露天礦生活污水處理MBR工藝

MBR工藝即膜生物反應(yīng)器，由膜分離系統(tǒng)和生物處理系統(tǒng)組成，常見(jiàn)的組合形式是一體化工藝，也就是將膜組件放置于生物處理系統(tǒng)內(nèi)部，被處理污水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器，其中大部分污染物被活性污泥降解，在抽吸泵營(yíng)造的壓差作用下，通過(guò)膜過(guò)濾出水。其工藝特點(diǎn)是污泥濃度高，占地緊湊，自動(dòng)化程度高。MBR工藝在工業(yè)廢水和生活污水的處理中都有廣泛研究和應(yīng)用。

　　1、工程概況

　　1.1 工程簡(jiǎn)介

　　某煤礦屬于內(nèi)蒙地區(qū)露天煤礦區(qū)，不產(chǎn)生礦井水，但因地上作業(yè)較多，管理人員及工人數(shù)近千人，有較多生活污水產(chǎn)生。煤礦生活污水來(lái)源是職工辦公區(qū)污水、職工居住區(qū)污水及食堂污水。因其職工工作及就餐按照倒班制運(yùn)作，故廢水的水質(zhì)和水量都具有一定的沖擊性。北方的高油飲食結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致其污水含油量較高。

　　1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

　　污水中含有一定濃度的有機(jī)物和表面活性劑，并含有較多含量的油類物質(zhì)，污染物指標(biāo)以CODCr、BOD5、濁度、NH3-N和動(dòng)植物油為主。污水處理工程設(shè)計(jì)規(guī)模800m3/d?！冻鞘形鬯偕贸鞘须s用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)中的道路清掃、消防用水標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)CODCr和動(dòng)植物油沒(méi)有要求，考慮到提高污水回用品質(zhì)，將CODCr的排放標(biāo)準(zhǔn)定為50mg/L，將動(dòng)植物油的排放標(biāo)準(zhǔn)定為5mg/L。

2、處理工藝描述

　　2.1 機(jī)械格柵

　　生活污水由于來(lái)源種類多，排水綜合管理水平不高，故其中會(huì)夾雜大量的生活垃圾，這些生活垃圾無(wú)法被生物處理降解，所以需要在系統(tǒng)前端對(duì)其進(jìn)行截留。機(jī)械格柵選用細(xì)格柵，利用其5mm間隙，對(duì)其中的雜物進(jìn)行有效的攔截。

　　2.2 旋流沉砂

　　由于礦區(qū)污水點(diǎn)源分散，匯集路徑分布廣泛，在收集過(guò)程中，會(huì)混入一部分泥砂。泥砂進(jìn)入系統(tǒng)后會(huì)造成沉積，破壞設(shè)備原有功能并造成磨損。旋流沉砂器的作用是，利用水力旋流模型，實(shí)現(xiàn)泥砂的加速沉淀效果，將其從污水中分離出來(lái)，保證后續(xù)系統(tǒng)不受其影響。旋流沉砂比平流沉砂的效率更高。

　　2.3 溶氣氣浮

　　污水含有的動(dòng)植物油類物質(zhì)，會(huì)影響生化系統(tǒng)對(duì)溶解氧的利用，油類物質(zhì)濃度過(guò)高時(shí)，還會(huì)影響MBR膜的過(guò)濾效果。溶氣氣浮工藝是通過(guò)向水中供入高壓空氣，在常壓條件下釋放，形成的微小氣泡可將污水中的絕大多數(shù)油類物質(zhì)以及一部分懸浮物去除。

　　2.4 豎流沉淀

　　污水經(jīng)過(guò)前序處理，其殘留污染物基本是溶解性污染物，但污染物濃度仍處于較高水平。為降低后續(xù)生化系統(tǒng)的壓力，特設(shè)置豎流沉淀工藝，通過(guò)聚凝劑和絮凝劑的綜合作用，可將污水中一部分溶解性有機(jī)物加以去除。

　　2.5 MBR工藝

　　MBR系統(tǒng)選用中空纖維膜，平均孔徑僅為0.1μm。MBR膜可以截留活性污泥，提高系統(tǒng)容積效率，可以避免活性微生物的流失，使得系統(tǒng)的污泥齡延長(zhǎng)，有利于微生物尤其是硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)，廢水中的有機(jī)物在反應(yīng)器內(nèi)停留較長(zhǎng)時(shí)間，最終得以分解去除。MBR膜還有一定的細(xì)菌截留作用，對(duì)大腸桿菌的去除率可達(dá)到99%。系統(tǒng)末端配套消毒設(shè)施。

　3、詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)

　　3.1 機(jī)械格柵

　　格柵安裝于調(diào)節(jié)池內(nèi)的格柵渠。調(diào)節(jié)池1座，采用鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為12m×6m×4.5m，總?cè)莘e324m3，格柵渠1座，采用鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為3.5m×1.2m×3m，總?cè)莘e12.6m3。設(shè)置有機(jī)械格柵2臺(tái)(1用1備)，回轉(zhuǎn)格柵，304不銹鋼材質(zhì)，單臺(tái)寬度1m，柵條間隙5mm，提升泵3臺(tái)(2用1備)，單級(jí)臥式離心泵，鑄鐵材質(zhì)，單臺(tái)Q=20m3/h，H=25m，N=2.2kW，超聲波液位計(jì)1套。

　　3.2 旋流沉砂

　　設(shè)置有旋流沉砂器1臺(tái)，處理能力50m3/h，碳鋼防腐材質(zhì)，池徑1.8m，氣提負(fù)荷2m3/min，配套提砂器和螺旋輸送機(jī)。

　　3.3 溶氣氣浮

　　設(shè)置有溶氣氣浮機(jī)1套，處理能力50m3/h，總體尺寸為10m×2.8m×2.8m，絮凝反應(yīng)區(qū)尺寸2.8m×1.4m×2.8m，溶氣釋放區(qū)尺寸2.8m×0.8m×1.6m，碳鋼防腐材質(zhì)，溶氣水泵2臺(tái)(1用1備)，鑄鐵材質(zhì)，單臺(tái)Q=25m3/h，H=50m，N=7.5kW，空壓機(jī)1臺(tái)，功率N=1.5kW，配套溶氣罐1套，刮渣機(jī)1臺(tái)，鏈條中心距4m，寬度2.8m，N=0.75kw，另配套加藥裝置1套。

　　3.4 豎流沉淀

　　豎流沉淀池2座，采用鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為φ4.5m×7m，表面負(fù)荷1.1m/h，設(shè)置有PAC加藥裝置1套，藥液容量200L，加藥能力100L/h，設(shè)置有PAM加藥裝置1套，藥液容量200L，加藥能力100L/h，系統(tǒng)配置2臺(tái)電動(dòng)閘閥，程序設(shè)定自動(dòng)排泥。

　　3.5 MBR系統(tǒng)

　　MBR一體化反應(yīng)池1座，采用碳鋼防腐結(jié)構(gòu)，尺寸為15m×5m×5m，總?cè)莘e375m3，分缺氧區(qū)和好氧區(qū)，缺氧區(qū)配套攪拌機(jī)，304不銹鋼材質(zhì)，BOD污泥負(fù)荷0.13kgBOD/(kg?d)，污泥濃度4500mg/L，配套曝氣器，膜通量18L/(m2?h)，單簾面積20m2，配套穿孔管曝氣裝置，抽吸泵2臺(tái)(1用1備)，鑄鐵材質(zhì)，單臺(tái)Q=35m3/h，H=10m，N=3kW，污泥泵2臺(tái)(1用1備)，鑄鐵材質(zhì)，單臺(tái)Q=10m3/h，H=8m，N=0.75kW，反洗泵2臺(tái)(1用1備)，鑄鐵材質(zhì)，單臺(tái)Q=20m3/h，H=20m，N=2.2kW，配置清洗加藥系統(tǒng)及超聲波液位計(jì)1套，配置溶氧儀1套，在系統(tǒng)末端配置二氧化氯投加系統(tǒng)，以保證產(chǎn)水用作飲用水的余氯需求，設(shè)備有效氯產(chǎn)量400g/h，配套鹽酸、次氯酸鈉PE儲(chǔ)罐、計(jì)量加藥泵、卸料泵、射流器、增壓泵、余氯檢測(cè)儀等。

　　3.6 污泥處理系統(tǒng)

　　污泥濃縮池1座，采用鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為4.5m×4.5m×5m，總?cè)莘e100m3，設(shè)置有氣動(dòng)隔膜泵2臺(tái)(1用1備)，單臺(tái)Q=15m3/h，H=60m，配套消音器，空壓機(jī)，儲(chǔ)氣罐，膜片材質(zhì)為PTFE，外殼材質(zhì)為鋁合金，PAM加藥裝置1套，藥液容量200L，加藥能力200L/h，板框壓濾機(jī)1臺(tái)，過(guò)濾面積70m2，自動(dòng)壓緊、保壓，手動(dòng)拉板，配套明流接液槽，槽型履帶輸送機(jī)，長(zhǎng)度5m，寬400mm，功率N=3.0kw，材質(zhì)為碳鋼防腐，皮帶材質(zhì)為耐腐蝕橡膠，傾斜無(wú)軸螺旋輸送機(jī)，傾斜角度20度，輸送量5m3/h，長(zhǎng)度5m，功率N=3.0kw，材質(zhì)為碳鋼防腐。

　　4、運(yùn)行效果分析

　　調(diào)試階段向生化系統(tǒng)引入當(dāng)?shù)厣钗鬯幚韽S的剩余污泥，按污泥培養(yǎng)方法進(jìn)行悶曝、低負(fù)荷過(guò)水、正常負(fù)荷過(guò)水等步驟。根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)試完成后，污泥濃度控制在8000mg/L[11]，溶解氧維持在1.5~2mg/L[12]，系統(tǒng)已經(jīng)具備了良好的降解效果。正式運(yùn)行開(kāi)始后，正值夏季，水量基本滿負(fù)荷，操作人員對(duì)連續(xù)日平均污染物濃度監(jiān)測(cè)進(jìn)行了30日記錄。在此期間，進(jìn)水CODCr基本維持在400mg/L，高峰波動(dòng)至460mg/L，系統(tǒng)去除率維持在90%左右，進(jìn)水BOD5基本維持在200mg/L，高峰波動(dòng)至220mg/L，系統(tǒng)去除率維持在95%左右，進(jìn)水NH3-N基本維持在40mg/L，高峰波動(dòng)至48mg/L，系統(tǒng)去除率維持在80~83%，進(jìn)水濁度(NTU)穩(wěn)定在180，出水濁度(NTU)穩(wěn)定在5，進(jìn)水動(dòng)植物油濃度穩(wěn)定在35mg/L，出水動(dòng)植物油濃度穩(wěn)定在1mg/L。