再生水回用工程MBR工艺设计及运行

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摘要：本文主要对再生水回用工程mbr工艺的设计及运行进行简单的介绍，依托密云县污水处理厂所采用的MBR处理技术，来对此问题进行说明，该污水处理厂的设计规模达到4.5万m3/d。该工程在我国属于首例自行设计、施工、运行的生物反应器工程。根据该工程的运行，有效的对膜污染进行了控制，并维持在一个稳定的水平，MBR系统也实现了稳定的、长期的运行。

关键词：再生水；MBR工艺设计；膜污染控制

Abstract: this paper mainly of recycled water reuse engineering MBR process design and operation of simple introduction, relying on the miyun county sewage treatment plant the MBR processing technology, to show this problem, the sewage treatment plant design scale to 45000 m3 / d. The project by the first in China belong to design, construction and operation of the biological reactor engineering. According to the operation of the project, effective on membrane pollution control, and maintained a steady level, MBR system also realize the stable, long-term operation.

Keywords: renewable water; MBR process design; Membrane pollution control

中图分类号：S611 文献标识码： A 文章编号：

该污水处理厂是该县唯一的污水处理厂。承担着整个密云县的出水处理任务。设计规模4.5万m3/d，达到国家二级排放标准。为了有效解决水资源紧缺的问题，也为了降低尾水对下游河道的污染，县政府对污水处理厂进行改造，对尾水进行深度处理，使处理后的尾水达到再生水的要求。该污水处理厂采用膜-生物反应器处理工艺度污水进行再生处理。MBR属于将污水生物处理工艺与膜分离技术相结合，产生的一种再生回用工艺与污水处理技术，出水稳定、效率高、水质好，占地面积小、可自动控制，是现今国际上污水处理的发展方向，也是具有较好发展前景的新技术。

1、再生水MBR工艺设计

1.1工程规模及水质

根据该县再生水回用计划，再生水厂设计规模达到4.5万m3/d，再生水主要用于景观补水。该水厂的水源为该县污水处理厂的二级处理尾水。根据出水的用途及国家相关水质标准，该水厂的出水都达到景观用水、水景类用水的设计要求。该县再生水进水、出水水质如表1所示：

表1 再生水厂设计进水、出水水质

1.2 MBR工艺

该县污水处理厂的二级处理尾水引入到再生水厂提升泵房，流入集水池，经过提升 进入到细格栅间，经过过滤，对纤维状物质及毛发等进行网状格栅的去除，这样就可以保证后期膜处理系统的运行。进过了细格网状格栅的过滤后，出水由管道输送到曝气池，这个过程在管道内需要加入药物，最后进入到膜池。抽吸泵对经过膜过滤的水进行抽吸，形成出水，经过臭氧消毒脱色后，出水即为再生水可进行回用。主要工艺流程如图1所示：

图1密云县污水处理厂再生水厂工艺流程

1.3预处理工艺设计

根据国外的MBR工艺经验，对MBR系统的稳定运行和膜的使用寿命有直接影响关系的就是预处理设计。进水中含有大量的物理性污染物，特别是毛发及纤维状物质很容易就缠绕到膜丝上，毛发及纤维物质能吸附大量污泥附着在膜丝上，影响膜丝的正常运行，甚至对膜丝造成损坏，膜丝的有效工作面积减小，最终对膜系统产生严重的影响而无法正常工作。因此，采用超细格栅技术就是为了将进水中的纤维物质及毛发进行过滤，使其进入不到膜-生物反应器中，避免其缠绕到膜丝上。细格栅对膜的保养和维护有着重要的作用，使膜的使用寿命大大延长，超细格栅是为了防止纤维状物质进入膜一生物反应器。该工程主要采用转鼓型超细格栅，内设两道超细格栅，超细格栅距0.5毫米，流道宽度设计为两米。超细格栅设置反冲洗泵与油脂泵，根据煽前后水位或时间周期对反冲洗泵进行控制，冲洗水源来自栅后的出水，冲洗出来的废渣经过压榨成渣后外运。

1.4膜及膜组件选择

该处理系统中，膜的投资占据了三分之二，因此，膜的使用时间长短直接关系到该系统运营成本及投资成本，从而影响到该项目的收支平衡。根据该县再生水厂工程的实际情况，并经过专家论证，最终对膜的选择采用了浸没式PVDF中的空纤维膜及其组成部件，该型号的膜的机械强度较好，化学性能也比较稳定且抗污染能力强。该项目最终确定采用Mitsubishi公司生产的PVDF膜及其组件，该膜的膜孔径为0.4 µm。

1.5曝气池、膜池工艺设计

该设备中膜-生物反应器主要由好氧曝气池、膜池及设备药剂间组成，好氧池与膜池分别采用微孔曝气和粗孔曝气。曝气池水力停留时间为2.3小时，有效容积达到4 320m3，主要分为两个系列，各系列可独立运行，并由三个推流式廊道组成，廊道长24米，宽6米，水深可达5米。曝气池前端设置两个可调堰门和两台闸门，用于配泥配水。内部的微孔曝气管进行曝气，曝气管长为1米，一根的作业面积为1.5 m2。氧气的转移效率大于百分之二十六，一共设576根微曝气管。由于对出水总磷有严格的要求，要求不能高于0.5 mg/L，因此要采用化学除磷的方法。膜池水力停留时间为1.7小时，有效容积为3 240 m3，也分为两个系列，每一个系列分为三格，每格膜池设有七个膜箱，一个膜箱的出水量为1071.4 m3/d，膜通量0.714 m3/m2/d，约合30L/m2/h。

1.6膜污染控制设计

膜技术在应用过程中，存在的最大问题就是膜污染问题，可以直接影响膜的稳定工作，决定了膜的更换频率和清洗周期，因此，影响MBR工艺的经济性的最主要因素就是膜污染问题。为对防止膜被污染，在该工程中，主要采用以下技术进行解决：（1）间歇抽吸；（2）正向空气扫洗；（3）维护在线清洗；（4）回复清洗。在系统进行过滤的时候，通过正向空气扫洗使系统的配套鼓风机开启，控制阀同时烤漆，通过设置于膜块下的粗空曝气管，鼓风机对膜丝表面进行吹扫，这样就降低了大量沉淀物附着在膜表面。

2、再生水厂MBR工艺运行

2.1运行水量

在该工程运行三周之后，各项系统指标均达到稳定状态。然后开始试运行，经过两个月的试运行，该工程进入正常运行状态。截止目前，工程的实际来水量是2.2-2.9万m3/d。高峰时，基本可以达到膜系统的设计处理标准水量3万m3/d。

2.2进、出水水质

受各方面因素的影响，该工程的进水水质实际上是比设计标准更为恶劣的，各种污染指数都高出设计标准二至三倍。表2、图2、图3为该再生水厂实际进出水水质情况：

表2实际运行进出水水质情况表

由表2、图2可知，该水厂的实际进水COD浓度在87.8-796 mg/L之间，平均值为226.3 mg/L。是设计进水的2.3倍；设计出水COD浓度平均值为41.4 mg/L。

由表2、图2可知，再生水厂的实际进水NH4+-N浓度范围在31.8-78.8 mg/L间，平均值为61.6 mg/L，是设计进水的2.5倍左右；实际出水NH4+-N浓度约在0.02-4.35 mg/L间，平均值为1.07 mg/L。该系统具有较强的抗氨氮负荷能力，MBR表现出较好的硝化效果。

图2 2006.7—2007.3实际进、出水CODcr浓度变化

图3 2006.7-2007.3实际进、出水NH+4-N浓度变化

3、结束语

该地区的污水处理厂的再生水回用工程在我国属于自行设计、施工及运行的首例大型膜-生物反应器处理工程。是我国MBR技术在研发与工艺集成、应用等领域的集中体现，标志着我国MBR污水处理技术已经达到先进的水平，是我国大型MBR应用技术的里程碑。

参考文献

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季鹏