微動力一體化污水處理設施
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膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出水水質好；設備緊湊、占地面積小；易實現自動控制、運行管理簡單。80年代以來，該技術愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一。目前膜生物反應器己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家，規模從6m3／d至13000m3／d不等。
國內對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、機理及數學模型的研究，探求合適的操作條件與工藝參數，盡可能減輕膜污染，提高膜組件的處理能力和運行穩定性；（3）擴大MBR的應用范圍，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）與難降解工業廢水（石化污水、印染廢水等），但以生活污水的處理為主。據此，本文的目的在于對我國膜生物反應器在廢水處理中的發展情況進行回顧、分析與討論。表1我國MBR研究狀況科研單位篇數（%）反應器廢水清華大淡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環境研究中心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，良好的出水水質與較低的污泥產率受關注。
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的出水水質均優于傳統生物處理工藝表2和表3分別為MBR處理生活污水的實驗參數與處理效果，經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，出水水質已達到或優于建設部生活雜用水水質標準（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，給生物反應器內的高濃度硝化細菌的保持創造了有利的條件，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/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同時應用于生活污水與工業廢水處理的研究。
A/A/O工藝是由厭氧池/缺氧池/好氧池/沉淀池系統所構成,是在A/O除磷工藝基礎上,在厭氧反應器之后增設一個缺氧反應器,并使好氧反應器中的混合液回流至缺氧反應器,使之反硝化脫氮。污水首先進入厭氧反應器,兼性發酵細菌將廢水中的可生物降解大分子有機物轉化為小分子發酵產物,如VFA;混合液進入缺氧反應器后,反硝化細菌就利用好氧反應器中經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,主要是分解體內貯積的PHB,放出能量以攝取環境中的溶解性磷,并以聚磷的形式在體內貯存起來,實現自身的生長繁殖,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,近年來被廣泛應用于新建城市污水處理廠中。根據筆者對幾個新建城市污水廠調式過程遇到的問題,談幾點感受和體會。調試運行前的檢查
調試前對構筑物、設備等進行認真檢查是非常重要和必要的,在所有調試的污水廠中發現以下問題較普遍:
(1)構筑物、管道內的建筑垃圾未清理干凈,造成水泵和曝氣系統的堵塞,影響排泥。
(2)預留孔洞、管道伸縮縫、電纜穿孔處密封不好,通水后存在漏水現象,影響調試工作。
(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,在污水廠通水調試前,必須進行細致的檢查,確保各構筑物、管道線路和機電設備能夠按設計要求運行。
調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、水量的不同,需要充分利用工藝特點并結合運行環境對各運行參數進行有效調控。
氣候及水溫
由于各城市地理環境不同,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試。在北方地區,冬季氣溫均低于8℃,水溫低于15℃。如西北某污水處理廠調試是在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試。
入流水質及水量
對于一些環境基礎設施薄弱,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象。對于一些工業城市,如調試中的南方某污水廠,水質成分復雜,難降解,有毒物質含量高,且水質波動大,從而影響活性污泥系統的正常運行,如污泥膨脹、污泥中毒等。因此,對于新投產的污水廠,要使工藝運行穩定,必須收集完整的基礎資料,尤其是城市現狀水質資料。另外要求工藝調試人員善于把握進水水量、水質特點,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分散檢測和控制,集中顯示和管理,各種設備均可根據污水水質、流量等參數自動調節運轉臺數或運行時間。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,且要考慮到現場可能出現的各種特殊情況,如電動閘閥和水泵的聯動開機;在局部位置設置自動控制系統,如由進水泵房的水位來控制水泵的運轉等。
