纖維轉(zhuǎn)盤過濾器在某工業(yè)園區(qū)污水廠改造中的應(yīng)用

錢　進

（1南京大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院江蘇南京2100932江蘇歐鵬環(huán)保科技有限公司江蘇無錫214212）

纖維轉(zhuǎn)盤過濾器在某工業(yè)園區(qū)污水廠改造中的應(yīng)用

錢進

（1南京大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院江蘇南京2100932江蘇歐鵬環(huán)保科技有限公司江蘇無錫214212）

某工業(yè)園污水處理廠工程主要收集和處理工業(yè)園區(qū)生活和工業(yè)污水，工程建設(shè)規(guī)模為2.0×104m3/d。污水處理廠目前采用以A2/O+MBR生化池為主體的生化污水處理工藝，污泥撇水池+帶式濃縮脫水機+外運處置的污泥處理處置工藝，紫外線消毒尾水消毒工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，并回用于電廠作為冷卻補給水源。但在初期運行中就出現(xiàn)MBR膜組件故障頻繁、出水超標(biāo)、運行能耗高、維護管理難度大、運行成本高等問題。故此綜合考慮工業(yè)園區(qū)實際情況，對污水廠末端工藝進行改造和完善，將污水廠末端工藝改造為：A2/O+斜管沉淀+混凝反應(yīng)+纖維轉(zhuǎn)盤濾池。改造工程利用原有構(gòu)筑物、流程簡潔、投資低、大幅度降低運行成本低和維護管理的難度。

纖維轉(zhuǎn)盤濾池；斜管沉淀池；工業(yè)園區(qū)污水；MBR；改造

某工業(yè)園區(qū)是經(jīng)國家發(fā)改委核定省政府批準(zhǔn)設(shè)立的省級工業(yè)園區(qū)，規(guī)劃面積12 km2，先期開發(fā)3.8km2，是相對集中獨立的工業(yè)區(qū)。園區(qū)分為八大功能區(qū)：生物化工區(qū)、食品加工區(qū)（I）、食品加工區(qū)（II）、綜合加工區(qū)、商貿(mào)服務(wù)區(qū)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)、倉儲物流區(qū)和生態(tài)綠化區(qū)。初步形成玉米淀粉、啤酒麥芽、畜產(chǎn)品加工、精細(xì)化工、生物化工、蔬菜加工等多個生態(tài)工業(yè)延伸鏈條。

某工業(yè)園污水處理廠工程主要收集和處理工業(yè)園區(qū)生活和工業(yè)污水，工程建設(shè)規(guī)模為2.0×104m3/d，遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模根據(jù)園區(qū)的發(fā)展?fàn)顩r考慮模塊化建設(shè)。污水處理廠廠址位于工業(yè)園區(qū)以東的清水河下游區(qū)域，工程占地面積約31.6畝。污水處理廠目前采用以A2/O+MBR生化池為主體的生化污水處理工藝，污泥撇水池+帶式濃縮脫水機+外運處置的污泥處理處置工藝，紫外線消毒的尾水消毒工藝，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，并回用于電廠作為冷卻補給水源。但在運行中MBR膜組件故障頻繁、出水超標(biāo)、運行能耗高、維護管理難度大。

某工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程進出水水質(zhì)及處理程度如表1。

表1　某工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程進出水水質(zhì)及處理程度表

2　污水廠運行存在問題

2.1進水水質(zhì)超出設(shè)計指標(biāo)，部分設(shè)計不合理

污水廠設(shè)計進水指標(biāo)COD為600mg/L，而實際進水達(dá)到700mg/L，使得污水廠的負(fù)荷增加，需氧量增大。目前污水廠進水水量約為8000m3/d，污水廠的運行負(fù)荷還處于正常工況，如水量達(dá)到滿負(fù)荷運行時，勢必會帶來過載的情況。

污水廠膜池沒有設(shè)置前置超細(xì)格柵，只有生化池前置的間隙6mm細(xì)格柵，污水中纖維狀物質(zhì)無法攔截，導(dǎo)致膜池運行故障率高。

2.2MBR膜池運行故障率高，運行維護難度大，運行成本高

污水廠投入運行不到一年，所購MBR中空纖維膜斷絲、纏繞頻現(xiàn)，產(chǎn)水率低，出水不達(dá)標(biāo)，出水SS甚至達(dá)到80mg/L，另外膜使用過程中清洗藥劑量大，運行能耗高，噸水處理成本高。導(dǎo)致這些問題出現(xiàn)的原因分析如下。

2.2.1中空纖維膜需要嚴(yán)格的預(yù)處理，一般需要在膜池前設(shè)置間隙1mm～2mm超細(xì)格柵，而本項目只有在生化段前置6mm細(xì)格柵，纖維狀毛發(fā)、纖維等無法被攔截，進入膜池后與膜絲纏繞，并切割膜絲，導(dǎo)致過濾失效，且污泥進入膜絲之后，造成個膜組件污堵，產(chǎn)水率低。

2.2.2工業(yè)園區(qū)污水廠進廠水質(zhì)硬度高，膜絲在長期的高硬度水質(zhì)下容易被鈣化，變脆，在高粗纖維、高曝氣、人工維護、清洗的操作下，容易斷絲，出現(xiàn)如上故障。

2.2.3MBR膜組件采購成本高，目前安裝10000m3/d實際中標(biāo)價為600萬元以上，更換的成本太高。

2.2.4工業(yè)園區(qū)日處理1×104tMBR膜組件年清洗費：藥劑費：132530元，人工工資：60000元，目前為止實際花費，根據(jù)實際情況逐年還會增加。

2.2.5MBR中空纖維膜的使用，處理好氧區(qū)風(fēng)機，膜組件另外需要配套強力的吹掃裝置，配套2臺（1用1備），氣量75 m3/min，功率110kW風(fēng)機，導(dǎo)致污水廠電單耗達(dá)到2.71kW·h/t，運行能耗居高不下。

3　改造工藝選擇

根據(jù)污水處理廠常用的污水深度處理工藝（出水達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)），本工程結(jié)合污水的特點和處理要求，選擇幾種有代表性的深度處理工藝，從技術(shù)、管理和經(jīng)濟等方便綜合進行比較，如下表所示。

表2　污水深度處理常用工藝投資及運行費用比較表

綜合考慮園區(qū)實際情況，改造工程量小，盡量利用原有構(gòu)筑物、流程簡潔、投資低、運行成本低、占地面積小等諸多因素，本改造工程污水深度處理工藝采用：AAO+二次沉淀+混凝反應(yīng)+纖維轉(zhuǎn)盤過濾。

4　纖維轉(zhuǎn)盤濾池

纖維轉(zhuǎn)盤安裝在特別設(shè)計的鋼結(jié)構(gòu)濾池內(nèi)，它的作用在于去除污水中以懸浮狀態(tài)存在的各種雜質(zhì)，提高污水處理廠出水水質(zhì)，使處理水SS達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。纖維轉(zhuǎn)盤濾池的運行狀態(tài)包括：過濾、反沖洗、排泥狀態(tài)。

4.1過濾：污水重力流進入濾池，濾池中設(shè)有布水堰。濾布采用全淹沒式，污水通過濾布外側(cè)進入，過濾液通過中空管收集，重力流通過出水堰排出濾池。整個過程為連續(xù)。

4.2清洗：過濾中部分污泥吸附于濾布外側(cè)，逐漸形成污泥層。隨著濾布上污泥的積聚，濾布過濾阻力增加，濾池水位逐漸升高。通過壓力傳感器監(jiān)測池內(nèi)液位變化。當(dāng)該池內(nèi)液位到達(dá)清洗設(shè)定值(高水位)時，PLC即可啟動反抽吸泵，開始清洗過程。清洗時，濾池可連續(xù)過濾。

過濾期間，過濾轉(zhuǎn)盤處于靜態(tài)，有利于污泥的池底沉積。清洗期間，過濾轉(zhuǎn)盤以每2分鐘1轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)。抽吸泵負(fù)壓抽吸濾布表面，吸除濾布上積聚的污泥顆粒，過濾轉(zhuǎn)盤內(nèi)的水自里向外被同時抽吸，并對濾布起清洗作用。瞬時沖洗面積僅占全過濾轉(zhuǎn)盤面積的1%左右。反沖洗過程為間歇。

清洗時，2個過濾轉(zhuǎn)盤為一組，通過自動切換抽吸泵管道上的水泵控制，纖維轉(zhuǎn)盤濾池一個完整的清洗過程中各組的清洗交替進行，其間抽吸泵的工作是交替的。當(dāng)進水水質(zhì)突然之間惡化，池內(nèi)液位迅速上升到反洗液位，清洗時同時啟動兩臺反沖洗泵，對兩組過濾轉(zhuǎn)盤（4個轉(zhuǎn)盤）進行反沖洗，直至反沖洗周期恢復(fù)正常。

4.3纖維轉(zhuǎn)盤濾池的過濾轉(zhuǎn)盤下設(shè)有斗形池底，有利于池底污泥的收集。污泥池底沉積減少了濾布上的污泥量，可延長過濾時間，減少反洗水量。經(jīng)過一設(shè)定的時間段，PLC啟動排泥泵，通過池底穿孔排泥管將污泥回流至廠區(qū)排水系統(tǒng)。其中，排泥間隔時間及排泥歷時可予以調(diào)整。

5　改造后工藝技術(shù)參數(shù)

5.1主體工藝：AAO+斜管沉淀+纖維轉(zhuǎn)盤過濾器，設(shè)計規(guī)模2.0×104m3/d，分2個系列。厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、斜管沉淀池、纖維轉(zhuǎn)盤過濾器組成，是污水處理廠的核心部分。

5.2外部結(jié)構(gòu)總尺寸：L×B×H＝75.6×52.4×6.0m（構(gòu)筑物）+ 52.0×27.6×（6.0+9.3）m（下部構(gòu)筑物上部建筑）。

5.3厭氧池：有效容積1702.58m3，停留時間：2.04h；

5.4缺氧池：有效容積3378.07m3，停留時間：4.05h；

5.5好氧池：11591.5m3，停留時間：13.9h；

斜管沉淀池：表面負(fù)荷：q=1.74m3/(m2·h)，配套不銹鋼三角出水堰，堰口負(fù)荷1.6l/(m·s)；

5.6設(shè)計混合液回流比R=100%～400%，設(shè)計污泥回流比R=60%～150%；

5.7生化池污泥濃度X=4500mg/L，回流污泥濃度Xr=9000mg/L；

5.8混凝反應(yīng)池：停留時間10min，PAC投加量10mg/L；

5.9纖維轉(zhuǎn)盤過濾器：2套，單套處理水量5000t/d。

[1]孫力平.污水處理新工藝與設(shè)計計算實例.北京:科學(xué)出版社.2002.

[2]孫永利,等.城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造中的幾個問題[C].全國城鎮(zhèn)污水處理廠除磷脫氮及深度處理技術(shù)交流大會論文集,2010:7-12.