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雙膜內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)器處理生活污水實(shí)例

2019-03-20 07:06張小平覃理嘉孫幫周余意
中國環(huán)保產(chǎn)業(yè) 2019年2期
關(guān)鍵詞:處理廠反應(yīng)器污泥

張小平,覃理嘉,孫幫周,余意

(南寧市桂潤環(huán)境工程有限公司,南寧 530000)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷深入,鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口迅速增長,人們的生活方式發(fā)生改變,用水量隨之增大。我國現(xiàn)有4.8萬個集鎮(zhèn)和69.15萬個行政村,約有1.95億鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口,年產(chǎn)生生活污水約5.7億立方米[1、2],如未經(jīng)處理直接排放,會造成大范圍、嚴(yán)重的環(huán)境污染,因此,處理好鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水十分必要。然而,當(dāng)前我國大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)沒有配備污水處理設(shè)施,或污水處理設(shè)施運(yùn)行不正常,污水未經(jīng)處理隨意排放的現(xiàn)象多發(fā),并已造成環(huán)境污染[3],鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理已成為水污染防治的重點(diǎn)和亟待解決的問題。

傳統(tǒng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝存在占地面積大、施工和安裝周期長、投資和運(yùn)行成本高、管理繁瑣、處理效果差的缺點(diǎn)[2、4],不適合應(yīng)用于處理鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水,一體化、集成化、小規(guī)模、高效率的污水處理設(shè)施是處理鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水的發(fā)展方向和理想選擇。雙膜內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)器(DMBR)是一種結(jié)合膜生物反應(yīng)器技術(shù)[5]、生物接觸氧化技術(shù)、間歇曝氣法的一體化污水處理設(shè)備,經(jīng)過多年的工程應(yīng)用,證明其具有占地面積小、施工周期短、安裝便捷、投資和運(yùn)行成本低、處理效果好、自動化管理、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn),適合應(yīng)用于處理鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水。本文以廣西壯族自治區(qū)某鎮(zhèn)生活污水處理工程為例,介紹DMBR處理工藝,為鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理提供參考和借鑒。

1 工程概況

廣西壯族自治區(qū)某鎮(zhèn)建設(shè)污水處理廠,近期設(shè)計(jì)污水處理量為500m3/d,遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)污水處理量為1000m3/d;布設(shè)配套污水管網(wǎng)長度為3600m,排水體制采用雨、污分流制,污水經(jīng)處理后須符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中的一級A標(biāo)準(zhǔn)排放,項(xiàng)目總投資1197.96萬元,占地面積680m2。

該工程所涉鄉(xiāng)鎮(zhèn)為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì),污水主要為生活污水和少量畜禽養(yǎng)殖廢水,參照相似鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水水質(zhì),確定該鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工程設(shè)計(jì)。進(jìn)水水質(zhì)、排放限值及處理程度見表1。

表1 污水進(jìn)水水質(zhì)和排放限值

2 污水處理工藝

2.1 工藝流程

污水經(jīng)管網(wǎng)收集,在重力自流和提升泵站提升的作用下進(jìn)入污水處理廠。污水首先經(jīng)過格柵,去除水中的大塊懸浮物和漂浮物,進(jìn)入調(diào)節(jié)池,調(diào)節(jié)池內(nèi)的潛水提升泵將污水提升進(jìn)入雙膜內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)器(DMBR),污水在DMBR內(nèi)的好氧、厭氧和缺氧環(huán)境中被微生物代謝分解、去除。由DMBR內(nèi)生化反應(yīng)產(chǎn)生的過量污泥排入污泥池沉淀、收集;污泥池底泥經(jīng)壓濾機(jī)脫水,污泥池上清液和壓濾液回流入調(diào)節(jié)池,干污泥外運(yùn)至有處理污泥能力單位進(jìn)行處理。DMBR出水進(jìn)入紫外消毒裝置進(jìn)行消毒處理,經(jīng)計(jì)量槽監(jiān)測后排放。污水處理全過程采用自動化控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控。污水處理工藝流程如下圖所示。

污水處理工藝流程圖

2.2 主要設(shè)備和構(gòu)筑物

(1)調(diào)節(jié)池:1座,鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為8.0×7.0×5(m),有效容積335m3,停留時(shí)間4h,底部安裝潛水提升泵。

(2)雙膜內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)器(DMBR):1套,鋼結(jié)構(gòu)。尺寸為15.0×2.8×3.5(m),有效容積126m3,污水處理量500m3/d,水力停留時(shí)間<6h,混合液懸浮固體濃度(MLSS,可體現(xiàn)污泥濃度)3000~8000mg/L。DMBR內(nèi)部配備鼓風(fēng)機(jī)、自吸泵各2臺(一用一備),以及電磁閥、流量計(jì)等設(shè)備;膜組件采用親水性聚四氟乙烯(PTFE)材料制成,膜孔徑0.1μm。

(3)污泥池:1座,鋼砼結(jié)構(gòu)。尺寸為2.7×2.7×5(m),配備1臺框式攪拌機(jī)。

(4)紫外消毒和計(jì)量槽:紫外消毒池與計(jì)量槽采用合建形式,1座,整體尺寸為2.25×6.0×1.4(m)。紫外線消毒接觸時(shí)間>30s,消毒水量為500m3/d。

(5)污泥脫水機(jī)房和加藥間:1座,磚混結(jié)構(gòu),加藥間設(shè)置于污泥脫水機(jī)房內(nèi)。尺寸為6.6×6.0×4.8(m),安裝有污泥壓濾機(jī)1臺、加藥桶3個、加藥泵3臺。

(6)服務(wù)房:1座,磚混結(jié)構(gòu),服務(wù)房內(nèi)設(shè)置配電間、水質(zhì)監(jiān)察室、值班室、衛(wèi)生間。

2.3 雙膜內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)器(DMBR)

該污水處理工藝的核心是DMBR,不同于傳統(tǒng)的好氧型膜生物反應(yīng)器,DMBR屬于兼氧型膜生物反應(yīng)器,利用好氧、厭氧和兼氧型細(xì)菌去除水中污染物。

DMBR以生物膜和浸入式微濾膜為基礎(chǔ),將膜生物反應(yīng)器技術(shù)、生物接觸氧化技術(shù)、間歇曝氣法有機(jī)結(jié)合;采用特殊的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和布水、集水方式,促使氣、水內(nèi)部循環(huán),形成交替缺氧、厭氧、好氧的脫氮除磷環(huán)境,高效去除水中污染物。與傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器相比,DMBR具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)特殊的氣流內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu),交替間隙曝氣,實(shí)現(xiàn)“一氣多用”,曝氣能耗降低約50%。

(2)污水處理效率高,構(gòu)筑物和反應(yīng)器容積少,占地面積少。

(3)懸浮污泥濃度低,僅有傳統(tǒng)MBR工藝的5%~10%,跨膜壓差降低,膜通量下降幅度小,有效水力停留時(shí)間不超過6h。

(4)剩余污泥產(chǎn)生量少,小規(guī)模(污水處理量<1000t/d)污水處理項(xiàng)目無需專門的污泥處理設(shè)施。

(5)膜采用親水性聚四氟乙烯(PTFE)制成,膜工作周期和使用壽命得到延長,一般達(dá)到10年以上,減少系統(tǒng)的投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

3 工程運(yùn)行效果

該工程內(nèi)容包括污水收集管網(wǎng)和污水處理廠兩方面。污水收集管網(wǎng)建成后,污水收集率約為80%,有效解決了該鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水未經(jīng)處理直接排放的問題,改善居民生活環(huán)境。污水處理廠建設(shè)竣工后,開始調(diào)試運(yùn)行,主要對DMBR設(shè)備進(jìn)行調(diào)試:接種污泥,開啟曝氣和進(jìn)水培養(yǎng)、馴化污泥,嚴(yán)格監(jiān)控DMBR內(nèi)部溶解氧和出水污染物濃度;約15天后,DMBR運(yùn)行基本穩(wěn)定,跨膜壓差為-12kPa,MLSS約為3,500mg/L,出水水質(zhì)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中的一級A標(biāo)準(zhǔn)要求,每去除1kg BOD5產(chǎn)生約0.2kg污泥。進(jìn)、出水水質(zhì)和排放限值如表2所示。

表2 進(jìn)、出水水質(zhì)與排放限值

4 環(huán)境效益及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

4.1 環(huán)境效益

工程所涉鄉(xiāng)鎮(zhèn)年產(chǎn)生生活污水約20萬噸,未建設(shè)污水處理廠前,96%的污水未經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理,隨意排放,嚴(yán)重污染鄉(xiāng)鎮(zhèn)及周圍農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境,直接威脅當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康,影響鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,特別是旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

該項(xiàng)目污水處理工程運(yùn)行穩(wěn)定后,以近期處理水量計(jì)算,每年減排SS15.13噸,CODCr27.84噸,NH4+-N3.11噸,TP0.35 噸,污染物減排量巨大,環(huán)境效益明顯,惠及近200平方公里面積區(qū)域和2.2萬人口。

4.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

該工程總投資1197.96萬元,工程竣工后污水處理廠的總運(yùn)行費(fèi)用為17.99萬元/年,其中包括電費(fèi)3.72萬元/年,化驗(yàn)和藥劑費(fèi)4.57萬元/年,廠區(qū)和設(shè)備維護(hù)費(fèi)1.85萬元/年,污泥處置費(fèi)1.85萬元/年,該污水處理廠配置2名技術(shù)員,工資和福利費(fèi)為6萬元/年。污水處理廠處理污水的費(fèi)用為0.99元/m3。

5 工藝特點(diǎn)

該工程是一個以雙膜內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)器(DMBR)為核心的鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理工程,DMBR是一種結(jié)合膜生物反應(yīng)器技術(shù)、生物接觸氧化技術(shù)、間歇曝氣法的先進(jìn)一體化污水處理設(shè)備,適合應(yīng)用于小型生活污水處理工程。

經(jīng)多年運(yùn)行證明,其與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1)占地面積小,施工周期短;2)設(shè)備安裝和維護(hù)便捷;3)能耗小,污泥產(chǎn)生量少,投資和運(yùn)行成本低;4)污水處理效果好,設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、可靠;5)實(shí)現(xiàn)全自動控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

6 結(jié)論

該工程是以雙膜內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)器(DMBR)為核心的污水處理設(shè)備,成功處理廣西壯族自治區(qū)某鎮(zhèn)生活污水,處理后出水水質(zhì)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中的一級A標(biāo)準(zhǔn)要求,具有明顯的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。DMBR處理工藝具有占地面積小、投資和運(yùn)行成本低、自動化監(jiān)控、處理高效、操作便捷、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、污泥產(chǎn)生量少的特點(diǎn),特別適用于小型污水處理工程,可供鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理工程參考和借鑒。

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