微動力一體化污水處理設(shè)施
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膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)臺的新型水處理技術(shù)，以膜組件取代二沉池在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設(shè)施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統(tǒng)的生化水處理技術(shù)相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出水水質(zhì)好；設(shè)備緊湊、占地面積小；易實現(xiàn)自動控制、運行管理簡單。80年代以來，該技術(shù)愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一。目前膜生物反應(yīng)器己應(yīng)用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家，規(guī)模從6m3／d至13000m3／d不等。
國內(nèi)對MBR的研究大致可分為幾個方面：（1）探索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合形式，生物反應(yīng)處理工藝從活性污泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性污泥與生物膜相結(jié)合的復臺式工藝、兩相厭氧工藝；（2）影響處理效果與膜污染的因素、機理及數(shù)學模型的研究，探求合適的操作條件與工藝參數(shù)，盡可能減輕膜污染，提高膜組件的處理能力和運行穩(wěn)定性；（3）擴大MBR的應(yīng)用范圍，MBR的研究對象從生活污水擴展到高濃度有機廢水（食品廢水、啤酒廢水）與難降解工業(yè)廢水（石化污水、印染廢水等），但以生活污水的處理為主。據(jù)此，本文的目的在于對我國膜生物反應(yīng)器在廢水處理中的發(fā)展情況進行回顧、分析與討論。表1我國MBR研究狀況科研單位篇數(shù)（%）反應(yīng)器廢水清華大淡35（33.6%)分離式（無機膜）抽吸淹沒式生活污水同濟大學19（18.3)分離式高濃度有機廢水生態(tài)環(huán)境研究中心10(9.6)分離式印染，石化廢水哈爾濱建筑大學8(7.7)重力淹沒式生活污水重力淹沒式生活污水其它高校及科研23(22.1)分離式生活污水、啤酒廢單位 抽吸淹沒式水、港口污水等1MBR的憂點在MBR的特點中，良好的出水水質(zhì)與較低的污泥產(chǎn)率受關(guān)注。
1.1良好的污染物去除效果
MBR在我國的研究始于1993年，研究者對分離式MBR、抽吸淹沒式MBR、重力淹沒式MBR與傳統(tǒng)生物處理工藝在城市污水處理方面進行的比較研究表明：各種MBR的出水水質(zhì)均優(yōu)于傳統(tǒng)生物處理工藝表2和表3分別為MBR處理生活污水的實驗參數(shù)與處理效果，經(jīng)MBR處理后的生活污水，COD、BOD5、濁度都很低，大部分細菌、病毒被截留，出水水質(zhì)已達到或優(yōu)于建設(shè)部生活雜用水水質(zhì)標準（CJ25.1-89），可直接作為樓房中水回用、城市園林綠化、掃除、消防等用水。并且膜的截留作用防止了硝化細菌的流失，給生物反應(yīng)器內(nèi)的高濃度硝化細菌的保持創(chuàng)造了有利的條件，從而大大提高了硝化效率。汪誠文、張軍對一體式MBR硝化特性的研究表明：MBR對氮的去除效果高達97％。但研究也表明：MBR對氮的去除效果易受溫度、沖擊負荷、HRT等因素的影響。表2MBR處理生活污水的實驗參數(shù)MBR流程膜面積m2膜材料膜孔徑μm膜組件膜通量L.m-2.h-1TMP/kPa運行天數(shù)/d分離式好氧0.04陶瓷膜300000*管式75-15040好氧+填料0.88PAN20000*平板超濾20-4515060好氧+填料1.0PS30000*中空25-3510070抽吸淹沒式A/O+填料1PVC0.01中空超濾2.350-120140好氧2.0PE0.03中空10.40-35140好氧3.5PP0.05中空66060好氧4PVC30000*中空超濾11＜10030好氧13.9PE0.2中空8.7-12.860160好氧32PE0.4中空11-13.8＜60216重力淹沒式好氧0.3PE0.1中空27.710-52.630好氧1PS0.34平板3.61534好氧8PE0.4中空12.55.4-1138好氧12PVDF0.22中空16.70.8-1.3150*截留分子量
在我國，MBR同時應(yīng)用于生活污水與工業(yè)廢水處理的研究。
A/A/O工藝是由厭氧池/缺氧池/好氧池/沉淀池系統(tǒng)所構(gòu)成,是在A/O除磷工藝基礎(chǔ)上,在厭氧反應(yīng)器之后增設(shè)一個缺氧反應(yīng)器,并使好氧反應(yīng)器中的混合液回流至缺氧反應(yīng)器,使之反硝化脫氮。污水首先進入?yún)捬醴磻?yīng)器,兼性發(fā)酵細菌將廢水中的可生物降解大分子有機物轉(zhuǎn)化為小分子發(fā)酵產(chǎn)物,如VFA;混合液進入缺氧反應(yīng)器后,反硝化細菌就利用好氧反應(yīng)器中經(jīng)混合液回流而帶來的硝酸鹽和廢水中可生物降解有機物進行反硝化,達到同時去除有機碳與脫氮之目的。隨著廢水進入好氧反應(yīng)器,聚磷菌除了吸收、利用廢水中殘余的可生物降解有機物外,主要是分解體內(nèi)貯積的PHB,放出能量以攝取環(huán)境中的溶解性磷,并以聚磷的形式在體內(nèi)貯存起來,實現(xiàn)自身的生長繁殖,并通過剩余污泥排放,將磷去除。
A/A/O工藝由于具有同時除磷脫氮功能,近年來被廣泛應(yīng)用于新建城市污水處理廠中。根據(jù)筆者對幾個新建城市污水廠調(diào)式過程遇到的問題,談幾點感受和體會。調(diào)試運行前的檢查
調(diào)試前對構(gòu)筑物、設(shè)備等進行認真檢查是非常重要和必要的,在所有調(diào)試的污水廠中發(fā)現(xiàn)以下問題較普遍:
(1)構(gòu)筑物、管道內(nèi)的建筑垃圾未清理干凈,造成水泵和曝氣系統(tǒng)的堵塞,影響排泥。
(2)預(yù)留孔洞、管道伸縮縫、電纜穿孔處密封不好,通水后存在漏水現(xiàn)象,影響調(diào)試工作。
(3)出水堰和墻體接縫處滲漏嚴重,甚至導致堰口不出水,無法達到設(shè)計要求。
(4)攪拌器或推進器安置角度不正確或位置不合理,導致能量浪費和局部流速不足,造成局部污泥沉積。
因此,為了解決上述問題,在污水廠通水調(diào)試前,必須進行細致的檢查,確保各構(gòu)筑物、管道線路和機電設(shè)備能夠按設(shè)計要求運行。
調(diào)試過程各因素合理控制
由于各城市的氣候與城市污水水質(zhì)、水量的不同,需要充分利用工藝特點并結(jié)合運行環(huán)境對各運行參數(shù)進行有效調(diào)控。
氣候及水溫
由于各城市地理環(huán)境不同,其氣候、氣溫也不一樣。對于南方城市,四季溫差較小,年平均水溫約20℃,夏季高水溫約29℃,冬季低月平均水溫15℃。一般來說,水溫>15℃對于微生物處理效率影響不大,一年四季都可以進行調(diào)試。在北方地區(qū),冬季氣溫均低于8℃,水溫低于15℃。如西北某污水處理廠調(diào)試是在11—12月進行的,當時氣溫8℃以下,水溫12℃,雖然可以進行培菌工作,但水質(zhì)處理效率降低,培菌工作時間延長。因此,在北方好避免冬季進行污水調(diào)試。
入流水質(zhì)及水量
對于一些環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,清污不分的城市,普遍存在污水增長迅速,而污水截留率及集中處理率低,污水處理能力不足的現(xiàn)象。對于一些工業(yè)城市,如調(diào)試中的南方某污水廠,水質(zhì)成分復雜,難降解,有毒物質(zhì)含量高,且水質(zhì)波動大,從而影響活性污泥系統(tǒng)的正常運行,如污泥膨脹、污泥中毒等。因此,對于新投產(chǎn)的污水廠,要使工藝運行穩(wěn)定,必須收集完整的基礎(chǔ)資料,尤其是城市現(xiàn)狀水質(zhì)資料。另外要求工藝調(diào)試人員善于把握進水水量、水質(zhì)特點,觀測在線pH變化,每天進行微生物鏡檢,以便及時進行工藝調(diào)整,如采取增大污泥齡、減少排泥量、加大回流比、提高溶解氧等措施。
自控方面的運用
在自控方面,污水廠采用微機控制管理系統(tǒng)分散檢測和控制,集中顯示和管理,各種設(shè)備均可根據(jù)污水水質(zhì)、流量等參數(shù)自動調(diào)節(jié)運轉(zhuǎn)臺數(shù)或運行時間。但在一些污水廠的自控方面投資較大,實際運用意義卻不大。因此,污水廠的軟件應(yīng)達到以下幾點要求:
(1)軟件做到功能全面,畫面簡潔,易讀、操作方便,易于掌握。
(2)軟件必須可靠、實用,易于修改,且要考慮到現(xiàn)場可能出現(xiàn)的各種特殊情況,如電動閘閥和水泵的聯(lián)動開機;在局部位置設(shè)置自動控制系統(tǒng),如由進水泵房的水位來控制水泵的運轉(zhuǎn)等。
