
某公司生活污水處理站始建于建廠初期，設計處理能力及設計處理指標已不能滿足，隨著生活污水排放量的增加和企業(yè)人員的增加以及環(huán)保排放標準的提高，原處理工藝的局限型和處理能力日益凸顯，生活污水處理站長期處于滿負荷運行，經(jīng)常性出現(xiàn)濾料板結、管路堵塞等情況。鑒于上述情況，參照國內(nèi)外同行業(yè)生活污水處理目前所采用的前沿技術以及調研企業(yè)對生活污水處理技術的應用，通過處理效果、總投情況、運行成本、維護情況進行對比論證，結合華星石化生活污水處理站現(xiàn)狀、水質及資源整合，梳理升級改造需解決的主要問題，得出適用于華星石化污水處理站升級改造的最佳處理工藝為“水解酸化（厭氧）＋MBR（好氧）處理工藝”使處理后的水質達到并有優(yōu)于Ⅲ類地表水水質標準。
1MBR膜生物處理工藝
1.1MBR處理工藝流程
MBR膜生物處理工藝如下圖所示：來自生產(chǎn)場區(qū)的廢水首先進入調節(jié)沉淀池，經(jīng)過機械格柵進行初步祛除漂浮雜質，然后經(jīng)提升泵將廢水提升至RHS酸化反應池，經(jīng)水解酸化，利用重力作用廢水自流入R-MBR反應器內(nèi)，經(jīng)活性污泥中物生物生化降解后，廢水流入MBR膜組件泥水分離池，然后清水經(jīng)提升泵提至清水池，大部門進行綜合利用，不能利用的經(jīng)過總排污口外排。
1.2MBR膜反應運行過程
為了使整個MBR系統(tǒng)能穩(wěn)定運行，MBR運行狀態(tài)分為過濾產(chǎn)水、停歇、反洗、清洗4個狀態(tài)。
1.2.1產(chǎn)水當膜池的液位高于最低液位時（MBR組件頂部往上0.5m處），風機開啟的情況下，閥門2關閉、閥門1及自吸泵開啟，膜池產(chǎn)水水，出來的水儲備在清水池中。當液位低于（MBR組件頂部往上0.5m處）最低液位時，自吸泵停止工作，進入停歇狀態(tài)，（如圖中綠色線所示）。
1.2.2反洗當產(chǎn)水池液位高于設定最低液位時，風機仍然保持開啟，MBR產(chǎn)水停止（即自動閥門1關閉，產(chǎn)水泵停止運行），自動閥門2開啟，反洗泵運行，MBR系統(tǒng)對MBR膜進行反洗，（如圖中紅色線條所示）。
1.2.3停歇風機繼續(xù)開啟，MBR產(chǎn)水和反洗停止運行。整體的MBR系統(tǒng)產(chǎn)水13min，停歇2min，再產(chǎn)水13min，停歇0.5min，反洗1min，再停歇0.5min，進入下一個運行程序，如此循環(huán)進行，其整體運行程序見(表1)。
1.2.4清洗清洗主要是為了維護MBR性能以及其使用壽命，使用化學清洗時，選用的主要化學藥劑為檸檬酸和次氯酸鈉，次氯酸鈉用于祛除有機物和微生物形成的污堵，檸檬酸用于去除無機物沉著結垢后對膜形成的污染。
2污水的生物處理
（1）考慮到污水的BOD5、CODcr濃度，為了更好的提高污水的可生化性，達到業(yè)主要求的排放標準，決定采用厭氧＋好氧的的處理工藝，現(xiàn)有的水解酸化工藝保持不變。水解酸化是利用厭氧反應的水解、酸化段，將難生化性物質轉化為易生化性物質，大分子物質降解為小分子物質，同時將有機物降解為各種有機酸。通過水解酸化工藝，使廢水中的難降解的有機物質轉化為易于微生物可降解的物質，提高酸化后廢水的BOD與COD比值，也就是提高可生化性，為后面處理流程中的好氧生化工藝創(chuàng)造良好的條件。（2）廢水經(jīng)水解酸化池處理后，自流入新建的MBR反應池。MBR膜生物反應器（Membranebioreactor,MBR）是將膜分離技術和生物反應器的生物降解作用集于一體的生物反應系統(tǒng)。
3MBR膜生物污水處理系統(tǒng)的工藝特點
綜合上述內(nèi)容，MBR膜生物污水處理系統(tǒng)有如下特點：（1）本方案設計的污水處理系統(tǒng)在投資最省的情況下具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，出水水質達到并優(yōu)于山東省南水北調沿線污染物綜合排放標準（DB37/599-2006）及《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中一級A的標準要求。（2）處理工藝先進，針對污水進行有效的前處理，以便確保后續(xù)處理單元的正常運行。（3）生物處理由A/O處理組成，A段處理可提高廢水的可生化性，O段好氧處理則可去除大部分有機物。（4）處理系統(tǒng)充分考慮了污水處理的節(jié)能、降耗問題。（5）污水處理系統(tǒng)簡單實用，運行和操作管理方便。（6）處理系統(tǒng)采用一體化處理設備，便于以后工程的改擴建。
4具有較高的安全效益和環(huán)境效益
4.1安全效益
（1）MBR反應器運行穩(wěn)定，效率高，同時由于清洗周期的延長，產(chǎn)水消耗能源低，無需額外混合PAM，PAC等化學類藥劑投入，減少了系統(tǒng)運行噸水處理成本。MBR膜生物反應池內(nèi)活性污泥濃度高，活性強，泥齡長，耐沖擊性能好，體積小，出水水質滿足并優(yōu)于現(xiàn)行排放標準同時具備很大的水質提升空間。（2）設備高度集成，占地面積小，自動化程度高、易于維護管理，可實現(xiàn)全自動無人值守。（3）模組化設計，快速簡單的安裝，易于分期擴充。（4）處理系統(tǒng)為新建，建設中原系統(tǒng)可繼續(xù)運行，不存在環(huán)保風險。
4.2環(huán)境效益
（1）通過現(xiàn)場勘察和污水處理情況，水解酸化（厭氧）＋MBR（好氧）處理工藝，處理后的出水水質可達標排放或回用。（2）該系統(tǒng)剩余污泥產(chǎn)量低，設備緊湊，自動化程度高操等特點，可利用現(xiàn)有生活污水處理站設施進行改造。（3）利用硝化菌的截留和繁殖，系統(tǒng)硝化效率高。通過運行方式的改變亦可脫氮和除磷的效果。（4）膜的高效截留使微生物截留在生物反應器內(nèi)，實現(xiàn)反應器水力停留時間(HRT)和污泥停留時間（SRT）的完全分離，運行控制靈活穩(wěn)定。（5）由于污泥泥齡長，從而可以大大提高難降解有機物的去除率。（6）高效地進行固液分離，其分離效果遠好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水懸浮物和濁度接近于零，并能截留水中的細菌和大腸桿菌，可直接回用，實現(xiàn)了污水資源化，對周圍環(huán)境無二次污染。
5結語
MBR生物膜處理系統(tǒng)高效地進行固液分離，其分離效果遠好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水懸浮物和濁度接近于零，并能截留水中的細菌和大腸桿菌，可直接進入中水回用系統(tǒng)，實現(xiàn)了污水排放資源化，提高廢水綜合利用率。通過MBR中空膜絲的高效阻止將微生物截留在生物反應器內(nèi)，利用硝化菌的截留和繁殖，系統(tǒng)硝化效率高，實現(xiàn)反應器水力停留時間和污泥停留時間的完全分離，系統(tǒng)可實現(xiàn)人機對話，遠程控制，運行控制靈活穩(wěn)定。MBR生物膜技術的使用，給企業(yè)帶來較高的安全、環(huán)境經(jīng)濟效益，具有較廣泛的應用前景。
參考文獻：
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[5]錢易等主編.現(xiàn)代廢水處理新技術.1993.[6]華星石化MBR膜生物處理方案設計.
作者：欒玉恒 劉林 朱海平 王武鳳 單位：山東華星石油化工集團有限公司
