MBR一体化设备在黑臭水体准Ⅳ类出水工程中的应用.pdf

环境保护与循环经济48MBR一体化设备在黑臭水体准V类出水工程中的应用岳恩伟韦周葛威夏明芳（江苏南大生态环境建设有限公司，江苏南京2 110 0 0）摘要：针对黑臭水体的污染状况及治理要求，研制生产了应急处理一体化装置，并广泛应用于黑臭水体治理项目。该装置采用“A3/0+MBR”工艺，出水水质达到GB3838一2 0 0 2 地表水环境质量标准准IV类水标准，能完全分离截留SS，去除大量COD、氨氮、总氮及总磷,达到水体净化的目的。关键词：黑臭水体；一体化设备；MBR工艺；准IV类水Abstract:In view of the pollution status and treatment requirements of black odorous water,the integrated emergencyequipment was developed and widely used in black odorous water treatment projects.This equipment adopts the A3/O+MBR process,the efluent quality reaches the quasi-class IV water standard of Environmental Quality Standardsfor Surface Water(GB 3838-2002).The treatment system can completely separate and retain SS,remove a largeamount of COD,ammonia nitrogen,total nitrogen and total phosphorus,to achieve the purpose of water purification.Key words:black odorous water;integrated equipment;MBR process;quasi-class IV water中图分类号：X524文献标识码：A文章编号：16 7 4-10 2 1(2 0 2 3)0 7-0 0 48-0 41引言当前，城市化进程不断加快，城镇人口日益增加，污水排放量也随之增加，日常生活污水一旦直接排放至周边水体将造成环境污染，导致黑臭水体问题1。为改善城镇居民居住环境，解决日常生活污水随意排放对环境的污染问题，保护周边生态环境，急需对城镇黑臭水体污染进行整治。针对黑臭水体的污染状况及治理要求，结合多年污水治理经验，本研究将传统污水处理工艺与膜分离技术相结合，研制生产出黑臭水体应急处理一体化装置，并广泛应用于黑臭水体治理项目。该装置采用活性污泥法与高精度膜分离工艺(MBR)相结合的技术，完全分离截留SS,去除大量COD、氨氮、总氮及总磷，达到水体净化的目的 2 。对江苏省淮安市洪泽区的2 座“A/O+MBR工艺的一体化污水处理设施进行具体研究，一方面分析黑臭水体处理的难点、重点，另一方面通过MBR收稿日期：2 0 2 3-0 1-13；修订日期：2 0 2 3-0 6-12。作者简介：岳恩伟，女，1991年生，工程师，硕士，主要从事环境工程与给水排水工程的设计、技术工作。平板膜在黑臭水体处理中的运营状况分析其设计、运营操作要点，为MBR工艺用于城镇黑臭水体处理提供参考。2项目概况2.1项项目简介洪泽区分布式污水处理设施位于江苏省淮安市洪泽区主城区西部的洪泽湖大桥南北两侧，2 座一体化污水处理设施规模均为40 0 m%d，设施均采用“A%/0+MBR工艺，出水水质满足GB38382002地表水环境质量标准的准IV类水标准（除总氮指标外，其他指标与地表水相同),尾水可直接排到洪新河3。2.2设计水量水质2.2.1设计水量根据提供的数据，水量按40 0 m%d处理规模设计计算。49下。3.2.1集水井2.2.2设计进出水水质设计进水水质见表1。表1进水水质指标指标pH(无量纲)CODBOD总氮氨总磷（Q 2 35B8 8)采用环氧煤沥青防腐，具体内部设计如数值69污水处理系统出水水质要求满足GB3838一2002地表水环境质量标准的准IV类水标准（除总氮指标外,其他指标与地表水相同）。具体出水指标见表2。表2 出水水质指标指标pH无量纲）CODBOD总氮氨氮数值693工艺参数设计3.1工艺流程描述一体化污水处理系统采用“A/O+MBR工艺，主要由厌氧、缺氧、好氧和MBR池等组成。具体工艺流程如下：将污水截污至集水井，经泵提升至一体化装置的厌氧池，在厌氧池内，溶解性有机物被微生物细胞吸收转化为沼气、水等，而使污水中COD浓度下降，同时完成磷的释放；厌氧后的出水进人缺氧池，反硝化菌利用污水中的有机物作为炭源，将回流混合液中带人的NO-N和NOz-N还原为N2,出水自流至好氧池，有机物被微生物生化降解；含氮有机物先进行氨化反应转化为NH3-N，然后进行硝化及反硝化反应进一步还原为N2。厌氧释放的磷由聚磷菌过量吸收，磷浓度能通过排泥迅速降低。污水最后进人MBR膜池，在膜池内进一步降解有机物和氮,并实现泥水分离，出水经过进一步除磷后水质可达到优于准IV类水标准。剩余污泥定期清理处理。本项目工艺流程如图1所示。集水#进水栅渣外运图1“A%O+MBR工艺流程3.2主要工艺处理单元设计本项目设计的一体化设备集厌氧、缺氧、好氧、MBR、清水、设备间等功能于一体，设备基础采用钢mg/L砼结构，一体化设备装置按40 0 m/d设计，材质碳钢350 15050 404mg/L总磷306151.50.3(湖、库0.1)曝气曝气除磷剂好池MBR池剩余污泥污泥污泥回流回流定期清理集水井用于收集污水，调节进水水质、水量，通过机械格栅去除污水中大颗粒杂质，利用提升水泵提升污水至一体化装置。主要设备配置：GSHZ-600机械格栅1台，渠宽600mm，渠深8 0 0 mm，栅隙3mm;CP52.2-65提升泵2 台（1用1备），流量2 0 m/h，扬程2 0 m，功率2.2kW，38 0 V电机，配套自耦装置；10 L50电磁流量计1台，口径DN65，一体式，4 2 0 mA信号。3.2.2厌氧池厌氧池中没有溶解氧和硝酸盐。利用池中厌氧菌，进行“水解一酸化一产乙酸一产甲烷 反应，可以去除污水中大部分有机物，为后续缺氧、好氧提供可生化性。设计规模为40 0 m/d，有效水深取3.6 5m，超高取0.45m，尺寸为1.6 0 mx3.80mx4.10m（净尺寸），计算停留时间约为1.3h。主要设备配置：MA0.85/8-260潜水搅拌机1台，推力138 N,桨直径2 10 mm,转速7 40 r/min。3.2.3缺氧池缺氧池中没有溶解氧，溶解氧要求低于0.5mgL，但有硝酸盐。利用池中兼氧微生物,降解污水中部分有机物。在反硝化菌的作用下，将好氧回流液中的NO3-N和NO2-N还原为N2，从而降低氨氮及总氮浓度。设计规模为40 0 m/d，有效水深取3.6 5m，超高取0.45m，尺寸为3.2 0 mx3.80mx4.10m（净尺寸），计算停留时间约为2.6 h。主要设备配置：MA0.85/8-260潜水搅拌机1台，推达标力138 N,桨直径2 10 mm,转速7 40 min;CP50.75-50排放回流泵（缺一厌）2 台（1用1备），流量12 m/h，扬程8m，功率0.7 5kW,380V电机，配套自耦装置。3.2.4好氧池好氧池中的溶解氧约4mg/L，既有溶解氧又有硝酸盐，适宜好氧微生物的生长繁殖。其功能是通过环境保护与循环经济50好氧活性污泥吸附、降解有机物，活性污泥进入有氧呼吸，进一步将有机物分解成无机物，去除大部分COD、氨氮等有机污染物。设计规模为40 0 m/d，有效水深取3.6 5m，超高取0.45m，尺寸为6.40 mx3.80mx4.10m（净尺寸），计算停留时间约为5.3h。主要设备配置：PIK215曝气系统1套，微孔曝气器，单个面积0.3m;CP50.75-50回流泵（好一缺）2 台（1用1备），流量12 m/h，扬程8 m，功率0.75kW380V电机，配套自耦装置HZ-80S风机4台（3用1备），风量2.6 5m/min，风压4.0 m，功率4.0kW,380V电机。3.2.5MBR池MBR是一种结合膜分离和生物处理的新型水处理技术。利用膜分离技术可以截留污水中的活性污泥微生物，延长污泥泥龄，保证池内较高的污泥浓度，有利于硝化细菌的生长繁殖，使有机物、氨氮等污染物去除率大幅提升 4。本设计采用浸没式MBR,其特点是将特制的膜组件浸没在混合液中，在水泵的抽吸作用或水位差的推动下，将水(经微孔膜)排出生化反应池，将微生物、细胞等颗粒截留在生化反应池中。其中膜均采用平板膜，材质为PVDF=5)。每格膜池设进水、出水闸和排空管。膜池出水设计为抽吸出水，每台膜池配置1台抽吸泵。由出水连接管接到该膜池的出水母管上，出水母管与膜池抽水泵相连。膜池透过液泵变频控制。设计规模为40 0 m/d，有效水深取3.6 5m，超高取0.45m，尺寸为3.8 0 mx3.80mx4.10m（净尺寸），计算停留时间约为3.1h。主要设备配置：MBR-135平板膜系统3组，产水量135md，膜架材质不锈钢；GMP-32-65抽吸泵2台（1用1备）,流量2 0 m/h，扬程8 m，功率1.5kW，380V电机，配套自耦装置；CHD51.5-65回流泵（膜一好）2 台（1用1备）,流量2 5m/h,扬程10 m，功率1.5kW，38 0 V 电机，配套自耦装置；FMU30超声波式液位计1台，测量水深0 5m范围，4 2 0 mA信号；10 L50电磁流量计1台，口径DN65，一体式，420mA信号。3.2.6清水池在清水池中投加除磷剂进行化学除磷，使总磷指标达到排放标准的要求，满足排水标准。设计规模为40 0 m/d，有效水深3.6 5m，超高0.45m，尺寸为3.0 0 mx1.20m1.52m（净尺寸），计算停留时间约为0.2 h。3.2.7设备间设备间用于放置污水处理站所需控制系统、自控系统、加药装置、叠螺机等，尺寸为3.0 0 mx2.60mx2.58m(净尺寸）。主要设备配置：DL-201叠螺机1台，处理量1520kgds/h，配套PAM投加装置；PL-500药洗加药装置1台，有效容积2 0 0 L，配套计量泵;PL-500除磷加药装置1台，有效容积2 0 0 L，配套计量泵；GGD控制系统1套，低压控制柜;PLC自控系统1套；远控平台（手机/电脑端）1套，实现无人值守，远程操控。4经济分析4.11项目投资分析本项目总投资约38 2.8 0 万元。单座设施投资约191.40万元，其中，设计费用2.0 0 万元，土建工程费用5.50 万元，设备工程费用16 5.40 万元，工程建设其他费用18.50 万元。4.2运行成本分析本项目运行费用主要包括电费、药剂费、人工费等,其中污泥采用叠螺压滤机压滤脱水后外运处置，运行成本按2 座设施计算，全年按36 5d计。计算可得实际水运行成本约为2.0 7 元/t，2 座设施运行费用为2 2 5.99万元/a。具体运行成本分析详见表3。表3运行成本分析水运行成木/运行费用/项目(元t)电费0.63葡萄糖0.02药PAC剂费PAM柠檬酸、次氯酸钠人工费合计备注(万元a）183.960.47碳源0.061.78除磷剂0.030.88絮凝剂0.082.40膜清洗剂1.2536.502.07225.99515结论本文对洪泽区的2 座一体化污水处理设施进行设计研究，结合现场运维情况进行了经济分析。一体化设备采用“A3/O+MBR”工艺，出水水质满足GB38382002地表水环境质量标准的准IV类水标准(除总氮指标外,其他指标与地表水相同)。一体化设备占地面积小，现场安装快捷、操作简便，日常运行采用全自动化运行，无需专人值守。本工程投资成本较低，运行成本约为2.0 7 元/。设备整体运行稳定，各项指标能够稳定达到并优于准IV类水标准。参考文献1王少林.城市黑臭水体整治中控源截污改善措施的思考J.净水技术,2 0 17,36(11):1-6.2王睿，张梦竹，王明文，等.AAO+MBR系统设计要点分析及应用 J.化工管理，2 0 2 1(5）：39-40.3白玉华，张欣宇，黄政鑫，等.AAOA-MBR强化脱氮工艺用于内江市某污水厂提标改造 J.中国给水排水，2 0 2 0,36(24):87-91.4 董良飞，薛涛，晓敏，等.A/O/A/MBR中试装置的除污效能研究 J.中国给水排水，2 0 0 9,2 5(2 3）：6-14.5张勇，秦玉兰，樊晓丽，等.平板陶瓷膜MBR工艺在农村污水处理中的应用 J.中国给水排水，2 0 2 1,37（10)：12 0-125.（上接42 页）参考文献1印万忠，王星亮.辽宁大石桥某低品级菱镁矿浮选提纯试验研究 A.中国镁盐行业年会暨节能减排新技术推介会专辑 C.2008.2陈延信,孙志，赵博，等.碳酸钙渣悬浮态熳烧试验 J.化工进展,2 0 13(3):6 92-6 96.3王战娥，李辉，徐德龙，等.煤系高岭土悬浮烧工艺试验研究 J1.非金属矿，2 0 0 7(2）：45-47.4彭强，郭玉香，曲殿利，等.悬浮态熳烧菱镁矿制备高活性轻烧氧化镁 J.耐火材料，2 0 17,514)：2 6 4-2 6 7.5李广垠，李志坚，郭玉香，等.烧温度对轻烧镁粉显微结构与活性的影响 J.耐火材料，2 0 16,50(5)：36 7-36 9.6郭玉香，彭强，曲殿利，等.轻烧氧化镁活性对镁砂烧结性能及显微结构的影响 J.耐火材料，2 0 18,52(3)：17 6-17 9.7高陟，马北越，任鑫明，等.利用菱镁矿制备先进镁质材料的研究进展 J.耐火材料,2 0 2 0,54(1)：8 8-92.