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污水處理核心工藝介紹

1、工藝原理

在一種流體相內(nèi)或兩種流體相之間，有一薄層凝聚相物質(zhì)將流體相分隔成兩部分。該薄層物質(zhì)就是所謂的“薄膜”，簡(jiǎn)稱(chēng)“膜”。當(dāng)一定的推動(dòng)力作用于膜兩側(cè)時(shí)，膜能按照物質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)使物質(zhì)進(jìn)行分離。

膜-生物反應(yīng)器是一種膜技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的廢水處理新工藝，與傳統(tǒng)工藝相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、置于MBR池內(nèi)的平板膜組件取代了傳統(tǒng)的沉淀池，達(dá)到泥水分離的效果。此外，膜組件不僅能夠高效地進(jìn)行固液分離，而且出水性質(zhì)不再依賴(lài)于活性污泥的沉降特性，克服了常規(guī)活性污泥法中容易發(fā)生污泥膨脹的弊端，系統(tǒng)的操作比常規(guī)污水處理工藝大為簡(jiǎn)化。出水水質(zhì)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，出水懸浮物和濁度接近于零，可以直接排放或進(jìn)行回用。

2、生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積小。

3、有利于增殖緩慢的微生物的截留和生長(zhǎng)，系統(tǒng)硝化效率得以提高。也可增加一些難降解有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時(shí)間，有效地將分解難降解有機(jī)物的微生物滯留在反應(yīng)器內(nèi)，有利于難降解有機(jī)物降解效率提高。

4、膜-生物反應(yīng)器一般都在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低，降低了污泥處理費(fèi)用。

5、采用化學(xué)加藥除磷方式，針對(duì)除磷問(wèn)題，將化學(xué)除磷和膜分離原理進(jìn)行優(yōu)化組合，強(qiáng)化了除磷效果，減少了化學(xué)藥劑投加量，有效克服了吸附法和化學(xué)法的缺點(diǎn)，減少了排泥量。

6、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理方便。

工藝設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)流程

圖5.1 污水處理設(shè)備工藝流程圖

工藝流程介紹

本污水處理設(shè)備自調(diào)節(jié)池進(jìn)水至膜出水。

其中各處理單元的功能如下：

調(diào)節(jié)池：均勻水質(zhì)和水量，抵御水質(zhì)、水量對(duì)處理設(shè)備造成的沖擊負(fù)荷。

缺氧池：利用微生物降解有機(jī)物，同時(shí)進(jìn)行反硝化，達(dá)到去除總氮的目的。

MBR池：通過(guò)微生物代謝活動(dòng)，去除水中有機(jī)污染物；設(shè)置曝氣管，除供給微生物活動(dòng)所需要的氧氣，還對(duì)膜面進(jìn)行沖刷，有效控制膜污染；

膜單元：進(jìn)行分離作用，去除懸浮顆粒物、病菌等有害微生物；

除磷系統(tǒng)：通過(guò)投加化學(xué)藥劑，達(dá)到去除總磷的目的；

化學(xué)清洗系統(tǒng)：當(dāng)平板膜組件受到污染時(shí)對(duì)其進(jìn)行在線化學(xué)清洗；

加藥消毒系統(tǒng)：對(duì)膜出水進(jìn)行加藥消毒，保證出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；

污泥處理：污泥經(jīng)濃縮脫水后排放至化糞池。

污泥處理工藝選擇

傳統(tǒng)污泥處理工藝一般都適用于具有一定規(guī)模的污水處理廠或配套大型污水處理設(shè)施，由于本項(xiàng)目處理規(guī)模較小，且MBR工藝本身污泥產(chǎn)率系數(shù)低，污泥產(chǎn)量少，因此選擇占地面積小，處理效果好的平板膜污泥同步濃縮消化（MSTD）技術(shù)，配套主體MBR工藝，實(shí)現(xiàn)污泥減量90%以上。

MSTD技術(shù)，是將每日產(chǎn)生的剩余污泥全部集中在反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)膜將剩余污泥中的水分過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)污泥的體積減量；同時(shí)利用微生物和后生動(dòng)物的活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)污泥的消化和減量，zui終實(shí)現(xiàn)污泥的總量消減。

推薦工藝

A/O膜-生物反應(yīng)器（Membrane Bioreactor，MBR）是將膜分離技術(shù)與生物處理單元相結(jié)合的水處理新技術(shù)。整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)主要由核心膜組件、主體反應(yīng)器、出水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)等組成。它以高效膜分離代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法工藝中的二沉池，省卻了傳統(tǒng)活性污泥法中二沉池濃縮后剩余污泥的回流，相比于傳統(tǒng)工藝MBR還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

膜組件能高效地實(shí)現(xiàn)固液分離，分離效果好于傳統(tǒng)的沉淀池，無(wú)需顧慮污泥膨脹，出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定，以城市污水為進(jìn)水時(shí)，膜出水可以直接回用；

 由于膜的高效截留作用，可使微生物*截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時(shí)間和污泥齡的*分離，使運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定；

膜-生物反應(yīng)器能在高的污泥濃度下運(yùn)行，抗水質(zhì)波動(dòng)能力強(qiáng)，容積負(fù)荷高，占地面積小；

長(zhǎng)污泥齡有利于增殖緩慢的微生物的截留和生長(zhǎng)，系統(tǒng)硝化效率得以提高。也可增加一些難降解有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時(shí)間，有效地將分解難降解有機(jī)物的微生物滯留在反應(yīng)器內(nèi)，有利于難降解有機(jī)物降解效率提高；

膜-生物反應(yīng)器可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低，降低了污泥處理費(fèi)用；

建設(shè)周期短，施工費(fèi)用省，安裝靈活，并且根據(jù)不同處理規(guī)模可以靈活調(diào)整，易于標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)備化。同時(shí)，普通生物處理工藝改造為MBR也較為方便；

易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理方便。

膜-生物反應(yīng)器相較于傳統(tǒng)工藝，具有上述7大優(yōu)勢(shì)，但傳統(tǒng)概念上認(rèn)為MBR的投資建設(shè)成本較高。然而，隨著土地價(jià)格增長(zhǎng)、膜組件價(jià)格的下降、膜性能的改善，膜-生物反應(yīng)器的投資已經(jīng)和常規(guī)工藝相當(dāng)，當(dāng)應(yīng)用在現(xiàn)有工藝的升級(jí)改造上，投資甚至還可低于常規(guī)工藝。

目前，膜-生物反應(yīng)器在小規(guī)模污水處理上也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用在出水水質(zhì)要求高、占地面積小的地區(qū)更是體現(xiàn)處理常規(guī)工藝無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。

在除磷方面，如前文所提，根據(jù)本工程的出水要求，生物除磷很難達(dá)到，同時(shí)對(duì)于MBR工藝又考慮一下幾方面因素：

由于出水水質(zhì)較高，出水總磷需要達(dá)到1mg/L以下，因此單靠生物除磷較難穩(wěn)定滿(mǎn)足要求。

由于場(chǎng)地受限，因此應(yīng)盡量減小占地。

生物除磷效率高低的主要影響因素是整個(gè)系統(tǒng)的泥齡，除磷效果好，則需要選擇相對(duì)較短的泥齡，這與冬季低溫時(shí)，需要延長(zhǎng)泥齡來(lái)確保硝化效果相矛盾。

處理規(guī)模較小，整體的藥劑投加量也相對(duì)較小。

因此，統(tǒng)籌考慮整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，工藝選擇采用化學(xué)除磷。

綜上，從水質(zhì)達(dá)標(biāo)的穩(wěn)定度、占地面積、施工及運(yùn)行管理角度而言，A/O MBR工藝更適合用于“一級(jí)B”達(dá)標(biāo)工藝。

配電及設(shè)備控制

設(shè)計(jì)原則

為確保安全，本設(shè)計(jì)為三相五線制線路(采用TN-S系統(tǒng))，電源進(jìn)線側(cè)接零線N與接地線PE相連。所有水處理系統(tǒng)的設(shè)備金屬外殼均與PE線相連。

為使污水設(shè)備調(diào)試后正常運(yùn)行，確保出水水質(zhì)，本系統(tǒng)的低壓供電系統(tǒng)采用雙進(jìn)線，即設(shè)置一路備用電源，采用人工切換。

控制方式

根據(jù)工藝要求，對(duì)水泵、鼓風(fēng)機(jī)等系統(tǒng)中的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行集中控制，有關(guān)水池采用液位開(kāi)關(guān)計(jì)傳遞訊號(hào)，以達(dá)到自動(dòng)控制目的。

所有加藥設(shè)備配套加藥量控制設(shè)備，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整加藥量。

一旦自動(dòng)控制失靈或變更使用工藝所需時(shí)，本系統(tǒng)可進(jìn)行手動(dòng)控制，以信號(hào)燈觀察運(yùn)行正常與否。

為了減少操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，并實(shí)行操作自動(dòng)化、機(jī)械化，要求水泵、鼓風(fēng)機(jī)能定時(shí)自動(dòng)切換；當(dāng)其中一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，能進(jìn)行聲、光報(bào)警，并自動(dòng)切換至另一臺(tái)工作。當(dāng)水池內(nèi)水位達(dá)到zui低水位以下時(shí)，水泵會(huì)自動(dòng)停止工作。

1）根據(jù)監(jiān)測(cè)儀表傳遞的信號(hào)，自動(dòng)控制相應(yīng)設(shè)備的動(dòng)作。

2）備用設(shè)備之間可定時(shí)自動(dòng)切換。

3）對(duì)于間歇運(yùn)行的設(shè)備，通過(guò)繼電器控制定時(shí)運(yùn)行。

4）相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)功能。

配電管線

動(dòng)力線管采用厚壁焊接鋼管。管子聯(lián)接必須焊跨接，良好接地。所有配出線用BV塑銅線。

生物處理的可行性分析

1、懸浮物的去除及分離

一般采用物理方法——主要通過(guò)格柵攔截、設(shè)置沉砂池等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質(zhì)。污水中的無(wú)機(jī)顆粒和大直徑的有機(jī)顆粒靠自然沉淀作用就可去除，細(xì)小直徑及膠體有機(jī)顆粒靠微水解及生物降解作用去除，而小直徑的無(wú)機(jī)顆粒（包括尺度大小在膠體和亞膠體范圍內(nèi)的無(wú)機(jī)顆粒）則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)羅作用，與活性污泥絮體同時(shí)沉淀去除。

出水懸浮物濃度不單涉及到出水SS指標(biāo)，且出水的BOD₅、COD等指標(biāo)也與之有關(guān)。這是因?yàn)榻M成出水懸浮物的主要活性污泥絮體，其本身的有機(jī)成份就很高，因此較高的出水懸浮物含量會(huì)使得出水的BOD₅、COD均增加。因此，控制污水廠出水的SS指標(biāo)是zui基本的，也是很重要的。

為了降低出水中的懸浮物濃度，在普通活性污泥法工藝中采取適當(dāng)?shù)拇胧绮捎眠m當(dāng)?shù)奈勰嘭?fù)荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能，采用較小的二次沉淀池表面負(fù)荷，采用較低的出水堰負(fù)荷，充分利用活性污泥懸浮層的吸附網(wǎng)羅作用等。在再生水回用處理工藝方案選用合理、工藝參數(shù)取值適當(dāng)和單體設(shè)計(jì)優(yōu)化的條件下，活性污泥法工藝*使出水SS指標(biāo)達(dá)到20mg/L以下。

2、有機(jī)污染物的可生化性分析

污水中有機(jī)污染物主要以BOD₅、COD表示，它們的去除主要是靠微生物的吸附作用和生物代謝作用，然后通過(guò)對(duì)泥水分離來(lái)完成的。

活性污泥中的微生物在有氧的條件下將污水中的一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其zui終產(chǎn)物是CO₂和H₂O等穩(wěn)定物質(zhì)。在這種合成代謝與分解代謝過(guò)程中，溶解性有機(jī)物（如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物）直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用，而顆粒有機(jī)物則首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部被利用。由此可見(jiàn)，微生物的好氧代謝作用對(duì)污水中的溶解性有機(jī)物和非溶解性有機(jī)物都起作用，并且代謝產(chǎn)物是無(wú)害的穩(wěn)定物質(zhì)。因此，可以使處理后污水中的殘余BOD₅濃度很低。

BOD₅/COD值是鑒定污水可生化性的zui簡(jiǎn)便易行和zui常用的方法，一般認(rèn)為BOD₅/COD>0.40可生化性較好，BOD₅/COD<0.3較難生化，BOD₅/COD<0.25不易生化。

城市污水的可生化性，與污水的成分有關(guān)。對(duì)于那些主要是生活污水及其成分與生活污水相近的工業(yè)廢水組成的城市污水，這種城市污水的BOD₅/COD比值往往接近0.5甚至大于0.5，其污水的可生化性較好，無(wú)需設(shè)置特殊處理構(gòu)筑物，其出水COD值即可控制在較低的水平。本工程進(jìn)水BOD₅/COD＝200/400=0.5，可生化性較好，可以采用生化處理方法去除有機(jī)物。