【文章內(nèi)容簡介】 能；在硝化反應(yīng)的作用下，硝酸菌以污水中的無機碳為電子載體，依靠水中的溶解氧，不斷新陳代謝，使硝化反應(yīng)順利進行，將污水中的NONONO轉(zhuǎn)化成氮氣經(jīng)曝氣吹脫。使硝酸鹽得以除去，消除氮源的污染。(3)、經(jīng)固定床填料與污水及空氣的接觸使污水中的空氣得到多次重復(fù)切割，故氧利用率及污染物轉(zhuǎn)化率較高；（4）固定床無需專業(yè)人員管理維護，運行簡單可靠；（5）特別適應(yīng)廢水的水質(zhì)水量變化，耐沖擊負荷強。故本工程中選用固定床處理工藝。1) 有較高的污泥濃度，除了填料表面生長有生物膜外，在填料間隙還有懸浮生長的微生物，污泥濃度一般可達10～20g/l，比活性污泥法（2～3g/l）高許多。2) 生物膜具有豐富的生物相，膜中的微生物不僅數(shù)量多，而且種類也多，除了游離態(tài)和菌膠團內(nèi)的細菌外，還有大量附著于填料表面的絲狀菌，它的繁殖不僅不會引起污泥膨脹，相反能改善有機物的去除效果，另外在生物膜上還有多種原生動物和后生動物，形成了穩(wěn)定的生態(tài)系。3) 生物活性高，由于采用微孔曝氣器，氣泡直徑小且密集空氣氣泡在填料空隙中起了充分攪拌的作用，加之生物膜后生動物的存在可軟化生物膜，從而加速生物膜的脫落更新，使生物膜具有較高的活性。4) 具有較強的氧利用率，由于生化池內(nèi)設(shè)置彈性立體PP填料，生化池曝氣裝置采用圓盤式微孔曝氣器，氣泡在填料中曲折穿過，增加了停留時間，從而提高了氧從氣相向液相轉(zhuǎn)移的效率，一般接觸氧化池中的氧利用率高達45%。5) 具有較強的耐受沖擊負荷能力，這主要是接觸氧化池中污泥濃度高，加上曝氣的充分攪動，負荷沖擊可得到緩沖而從不致影響工作性能。6) 生物接觸氧化工藝具有較高有機負荷和水力負荷率工作條件清水充氧性能水深（m）氣量（m3/h）壓力損失（pa）qe（kgo2/h）ε（%）Ё（kgo2/）3290033400注：qe曝氣器充氧能力（kg/h）ε曝氣器氧利用率（%）Ё理論動力效率（kg/）●生物脫氮好氧固定床采用組合填料，該填料具有質(zhì)輕、耐老化等性能，膜生長良好的填料在空氣的攪動下處于懸浮漂流狀態(tài)，使固定床同時具有活性污泥法的特點，懸掛填料不僅增加了有機物和生物膜的接觸機率，同時填料對氣泡具有切割作用，因此固定床與活性污泥法比較具有較高的去除效率。 （新增） 膜生物反應(yīng)器（MBR）是高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)，可用于有機物含量較高的市政或工業(yè)廢水處理。雖然有好氧MBR過程的技術(shù)應(yīng)用可以追溯到20世紀70年代，但是它在污水處理領(lǐng)域的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用也是在過去的10年間剛剛開始的。利用膜組件進行的固液分離過程取代了傳統(tǒng)的沉降過程，能有效的去除固體懸浮顆粒和有機顆粒，制備無菌水。與傳統(tǒng)工藝相比，MBR可以使活性污泥具有較高的MLSS值，延長其在反應(yīng)器中的停留時間，提高氮的去除率和有機物的降解。MBR是現(xiàn)代化的、高效的水處理系統(tǒng)，可滿足市政污水處理量不斷增長的需求，極大地提高污水處理后的出水水質(zhì)。MBR系統(tǒng)是一種操作簡單，自動化程度高的處理過程，具有以下優(yōu)點：a)與傳統(tǒng)處理系統(tǒng)相比，可節(jié)省 50%的占地面積；b)可處理 MLSS 含量高(15g/L)的污水，具有較常的淤泥截留時間(60 天)；c)對不同的進水，有穩(wěn)定的產(chǎn)水水質(zhì)；d)淤泥含量低的產(chǎn)品，減少了處理的費用；e)能耗低，清洗簡單，運行費用低；Fig 1 施工中的MBR系統(tǒng)Fig 2 MBR for wastewater treatment process（MBR 污水處理工藝流程圖） MBR 過程描述MBR是一種將活性污泥法和一體化浸沒式膜分離系統(tǒng)相結(jié)合的新型污水處理技術(shù)。這一過程可廣泛應(yīng)用于市政和工業(yè)污水處理領(lǐng)域，包括水資源回用，社區(qū)發(fā)展，公園景點水資源回用、小區(qū)生活污水回用等。作為一種新興的污水處理技術(shù)，MBR已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于世界各地的污水處理廠。此外，MBR的使用量還在平穩(wěn)的上升，其規(guī)模也在不斷擴大。一些處理規(guī)模在 5,000 到 10,000m3/d的裝置已經(jīng)平穩(wěn)運行了數(shù)年，同時，新一代的MBR裝置的處理規(guī)模已達到 45,000m3/d。MBR過程實際上是一套污泥懸浮生長的活性污泥處理系統(tǒng)，采用微孔膜用于固液分離，從而取代了傳統(tǒng)的二沉池工藝。這樣，固液分離過程只需要很小的占地面積即可實現(xiàn)。通常的MBR處理流程如下所示。Fig 3 Simple Schematic Drawing of MBR System（MBR 系統(tǒng)簡圖）Fig 4 Typical schematic for membrane bioreactor system（典型 MBR 系統(tǒng)）如圖 4 所示的是典型的MBR結(jié)構(gòu)，它包括位于反應(yīng)器有氧區(qū)的浸沒式膜組件、厭氧水解酸化區(qū)和內(nèi)部采用填料式微曝氣系統(tǒng)代替流體攪拌裝置。如何使厭氧區(qū)具有生物除磷功能也是最近的一個研究熱點。膜過濾系統(tǒng)對來自反應(yīng)器中的水進行連續(xù)過濾，而再循環(huán)過程中，活性污泥的液體混合物仍然留在反應(yīng)器中，這樣就不需要單獨設(shè)置一個專用的二沉池。此外， 由于過濾系統(tǒng)安裝在反應(yīng)器內(nèi)部，因此，也不需要設(shè)置專門的過濾系統(tǒng)，從而減小了占地面積。為了保證氮的去除率，在厭氧區(qū)內(nèi)增加了微曝氣填料反硝化系統(tǒng)。在重力的作用下，流體在MBR池中連續(xù)流動。典型MBR系統(tǒng)的流程可以描述如下。原有生活處理系統(tǒng)出水自流進入 MBR系統(tǒng)，并與活性污泥進行充分的接觸。污水中的有機物被微生物降解，而其它不能被降解的雜質(zhì)則被MBR系統(tǒng)中的膜組件分離。由于一般生化系統(tǒng)處理過程為推流式運行方式，生物膜被水流帶入二沉池而被浪費，生化處理系統(tǒng)中的生物密度達不到要求，所以處理效率較低，采用MBR膜反應(yīng)器后，水中的生物被膜元件截留，經(jīng)混合液回流至前段生化系統(tǒng)，使處理系統(tǒng)生物密度不斷增加，處理效率得到提升，有機物、氨氮得到有效去除，處理水可以達標回用標準。此外，輸送到 MBR系統(tǒng)中的空氣也是處理過程中非常重要的一部分，它可以促進反應(yīng)器中流體的循環(huán)流動，提高活性污泥的降解效率，還可以使中空纖維之間發(fā)生相互摩擦，清潔膜組件的功能，由于膜原件膜絲空隙較小，有機污染物質(zhì)和難降解物質(zhì)被強制截留而被生化處理系統(tǒng)硝化，從而進一步提高了系統(tǒng)的處理效率。MBR系統(tǒng)使用中空纖維膜進行固液分離。 FVDF系列浸入式中空纖維膜是專門為膜生物反應(yīng)器（MBR）配套而研制和開發(fā)的膜組件。它具有較高的過濾效率，能夠有效的將細菌、懸浮顆粒及雜質(zhì)移除，從而獲得優(yōu)質(zhì)的過濾水。此外，由于單片膜組件過濾面積大，所以膜的安裝占用體積小，減小了反應(yīng)器的體積和占地面積。膜組件應(yīng)該安裝于 MBR 的單元內(nèi)部，按膜絲垂直方向安裝， 膜纖維保持了一定的松弛余量。MBR 系統(tǒng)由一系列單元組成，每個單元都有多排MBR膜組件。這些單元獨立的包括一個活性污泥槽，膜組件單元應(yīng)盡量安裝在 MBR 曝氣槽的中央，并確保前后左右有足夠的空間?？臻g為膜組件外形尺寸的 1/3 以上。Typical “cell” dimension:Width≈700mmHeight≈1340mmLength: to suitFP module spacing: 80120mmFig 5 MBR System Layout在MBR膜組件的操作過程中有以下四方面是非常關(guān)鍵的，包括過濾、跨膜壓差的設(shè)置、產(chǎn)水量設(shè)置和膜清洗。A、過 濾 MBR膜組件對生化池中的污水進行固液分離，能有效的去除水中的懸浮顆粒和有機雜質(zhì)，生產(chǎn)出無菌水。同時，膜表面能夠使細菌在其與活性污泥的界面間停留較長的時間，促進了對有機物的分解。B、跨膜壓差 在過濾過程中，會在膜表面形成一層污泥與污染物顆粒共同組成的皮層。這直接導(dǎo)致了水中MLSS 濃度的增加，因此，膜兩側(cè)的壓差增大，降低了過濾效率和透過水流量。 跨膜壓差使衡量過濾過程效率和膜 組件性能的一個非常重要的參數(shù)。C、產(chǎn)水量設(shè)計者必須對PVDF膜組件系統(tǒng)的過濾流量進行設(shè)定，這一數(shù)據(jù)可以根據(jù)中試實驗結(jié)果或?qū)υ幚淼慕?jīng)驗來確定。根據(jù)我們的工程經(jīng)驗，典型的透過水流量可以設(shè)定在 1015 L / ()的范圍內(nèi)。每天對透過水流量和跨膜壓差進行記錄，以便于更好的進行操作控制。 (1) 氣洗通常連續(xù)曝氣沖刷 MBR 的膜組件，通過振動使得沉積在膜表面的污染物脫落。氣水比就是用于振動和清潔膜組件的空氣流速和使得 MBR 中生物反應(yīng)最有效的水流量之比。對于通常的 MBR，推薦氣水比為 15:1~25:1（體積比）?？諝饬魉偈?MBR 設(shè)計中的一個基本參數(shù)，在操作過程中，空氣流速可以根據(jù)活性污泥反應(yīng)所需的溶解氧的水平來調(diào)節(jié)，同時，也需要保持反應(yīng)器中流體的有效循環(huán)。 此外，為了防止曝氣管被污泥堵塞，一個有效的辦法就是定期的潤濕曝氣管的內(nèi)部，以防止污泥干結(jié)在曝氣管中。潤濕所用的水來自透過水或自來水，這一操作每 4～6 小時進行一次。(2) 化學(xué)清洗為了 MBR 長期的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，化學(xué)清洗是必不可少的。反沖洗是指膜組件在膜生物反應(yīng)池內(nèi)的運行狀態(tài)下，從處理水管把規(guī)定的藥液反向流到中空纖維膜內(nèi)部， 并通過膜微孔滲透到原水側(cè)。反沖洗過程可有效的殺滅膜內(nèi)外表面的細菌并分解 附著在膜表面上的有機物，恢復(fù)跨膜壓差。這一操作應(yīng)在過濾停止后進行?；瘜W(xué)清洗有兩種方法，一種是用于常規(guī)維護清潔的在線清洗，另一種是脫機浸漬清洗， 還可以對 MBR膜系統(tǒng)進行檢查。用于反沖洗過程的設(shè)備包括化學(xué)洗罐和泵。這里的清洗泵要求能夠方便的控制流速，如耐腐蝕泵等，就可以很好的適用于化學(xué)清洗過程。典型的反洗操作每3個月進行一次，但是這還與 MBR 的處理過程有關(guān)，可以在 3~12 周內(nèi)變化。在線跨膜壓差檢測設(shè)定了化學(xué)清洗的臨界范圍，當跨膜壓增長 20KPa 以上時，必須進行反洗操作。Fig 6 MBR System（MBR 系統(tǒng)）D、主要設(shè)備結(jié)構(gòu)原理介紹MBR膜生物反應(yīng)器主要由生物反應(yīng)器與膜組件兩部分構(gòu)成，污水中的有機物經(jīng)過生物反應(yīng)器內(nèi)微生物的降解作用，使水質(zhì)得到凈化，而膜的作用主要是將活性污泥與大分子有機物及微生物細菌等截留于反應(yīng)器內(nèi)，保證了生化處理系統(tǒng)內(nèi)的生物密度增加，使系統(tǒng)的處理效率顯著提高，使出水水質(zhì)達到回用水水質(zhì)要求，同時保持反應(yīng)器內(nèi)有較高的污泥濃度，加速生化反應(yīng)的進行。 　　膜生物反應(yīng)器主要由池體、膜組件、鼓風曝氣系統(tǒng)、泵及管道閥門儀表等組成。1) 反應(yīng)器池體由混凝土預(yù)制而成而成，反應(yīng)器池體上設(shè)有進、出水管口，根據(jù)處理量的大小制成相應(yīng)規(guī)格的池體，為延長池體的使用壽命，池體采用鋼筋砼預(yù)制，根據(jù)MBR膜處理設(shè)計要求，反應(yīng)器池體有效容積為225m3，2) 膜組件　　膜組件是本套系統(tǒng)的核心部件，出水水質(zhì)的好壞與處理成本與其有直接的關(guān)系，根據(jù)不同的水質(zhì)要求，一般選擇的膜組件也不相同，由于價格因素，一般都選擇有機膜，～，(m2h)。膜組件分為二個系統(tǒng)，由4臺抽吸泵抽吸，每個系統(tǒng)處理為25m3/h。配套膜支架12只，6只支架為一個系統(tǒng)，每個支架安裝20簾膜元件，單個支架的規(guī)格為20008002100mm，材質(zhì)為304不銹鋼。 　　3) 鼓風曝氣系統(tǒng)　　采用鼓風機+曝氣系統(tǒng)，簡單可靠，管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥來調(diào)整膜組件的曝氣強度，以減輕膜污染。　4) 泵　　按照實際處理水量的大小，選用合適流量的泵來進行抽吸，抽吸壓力與膜組件相配，出水流量可以通過流量計直接顯示。在前段AO處理系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)過水解酸化的作用，使大分子量長鏈有機物分解為易生化的小分子有機物，并同時通過MBR膜池混合液回流泵回流，促進了缺氧池反硝化過程的順利進行，使NH3N在缺氧池內(nèi)得到分解，通過接觸氧化池硝化菌將硝酸鹽和亞硝酸鹽分解成氮氣和水。消除氮源的污染。缺氧區(qū)的出水自流入到好氧區(qū)內(nèi)，好氧區(qū)池底鋪設(shè)有曝氣裝置進行曝氣，同時通過安裝在池內(nèi)的生物膜接觸填料，生物菌均勻棲息在填料之上，隨著水流飄忽硝化水中的有機物，不斷新陳代謝，繁殖生物群體，污水在此池內(nèi)進行有機物生化降解，氧化為無害的物質(zhì)，降低水中的BOD和 COD。接觸氧化池出水自流進入MBR膜區(qū)內(nèi)，在進水端池底也鋪設(shè)曝氣裝置，安裝填料，在每個膜支架下方設(shè)置了曝氣系統(tǒng)，它主要完成兩種功能，既進行膜的氣水振蕩清洗，保持膜表面的清潔，又繼續(xù)在該段進行生物降解提供溶解氧，生物降解后的水在濾液自吸泵的抽提作用下通過MBR膜，濾過液經(jīng)由MBR集水管中匯集到清水／反洗池。通過膜的高效截留作用，全部細菌及懸浮均被截留在膜組件好氧區(qū)中，可以有效截留硝化菌，使硝化反應(yīng)順利進行，有效去除硝酸鹽、亞硝酸鹽；同時可以截留難于降解的大分子有機物，延長其在反應(yīng)器中的停留時間，使之得到最大限度的降解。MBR膜組件安裝在池內(nèi)偏上位置，膜下部設(shè)置有間歇式的沖氣裝置，定時吹掃膜片，以緩解MBR周邊的污泥濃度累積。通過好氧區(qū)剩余污泥泵定期排出剩余污泥，可控制系統(tǒng)內(nèi)活性污泥的濃度。剩余污泥排至污泥池內(nèi)，在這里進行初步泥水分離，分離后的上清液回流到細格柵前進入下一個循環(huán)。同時為了保證 MBR 膜組件有良好的水通量，能持續(xù)、穩(wěn)定地出水，使用清水反洗、化學(xué)反洗及化學(xué)清洗程序?qū)δそM件進行定期清洗。清水反洗程序：MBR 按一定的周期（可根據(jù)運行情況調(diào)整），以組件為單位依次自動進行反洗，以恢復(fù)膜的水通量。在反洗過程中，由反洗泵從反清水池內(nèi)將清水由 MBR 膜組件的清水出口打入到中空纖維膜內(nèi)進行反向清洗。化學(xué)反洗程序：MBR 運行一段時間后將進行化學(xué)反洗，化學(xué)反洗的過程與清水反洗時類似，只是分別由檸檬酸加藥泵、次氯酸鈉加藥泵將清洗藥品加入反洗水管內(nèi)。檸檬酸有助于去除附在膜上的無機結(jié)垢物、次氯酸鈉有助于去除有機附著物。每次化學(xué)反洗時并非都要加入上述兩種藥液，而是根據(jù)MBR 的運行情況而定，一般是連續(xù)兩周加次氯酸鈉，爾后一周加檸檬酸或直接用清水反洗?；瘜W(xué)清洗程序：化學(xué)清洗是在 MBR 運行約半年（具體時間需根據(jù)進水水質(zhì)以及設(shè)備運行情況確定）