罐頭廠廢水處理工程的MBR系統介紹

田 力，張照元

(丹東北方環保工程有限公司，遼寧 丹東 118002)

罐頭廠廢水處理工程的MBR系統介紹

田 力，張照元

(丹東北方環保工程有限公司，遼寧 丹東 118002)

罐頭廠每天排放大量廢水，有機物含量較高，對環境污染嚴重。以丹東罐頭廠為例，通過采用氣浮+MBR處理工藝，可使罐頭廠排水達到國家城鎮污水處理廠一級A排放標準。

有機物;氣浮;MBR膜

前言

MBR全稱膜生物反應器，是將膜技術應用于污水處理的一項新興技術。MBR 可在緊湊的空間內同時實現微生物對污染物質的降解和超濾膜對污染物質的分離，而降解與分離之間又存在著協同作用，是一種高效、實用的污水處理技術。其出水中不含懸浮物，COD也很低，而且只需投加少量消毒劑，避免了管道的二次污染，排水可以回用或直接排放，實現了污水的資源化。但MBR在國內應用于實際工程的卻不多，主要原因是因為膜的價格較高，增加了工程投資。不過隨著膜技術的成熟、膜組件的大規模生產，膜的價格已在逐年降低。同時，廢水排放標準提高后，MBR工藝比傳統廢水三級處理方法的優勢明顯，所以該工藝具有廣闊的應用前景。本文結合丹東罐頭廠污水處理工程，介紹了該廠污水處理工程的MBR系統設計。

丹東罐頭廠是一家生產、加工、貯存板栗和水果罐頭的企業，產品遠銷日本、韓國和東南亞等國家及地區。在罐頭生產的同時會產生大量廢水，而且懸浮物和有機物濃度較高，對環境污染嚴重。隨著人們環保意識的增強和國家節能減排力度的加大，丹東罐頭廠建成了一座污水處理系統，采用氣浮+MBR處理工藝，使罐頭廠的排水達到了國家城鎮污水處理廠一級A排放標準。

1 污水水質、水量及排放標準

根據丹東罐頭廠的原始資料，污水水量為200m3/d，處理能力按10m3/h設計，工藝設施按24h連續運行設計。出水設計標準按《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918/2002）一級A排放標準。設計進出水水質見表1。

表1 設計進出水水質

2 工程主體工藝流程的確定

2.1 MBR與傳統三級污水處理工藝的比較（見表2）

從表2比較可見，MBR比傳統三級污水處理工藝有明顯優點。因此本工程選用氣浮+MBR處理工藝。

2.2 處理工藝流程

根據以上設計原則與設計水質、水量及排放標準，本工程采用先進的膜生物反應器法（MBR法），處理工藝流程如下圖。

MBR法處理工藝流程圖

表2 MBR與傳統三級污水處理工藝的比較

3 污水處理工藝流程說明

3.1 格柵

格柵用以去除污水中較大顆粒和纖維狀的雜質，防止泵的阻塞和損傷，減輕處理負荷。來水具有一定的作用水頭，重力自流到格柵，格柵出水重力自流入調節池。因來水水量較少，大顆粒雜物不多，格柵采用無動力式，截留下來的污物由人工清除。格柵寬度200mm，格柵縫隙1mm，材質為304鋼。

3.2 污水調節池

調節池用以調節水量、均化水質，使后續處理工藝在相對穩定的條件下工作，同時調節池設風機曝氣，除臭降溫，還可防止懸浮物沉積。調節池出水由提升泵提升至氣浮單元。池內沉積的污泥和砂礫由人工定期清理。調節池主要設計參數：有效水深為3m；有效容積為80m3；HRT為8h。

3.3 氣浮池

罐頭產品生產過程中的廢水含有較多的蛋白質、果膠和懸浮物，而這些物質比重小、可生化性較差，因此只能通過氣浮的方式將這些物質去除。

氣浮池由池本體、刮油機、空壓機、溶氣罐和溶氣泵等組成。處理能力為30m3/h，尺寸4.50×2×2.2（m）。材質碳鋼（Q235-A），內部防腐襯玻璃鋼外涂醇酸磁漆。

3.4 MBR生化處理

（1）生物接觸氧化

生物接觸氧化由氧化池、填料、布水裝置和曝氣系統四部分組成，運行時填料全部浸沒在污水中，利用機械裝置向水體充氧，生物膜絕大部分附著在固體填料上。由于吸附作用，生物膜表面上附著一層滯流薄水層，空氣中的氧通過滯流層進入生物膜，在有氧條件下，污水層內的有機物不斷被膜中微生物吸附、氧化分解。滯流層內的有機物濃度大大低于流動層，在傳質推動力作用下，流動層內的有機物不斷向附著層轉移，使流動層在整體流動中逐步得到凈化，達到處理污水中有機物的目的。

（2）膜生物反應器（MBR）

在本工程的膜生物反應器中，采用的是日本三菱公司生產的膜元件。膜元件以一種獨特結構組合成膜組件浸放于曝氣池中，由于膜0.3微米的孔徑能夠阻止細菌通過，所以可將曝氣池中的細菌膠團和游離細菌全部保留在曝氣池中，從而實現了泥水分離，免除了后續的二沉池，各種懸浮顆粒、細菌、藻類、COD及有機物均可得到有效去除，保證了出水懸浮物接近零的優良出水水質，可以直接回用。

由于微濾膜的近乎百分之百的細菌隔離作用，可使曝氣池中的生物濃度達到1萬mg/L以上，不僅提高了曝氣池抗沖擊負荷的能力，而且將所需的曝氣池容積縮減至傳統曝氣方式的1/8～1/5。池容積的縮小大大降低了生化系統的投資費用和運行費用。

采用鼓風機曝氣，在提供微生物生長所必須的溶解氧之外，還可使上升的氣泡及其產生的紊動水流清洗膜絲表面，阻止污泥聚集，保持膜通量穩定，設計氣水比為20∶1。MBR中產生的剩余污泥由氣提泵定量提升至污泥濃縮池，污泥在其中濃縮，并使污泥減容，上清液回流至調節池。因來水營養物質缺乏，為保證活性污泥反應正常進行，調節來水的營養平衡，在MBR的進水管道中注入營養劑（由磷酸氫二銨和尿素配制），MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。

（3）膜清洗

使用膜分離活性污泥法時，為了保持長期的穩定運轉，藥品清洗是不可缺少的。系統外浸漬清洗指從活性污泥池中取出膜組件，在裝有規定藥液的其它清洗池內浸漬一定時間，分解附著到膜表面的有機物等，恢復膜間壓差的方法。系統外浸漬清洗需要浸漬清洗池、膜組件取出用設備（提升機等）、高壓水清洗設備（可以使用自來水），以及各藥液池等。一般是先堿洗，后酸洗。但根據膜堵塞情況（排水種類不同），也可只使用堿洗，具體措施需根據現場實際情況確定。

（4）污泥消化池

膜生物反應器所排放的剩余污泥在池中進行好氧消化穩定處理，以減少污泥的體積和提高污泥的穩定性。好氧消化后的污泥量較少，定期排至菜地用做堆肥（或環衛部門定期用車外運）。上清液回流至調節池。

上述生化處理系統設備為半地下鋼筋混凝土結構，包括一、二級接觸生化池、MBR反應池和污泥池，外形尺寸：16×55×3.5（m），處理水量為10m3/h。

3.5 消毒裝置

消毒方式采用次氯酸鈉殺菌。

3.6 風機

用于膜生物反應器、調節池預曝氣及污泥消化池的好氧消化處理等。

4 系統的自控設計

廢水處理系統的控制全部集成在電控柜中。各設備的運行由電控柜中的PLC控制， PLC由電源、框架、處理器和I/O模板四部分組成，可以和現場的傳感器、變送器、自動化儀表相連，進行數據通訊、數據處理和數據管理。如調節池和MBR的水位情況通過浮球液位計傳送到PLC，通過PLC控制移送泵和自吸泵的動作。當調節池超過一定水位，并且MBR水位在中水位以下時，移送泵開始工作，將污水送至MBR，直到MBR水位達到高水位。當MBR水位在低水位以上時，自吸泵開始間歇工作，抽出的膜處理水送入回用水池。如果MBR的水位降至中水位以下，污水會由移送泵自動補充至高水位，此動作反復進行，直至調節池水位下降至低水位，移送泵停止工作，MBR水位降至低水位以下時，自吸泵停止工作。

投加消毒劑和營養劑的計量泵分別與移送泵和自吸泵同步，藥劑自動投加。另外，泵與風機均有熱過載和空開過載保護，所有潛水泵均有漏電保護。風機、移送泵、自吸泵均為1用1備，24h自動切換。

改變設備狀態的界面為電控柜上的觸摸屏。觸摸屏上的畫面可顯示包括系統中全部設備的列表，點擊后可看到相應設備的當前工作狀態，并可對設備現有狀態進行改變；同時還可以看到當前所有設備的累計工作時間、各水池的水位、系統運行期間出現的報警等等。當有報警發生時，觸摸屏上有相應的報警畫面出現，同時有解決報警的提示。

5 主要技術經濟指標

（1）人員編制

由于本工程基本無需人員操作，現實行三班一人制，即一共三班，每班一人，主要工作為檢查各機械設備的運行情況。

（2）投資情況

廢水處理站工程總投資92萬元。其中，土建構筑物26萬元，設備66萬元。根據以上總投資，折合單位廢水投資為3750元/m3。

（3）運行費用

運行費用為1.6元/m3污水，詳見表3。

表3 運行費用統計

6 工程運行結果及環境效益

工程經四個月調試后，環境監測單位對工程出水進行監測，結果為：COD為38mg/L，BOD為5mg/L，SS為0，pH為7.43，色度為1倍。

采用氣浮+MBR處理工藝，該罐頭廠排水達到了國家排放標準，每年可少向環境排放污染負荷COD 525t、BOD589t、SS9t，環境效益顯著。

7 結論

（1）丹東罐頭廠污水處理工程采用氣浮+MBR工藝，自2009年10月投產以來運行情況良好，出水水質COD平均為38mg/L，BOD平均為8mg/L，SS為0，其水質完全達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918/2002）一級A標準和《生活雜用水水質標準》（CJ25.1-89）。設計規模為10m3/h的MBR污水系統運行成本為1.6元/m3。該工藝應用于各種工業企業、賓館、寫字樓等是經濟可行的。

（2）MBR除污效率高，出水水質穩定，操作簡單，易于管理。

MBR System Design of Wastewater Treatment Engineering in a Cannery

TIAN Li, ZHANG Zhao-yuan
(Dandong North Environmental Protection Project Co., Ltd., Dandong Liaoning 118002, China)

A lot of wastewater with higher organic matter content is drained from Dandong cannery per day. Through using the air fl oatation +MBR treatment techniques, the drainage from Dandong canning factory accords with the fi rst A eff l uent standards of town sewage treatment plant.

organics; fl oatationg; MBR membrane

X703

A

1006-5377（2010）11-0051-04