某生活污水處理站活性污泥MBR改良工藝研究

文_張偉輝 華陽新材料科技集團有限公司

1 生活污水處理方法

生活污水所含的污染物主要是有機物(如蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等) 和大量病原微生物(如寄生蟲卵和腸道傳染病毒等)，主要處理方法有物理處理法、化學(xué)處理法、生物處理法、傳統(tǒng)活性污泥法。物理作用分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)的污染物（包括油膜和油珠），可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來分離、去除廢水中呈溶解成膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，主要包括混凝、中和、氧化還原、萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透等。生物處理法包括需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型，通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機污染物，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)處理廢水。活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機廢水的一類好氧生物的處理方法，這種生物絮體叫做活性污泥，它由好氧性微生物（包括細(xì)菌、真菌、原生動物和后生動物）及其代謝、吸附的有機物和無機物組成，具有降解廢水中有機污染物和少量無機物的能力。

2 膜生物反應(yīng)器（MBR）

MBR又稱膜生物反應(yīng)器，是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。膜--生物反應(yīng)器主要由膜分離組件及生物反應(yīng)器兩部分組成。通常提到的膜--生物反應(yīng)器實際上是三類反應(yīng)器的總稱：曝氣膜--生物反應(yīng)器 ；萃取膜--生物反應(yīng)器；固液分離型膜--生物反應(yīng)器。其中，曝氣膜--生物反應(yīng)器采用透氣性致密膜（如硅橡膠膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低于泡點情況下，可實現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無泡曝氣，提高了接觸時間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的合理控制，不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時間的因素的影響。

3 MBR改良傳統(tǒng)活性污泥工藝的應(yīng)用

3.1 某生活污水活性污泥處理情況

某生活污水處理站，設(shè)計處理規(guī)模為5000m3/d，實際處理規(guī)模約4600m3/d。由于原水為生活污水和少量的工業(yè)廢水，進水水量水質(zhì)不穩(wěn)定，污水處理站運行不穩(wěn)定，出水水質(zhì)不能穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)生活污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的》一級A標(biāo)準(zhǔn)，更無法達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)，無法實現(xiàn)達(dá)標(biāo)外排要求，工藝流程見圖1。

圖1某傳統(tǒng)生活污水活性污泥法（A2/O）工藝流程

3.2 改良傳統(tǒng)活性污泥—MBR膜的工藝應(yīng)用

增加脫氮除磷效果，有效去除污水中有機物，提升污水出水凈化效果，增加污水回用量，滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》V類標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)污水外排要求，MBR膜改良后工藝流程見圖2。

圖2 MBR膜改良后工藝流程

3.3 改良前、后污水項目指標(biāo)對比分析

3.3.1 改良前、后污水項目指標(biāo)比對（見表1）

表1 傳統(tǒng)活性污泥法與MBR膜法改良后污水項目指標(biāo)比對

3.3.2 MBR膜改良活性污泥處理工藝運行經(jīng)濟性比對分析（見表2）

表2 A2/O活性污泥工藝與改良MBR膜運行經(jīng)濟性分析比對

4 MBR膜改良傳統(tǒng)A2/O工藝優(yōu)點

由于膜的高效分離作用，出水懸浮物和濁度接近于零，并截留水中細(xì)菌和糞大腸桿菌，且出水水質(zhì)穩(wěn)定，既可滿足回用標(biāo)準(zhǔn)，又可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。同時， MBR膜可在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運行，剩余污泥產(chǎn)量大幅減少，降低了污泥處理處置費用。

由于膜分離對硝化細(xì)菌的高效截留作用，生物反應(yīng)器內(nèi)可以維持高濃度的硝化細(xì)菌，因此MBR氨氮去除率可以達(dá)到95%以上。同時，難降解的有機物在MBR膜工藝系統(tǒng)中水力停留時間和污泥停留時間的延長，進一步了提高難降解有機物的去除率。

生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度微生物，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積小，工藝流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊，不受設(shè)置場所限制。且采用技術(shù)先進的微機測控管理系統(tǒng)，分散檢測和控制，集中顯示和管理，關(guān)鍵設(shè)備均可根據(jù)污水水質(zhì)、流量等參數(shù)自動調(diào)節(jié)MBR膜運轉(zhuǎn)數(shù)量及運行時間，不僅改善了內(nèi)部管理，也可使整個污水處理系統(tǒng)在最經(jīng)濟狀態(tài)下運行。

5 結(jié)語

利用MBR替代傳統(tǒng)活性污泥（A2/O）工藝后，該生活污水處理站水質(zhì)化學(xué)需氧量、氨氮、總氮、總磷、懸浮物等主要污染物指標(biāo)下降效果明顯，除滿足日常回用標(biāo)準(zhǔn)外，均達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》V類標(biāo)準(zhǔn)，符合外派要求。