露天矿分散式污水处理设备MBR工艺

　　MBR工艺即膜生物反响器，由膜别离系统和生物处置系统组成，常见的组合方式是一体化工艺，也就是将膜组件放置于生物处置系统内部，被处置污水进入膜生物反响器，其中大局部污染物被活性污泥降解，在抽吸泵营造的压差作用下，经过膜过滤出水。其工艺特性是污泥浓度高，占地紧凑，自动化水平高。MBR工艺在工业废水和生活污水的处置中都有普遍研讨和应用。

　　1、工程概略

　　1.1 工程简介

　　某煤矿属于内蒙地域露天煤矿区，不产生矿井水，但因地上作业较多，管理人员及工人数近千人，有较多生活污水产生。煤矿生活污水来源是职工办公区污水、职工寓居区污水及食堂污水。因其职工工作及就餐依照倒班制运作，故废水的水质和水量都具有一定的冲击性。北方的高油饮食构造也招致其污水含油量较高。

　　1.2 设计进出水水质

　　污水中含有一定浓度的有机物和外表活性剂，并含有较多含量的油类物质，污染物指标以CODCr、BOD5、浊度、NH3-N和动植物油为主。污水处置工程设计范围800m3/d。《城市污水再生应用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)中的道路打扫、消防用水规范。规范中对CODCr和动植物油没有请求，思索到进步污水回用质量，将CODCr的排放规范定为50mg/L，将动植物油的排放规范定为5mg/L。

　　设计进出水主要水质指标如表1所示。

　　2、处置工艺描绘

　　2.1 机械格栅

　　生活污水由于来源品种多，排水综合管理程度不高，故其中会夹杂大量的生活渣滓，这些生活渣滓无法被生物处置降解，所以需求在系统前端对其停止截留。机械格栅选用细格栅，应用其5mm间隙，对其中的杂物停止有效的拦截。

　　2.2 旋流沉砂

　　由于矿区污水点源分散，聚集途径散布普遍，在搜集过程中，会混入一局部泥砂。泥砂进入系统后会形成堆积，毁坏设备原有功用并形成磨损。旋流沉砂器的作用是，应用水力旋流模型，完成泥砂的加速沉淀效果，将其从污水中别离出来，保证后续系统不受其影响。旋流沉砂比平流沉砂的效率更高。

　　2.3 溶气气浮

　　污水含有的动植物油类物质，会影响生化系统对溶解氧的应用，油类物质浓渡过高时，还会影响MBR膜的过滤效果。溶气气浮工艺是经过向水中供入高压空气，在常压条件下释放，构成的微小气泡可将污水中的绝大多数油类物质以及一局部悬浮物去除。

　　2.4 竖流沉淀

　　污水经过前序处置，其残留污染物根本是溶解性污染物，但污染物浓度仍处于较高程度。为降低后续生化系统的压力，特设置竖流沉淀工艺，经过聚凝剂和絮凝剂的综协作用，可将污水中一局部溶解性有机物加以去除。

　　2.5 MBR工艺

　　MBR系统选用中空纤维膜，均匀孔径仅为0.1μm。MBR膜能够截留活性污泥，进步系统容积效率，能够防止活性微生物的流失，使得系统的污泥龄延长，有利于微生物特别是硝化细菌的生长，废水中的有机物在反响器内停留较长时间，最终得以合成去除。MBR膜还有一定的细菌截留作用，对大肠杆菌的去除率可到达99%。系统末端配套消毒设备。

　　详细的工艺流程如图1所示。

　　3、细致设计参数

　　3.1 机械格栅

　　格栅装置于调理池内的格栅渠。调理池1座，采用钢砼构造，尺寸为12m×6m×4.5m，总容积324m3，格栅渠1座，采用钢砼构造，尺寸为3.5m×1.2m×3m，总容积12.6m3。设置有机械格栅2台(1用1备)，回转格栅，304不锈钢材质，单台宽度1m，栅条间隙5mm，提升泵3台(2用1备)，单级卧式离心泵，铸铁材质，单台Q=20m3/h，H=25m，N=2.2kW，超声波液位计1套。

　　3.2 旋流沉砂

　　设置有旋流沉砂器1台，处置才能50m3/h，碳钢防腐材质，池径1.8m，气提负荷2m3/min，配套提砂器和螺旋保送机。

　　3.3 溶气气浮

　　设置有溶气气浮机1套，处置才能50m3/h，总体尺寸为10m×2.8m×2.8m，絮凝反响区尺寸2.8m×1.4m×2.8m，溶气释放区尺寸2.8m×0.8m×1.6m，碳钢防腐材质，溶气水泵2台(1用1备)，铸铁材质，单台Q=25m3/h，H=50m，N=7.5kW，空压机1台，功率N=1.5kW，配套溶气罐1套，刮渣机1台，链条中心距4m，宽度2.8m，N=0.75kw，另配套加药安装1套。

　　3.4 竖流沉淀

　　竖流沉淀池2座，采用钢砼构造，尺寸为φ4.5m×7m，外表负荷1.1m/h，设置有PAC加药安装1套，药液容量200L，加药才能100L/h，设置有PAM加药安装1套，药液容量200L，加药才能100L/h，系统配置2台电动闸阀，程序设定自动排泥。

　　3.5 MBR系统

　　MBR一体化反响池1座，采用碳钢防腐构造，尺寸为15m×5m×5m，总容积375m3，分缺氧区和好氧区，缺氧区配套搅拌机，304不锈钢材质，BOD污泥负荷0.13kgBOD/(kg?d)，污泥浓度4500mg/L，配套曝气器，膜通量18L/(m2?h)，单帘面积20m2，配套穿孔管曝气安装，抽吸泵2台(1用1备)，铸铁材质，单台Q=35m3/h，H=10m，N=3kW，污泥泵2台(1用1备)，铸铁材质，单台Q=10m3/h，H=8m，N=0.75kW，反洗泵2台(1用1备)，铸铁材质，单台Q=20m3/h，H=20m，N=2.2kW，配置清洗加药系统及超声波液位计1套，配置溶氧仪1套，在系统末端配置二氧化氯投加系统，以保证产水用作饮用水的余氯需求，设备有效氯产量400g/h，配套盐酸、次氯酸钠PE储罐、计量加药泵、卸料泵、射流器、增压泵、余氯检测仪等。

　　3.6 污泥处置系统

　　污泥浓缩池1座，采用钢砼构造，尺寸为4.5m×4.5m×5m，总容积100m3，设置有气动隔阂泵2台(1用1备)，单台Q=15m3/h，H=60m，配套消音器，空压机，储气罐，膜片材质为PTFE，外壳材质为铝合金，PAM加药安装1套，药液容量200L，加药才能200L/h，板框压滤机1台，过滤面积70m2，自动压紧、保压，手动拉板，配套明流接液槽，槽型履带保送机，长度5m，宽400mm，功率N=3.0kw，材质为碳钢防腐，皮带材质为耐腐蚀橡胶，倾斜无轴螺旋保送机，倾斜角度20度，保送量5m3/h，长度5m，功率N=3.0kw，材质为碳钢防腐。

　　4、运转效果剖析

　　调试阶段向生化系统引入当地生活污水处置厂的剩余污泥，按污泥培育办法停止闷曝、低负荷过水、正常负荷过水等步骤。依据行业经历，调试完成后，污泥浓度控制在8000mg/L[11]，溶解氧维持在1.5~2mg/L[12]，系统曾经具备了良好的降解效果。正式运转开端后，正值夏季，水量根本满负荷，操作人员对连续日均匀污染物浓度监测停止了30日记载。在此期间，进水CODCr根本维持在400mg/L，顶峰动摇至460mg/L，系统去除率维持在90%左右，进水BOD5根本维持在200mg/L，顶峰动摇至220mg/L，系统去除率维持在95%左右，进水NH3-N根本维持在40mg/L，顶峰动摇至48mg/L，系统去除率维持在80~83%，进水浊度(NTU)稳定在180，出水浊度(NTU)稳定在5，进水动植物油浓度稳定在35mg/L，出水动植物油浓度稳定在1mg/L。CODCr、BOD5、NH3-N的运转处置效果见图2～图4。

　　MBR生化系统经过调试后到达稳定运转状态，间歇运转的稳定产水量在28m3/h，跨膜压差稳定在0.015~0.03MPa，污水原水进水浊度(NTU)为180，经过溶气气浮及竖流沉淀后浊度(NTU)稳定在20，经由生化系统处置并过滤后，浊度(NTU)稳定在5，污水原水进水动植物油浓度为35mg/L，经过溶气气浮及竖流沉淀后动植物油浓度稳定在2mg/L，经由生化系统处置和MBR膜过滤后，植物油浓度稳定在1mg/L。经评价，此含油浓度不会对膜系统产生较大污染，长期运转后可经过清洗恢复膜的性能。

　　在系统运转过程中，膜的维护性清洗是稳定运转的关键点，要可以将绝大局部污染物都被清洗，以下三点需求重点请求。第一，要有足够的反冲洗水量，保证整个膜系统内都充溢反洗药剂。本项目反冲水量应到达10m3/h，第二，要保证冲洗时间。依据运转经历，反洗的周期设定在每72h一次是最佳状态(此时跨膜压差接近0.03MPa)，每次反洗15~20min，第三，先碱洗后酸洗，以保证污染物可以在酸碱交替环境下得到充沛清洗。依据运转经历，碱性三次后停止一次酸洗是最佳状态。

　　MBR生化系统的主要进出水指标(月均匀值)见表2。

　　5、经济剖析

　　项目建立投资420万元，日常运转费用包括电费(日耗电量803kW?h)、药剂费(日耗费药剂167元)、人工费(定员2人，总日薪200元)，每日运转直接费用为1.41元/m3。项目产水约能替代煤矿一局部外购水，按外购水4元/m3计算，日俭省费用为2072元，年俭省费用为75.63万元，经济效益显著。

　　6、结语

　　采用以机械格栅+旋流沉砂+溶气气浮+MBR的工艺处置北方露天煤矿的生活污水，最终出水CODCr小于50mg/L，BOD5小于15mg/L，NH3-N小于10mg/L，浊度(NTU)小于5，满足《城市污水再生应用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)中的道路打扫、消防用水规范。MBR膜由于浸泡在活性污泥中，所以容易遭到污染，在运转当选择适宜的清洗药剂以及合理的清洗周期，是系统到达设计程度并且稳定运转的关键。