日120吨mbr工艺污水回用项目初步设计方案

日120吨mbr工艺污水回用项目初步设计方案内容摘要：

解的物质主要是一些大块的 漂浮物和无机砂粒，去除这些污染物对于避免提升泵的磨损和后续构筑物、管道的堵塞相当重要。 另外，不可生物降解的固体，在生化处理单元中积累会占据大量池容，使池容不断减少最终导致系统完全失效。 同时，去除对生物处理过程有抑制作用的物质，减小生物反应的负荷，改善生物反应的条件，对生物系统正常运行，降低运行费用都是必不可少的一步。 此处的 预处理 主要有格栅，预曝气调节池，沉淀池。 通过这一过程，可有效去除废水中不可生物降解或难于生物降解的有机物，均和水质和水量保证后续处理的正常进行。 预处理后的废水水质特性 预处 理后废水水质如表 5 所示 表 5 预处理后的废水水质 单位： mg/L 污染物名称 PH COD BOD SS 污染物浓度 180 60 100 预处理后废水水质各污染物配比如表 6 所示 表 6 预处理后 各污染物配比 项目 BOD5/COD 数值 中水处理项目 设计方案 8 经预处理后的废水 BOD5/COD=，可生化性一般，可以使用生化处理的办法，同时该水 SS 较高，故在膜生物反应器前设立兼氧 A 段，增加水的可生化性。 中水处理项目 设计方案 9 1） 生活污水、生产废水通过地沟汇集进入 化粪池 ，首先通过格栅去除水中的 20mm 以上的杂物后进入集水池，以减少后续处理负荷和保护后续处理设备（泵）。 格栅挡住的杂物被自动刮起送入格栅栏内，定期清理。 2） 集水池内设置排污泵将废水移送到调节池。 3） 生活污水、生产废水并非 24 小时 /天均匀排放，但为了减少工程投资、满足后续生化处理设施的要求，废水处理系统是按 24 小时 /天连续运行设计，因此需设置调节池均衡水量，同时在池内设空气搅拌， 一方面均衡水质，同时对废水进行预曝气处理，防止 SS 在池内沉淀。 MBR（ O 段） 进水 格 栅 曝气调节池 集 水 池 污 水 泵 MBR（ A段） 内回流 出水 清 水 池 鼓风机 污泥存放池cunfangchi 污泥外运运 污 泥 泵 滤液 鼓风机 次氯酸钠 中水处理项目 设计方案 10 4） 由于废水中含有悬浮物浓度较高，因此在进生化前采用混凝沉淀将其去除。 5） 废水的处理出水对氨氮要求较高，氨氮废水的处理一般有物化和生化两种方法。 物化法分为氯化法、磷镁沉淀法、离子交换法、汽提法和吹脱法。 氯化法是通过投加足够量的氯使废水中的 NH3— N 氧化成氮气，此法处理费用高，一般用于给水的处理。 磷镁沉淀法尽管氨与磷、镁生产一种沉淀复盐可作为肥料使用，但肥料的售价仍补偿不了磷酸的价格。 离子交换法是选用对氨离子有很强选择性的沸石作为交换树脂 ，从而达到去除氨氮的目的，但对于高浓度的氨氮废水，离子交换法会使树脂再生频繁而无法操作，且再生液仍为高浓度氨氮废水需再处理。 汽提法是用蒸气将废水中的游离氨转变为氨气逸出，逸出的氨气可以回收，一般用于处理高浓度氨氮废水；吹脱法则是用空气从废水中将氨气吹脱，一般用于处理中等浓度氨氮废水；但这两种处理方法运行成本较高。 生化法处理成本较低，只需控制一定的条件（如 pH、 DO 和有机物浓度），运行管理较为方便。 本方案根据该废水的特点选用前置式反硝化生物脱氮工艺（ A/O 工艺），优点如下：  通过反硝化脱氮可彻底消除氮对环 境的影响。  该废水中含有大量的氨氮，在硝化过程会产生大量的 H+，而当废水中的碱度不能满足硝化反应的需要，会使得 pH下降，抑制硝化过程的彻底进行，一方面引起 NO2— （还原物）的累积，造成出水 CODcr值偏高（理论上 1mg/l NO2— 造成 mg/l CODcr），另外会引起 NH3— N 不能彻底的去除，造成 NH3— N 超标，因此必须补充投加一定量的碱以满足硝化过程的需要，而反硝化过程产生的碱度可补偿硝化过程消耗的一半的碱度，可减少后续的硝化过程补充投加的碱量，节省处理的运行费用。  反硝化过程可以利用硝化过 程中产生的 NO3— 、 NO2— 离子中化合态的氧去氧化废水中的有机物，减少后续的硝化过程的曝气量，可节省处理的运行费用。 中水处理项目 设计方案 11 本方案中的生化工艺采用先进的膜生物处理技术（ MBR），该工艺技术特别适用于有机浓度高、处理要求高的食品、有机化工、医药及畜牧等行业的废水处理以及中水回用处理。 MBR 技术以与活性污泥法相同的处理原理去除废水中的有机物，不同的是活性污泥法在沉淀池进行固液分离，而 MBR装置则是通过膜分离单元将清水直接抽出。 考虑到日后检修时不至于影响整个系统，生化处理设施设计为并行独立的二个系列。 6） MBR 池由 于污泥浓度高，抗水质变化能力强。 MBR 工艺原理介绍 膜与生物处理工艺结合的膜生物反应器研究迄今已逾 30 年了， MBR 的商业应用也有 20 年的历史了。 1969 年，美国的 Smith 首次报道了美国 DorrOliver 公司把活性污泥法和超滤工艺结合处理城市污水的方法。 该工艺最引人瞩目的是用膜分离技术取代常规活性污泥二沉池，用膜分离技术作为处理单元中富集生物的手段，而不是采用常规的回流循环来增加曝气池中微生物的浓度。 它是用一个外部循环的板框式组件来实现膜过滤的。 在生活污水处理中，获得了极佳的处理效果， BOD＜ 1mg/L， COD=20～ 30mg/L，系统处理能力为 10～ 100m3/d。 另一个早期的报道是 Hardt 等人，在 1970 年用一个 10L 的好氧生物反应器处理合成废水，流程中用一个死端超滤膜来实现泥水分离，其中的 MLSS 浓度高达30000mg/L，是常规好氧系统的 23 倍，膜通量 m2/h， COD 去除率为 98%。 DorrOliver 公司在 60 年代还开发了另外一种膜处理工艺 MST（ Membrane Sewage Treatment）。 在该系统中，污水进入悬浮生长的生物膜反应器中，并通过超滤膜组件的抽吸作用连续出水。 膜组件为板框式，进出口压力分别为345KN m2和 172 KN m2，膜通量为 m2/h。 尽管这些工艺取得了良好的出水水质，但由于当时膜技术发展相对落后，膜材料种类少，价格昂贵，使用寿命短，限制了该工艺的长期稳定运行，污水膜生物反应器仍然处于初级研究阶段。 1970年美国的 DorrOliver 公司和日本的 Sankiengineering 有限责任公司达成协议，使得该工艺首次进入日本市场。 80 年代以 后，随着膜制造技术的发展、膜分离工艺的完善、膜清洗方法的改进和污水厂出水水质要求的提高，中水处理项目 设计方案 12 MBR 开始在污水处理行业得到应用。 1989 年，日本政府联合许多大公司共同投资进行了为期 6 年的“ 90 年代水复兴计划（ Aqua Renaissance Programme’90） ”科研项目，其目的是寻求满足长期水量需求，解决水污染问题和从污染物中获取能量。 特别是开发一种膜技术与生物反应器相结合来处理工业和城市污水，省能省地，出水水质好，适用于污水回用的工艺。 今天，日本已经有数家公司提供成套产品，应用于家庭污水处理和回用以及废 水中COD、 NH3N 较高的工业领域。 MBR（膜生物反应器）工艺的工作原理：首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物，然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。 本工程使用的膜为中空丝膜，膜的孔径在 m 左右，能够截留住活性污泥以及绝大多数的悬浮物，取得清澈的出水。 为了使得膜能够连续长期稳定的使用，在中空丝膜的下方以一定强度的空气不断对膜进行抖动，既起到为生物氧化供氧作用，又防止活性污泥附着在膜的表面造成膜的污染。 其样例如下： 膜的强 度高： 由于聚丙烯中空纤维膜的制备方法采用的是“熔融挤出、拉伸成型”的制膜方法，聚丙烯大分子规则取向，因而膜的强度高，在高强度曝气和定期的化学清洗过程中，膜不容易断裂。 膜的化学稳定性能好： 聚丙烯中空纤维膜生产过程中，没有投加任何添加剂和致孔剂等，因而中水处理项目 设计方案 13 化学稳定性能好，可以采用强酸或者强碱清洗。 可以采用含氯消毒剂清洗，以清除膜表面的大量微生物污染。 化学清洗后的流量回复性好。 膜片示意图 中空丝膜 是最适合于 MBR 技术应用的膜材料之一，主要基于以下性能特点： MBR 工艺的优点如下：  运行管理方便 传统的好 氧活性污泥处理工艺，在高污泥负荷的情况运行会出现污泥膨胀现象，使得泥不难于分离导致系统不能正常运行、出水不达标。 而 MBR工艺是用膜抽吸作用来进行泥水分离，污泥膨胀不会影响 MBR 系统的正常运行和出水水质，因此运行管理极为方便。  占地面积小 传统的活性污泥工艺的活性污泥浓度一般在 3000～ 5000mg/l，而 MBR工艺的活性污泥浓度一般在 8000～ 12020mg/l，且不需生化沉淀池，故大大减少了占地面积和土建投资，其土建占地约为传统工艺的 1/3。  处理水质稳定 中空丝膜能够截留几乎所有的微生物，尤其是针对难以 沉淀的、增殖速中水处理项目 设计方案 14 度慢的微生物，因此系统内的生物相极大丰富，活性污泥。