鄧芳軼，唐瑞，何耀瑩，陳海云，曾衛(wèi)民

(1.云南民族大學(xué)化學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南昆明650500; 2.昆明市盤龍區(qū)環(huán)保局，云南昆明650032;3.浙江工業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，浙江杭州310014)

復(fù)合式膜生物反應(yīng)器處理盤龍區(qū)生活污水及中水回用設(shè)計

鄧芳軼1，唐瑞2，何耀瑩3，陳海云1，曾衛(wèi)民1

(1.云南民族大學(xué)化學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南昆明650500; 2.昆明市盤龍區(qū)環(huán)保局，云南昆明650032;3.浙江工業(yè)大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，浙江杭州310014)

對昆明市盤龍區(qū)生活污水進行了檢測分析并使用復(fù)合式生物膜法對污水進行了處理，處理結(jié)果基本符合國家標(biāo)準(zhǔn)，說明處理方案可行;對中水回用進行了研究與設(shè)計，提出了中水回用的設(shè)計方案，為盤龍區(qū)建立污水處理站提供理論及實驗依據(jù).

污水;中水回用;復(fù)合式;膜生物反應(yīng)器

盤龍區(qū)位于昆明市東北部，總面積339.79 km2，總?cè)丝?6萬人(2004年統(tǒng)計)，管轄8個街道，2個鄉(xiāng)，生活污水產(chǎn)量較大.這些生活污水最后都排入滇池，如果不經(jīng)處理直接排放，就會造成滇池水體嚴(yán)重污染.盤龍區(qū)有2個污水處理廠，但日處理污水能力遠遠不能滿足目前的需要，因此盤龍區(qū)需要再建1個污水處理站，將未進入城市污水管網(wǎng)的生活污水處理后得到中水用于綠化與沖廁等，或達到城市污水排放標(biāo)準(zhǔn)后再排放滇池，減少滇池的水體污染.本文用復(fù)合式膜生物反應(yīng)器處理盤龍區(qū)生活污水，并對得到的中水回用提出1種設(shè)想，試圖為污水處理站的建立提供理論與實踐參考.

1 材料和方法

1.1 材料

盤龍區(qū)管轄的8個街道、2個鄉(xiāng)的未進入城市污水管網(wǎng)的辦公區(qū)和生活區(qū)污水.

1.2 主要儀器設(shè)備和材料

7200型分光光度計(上海天普分析儀器有限公司)、原水泵(日本荏原EBARA水泵)、反應(yīng)器(自制)、膜組件材料(聚丙烯)中空纖維材料、填料(懸浮顆粒填料，宜興市海興環(huán)保填料有限公司)、曝氣裝置(含穿氣管)等相關(guān)儀器設(shè)備.

1.3 方法

1.3.1 調(diào)查污水水源

實地走訪盤龍區(qū)管轄的8個街道、2個鄉(xiāng)的辦公區(qū)和生活區(qū)，考察污水水源，觀察并記錄污水的顏色，污水中粗雜物的情況，估算各生活區(qū)污水的排放量.

1.3.2 污水水質(zhì)檢測

對盤龍區(qū)的生活污水分別采樣，每個點分5個不同位置各采集1份，用如下方法分析水樣中污染物相關(guān)參數(shù):化學(xué)耗氧量采用重鉻酸鉀作為氧化劑測定，表示為CODcr;BOD5是5天生物耗氧量，國家規(guī)定為生物降解水中有機物5天所消耗的氧的總量，用稀釋接種法測定;水質(zhì)中的懸浮物SS采用重量法規(guī)定;氨氮用納氏試劑光度法測定;動植物油采用紅外光度法測定;總磷采用過硫酸鉀氧化－鉬酸銨分光光度法測定;水體顏色采用觀察法.測定結(jié)果為5份樣本的平均值，結(jié)果見表1.

1.3.3 污水處理

采用復(fù)合式膜生物反應(yīng)器對污水進行處理.

1)復(fù)合式膜生物反應(yīng)器的設(shè)計.將微生物固定化技術(shù)與膜過慮技術(shù)相結(jié)合模擬建立1個新型膜生物反應(yīng)器.這種反應(yīng)器是在浸沒式膜生物反應(yīng)器中投加多孔柔性顆粒，在好氧反應(yīng)器中裝上填料，讓微生物的生存環(huán)境由傳統(tǒng)的氣、液兩相變成氣、液、固3相，形成生物膜和活性污泥2種方式構(gòu)成的1個懸浮的、附著好氣型的、具有兼氧和厭氧不同活動能力的呼吸和營養(yǎng)類型的新的微生物生態(tài)系統(tǒng)，利用顆粒填料對膜表面的沖刷及碰撞作用有效地減緩污泥顆粒在膜表面的沉積，為各種污染物的除去創(chuàng)造了優(yōu)越的條件［1－3］.

表1 各生活區(qū)污水水質(zhì)分析結(jié)果及排放量

2)復(fù)合式膜生物反應(yīng)器的組成:由膜組件和生物反應(yīng)池2個部分組成，如圖1.膜組件安放在生物反應(yīng)池里面，生物反應(yīng)池采用的是隔板氣升式環(huán)流反應(yīng)器，用橫隔板將反應(yīng)池隔成2個不同的功能區(qū):左邊是升流區(qū)，右邊是降流區(qū)，在升流區(qū)放置中空纖維組件，為提供水流循環(huán)動力和微生物分解有機物所需要的氧氣，在升流區(qū)的下面設(shè)有穿孔管用來曝氣，穿孔管將升流區(qū)和降流區(qū)液體連通，曝氣時為反應(yīng)器增加氧氣，同時提供氣體向上的浮力使污水水體流動速度加快.這種反應(yīng)器因其內(nèi)部流體的循環(huán)流動，對微生物與有機物、氧的混合、擴散、傳播都十分有利［4］.出水的方式采用真空負壓抽吸式，如圖1.

3)污水處理.用上述設(shè)計的生物反應(yīng)器對盤龍區(qū)管轄的各街道及鄉(xiāng)的生活污水進行處理，再對處理后的污水取樣進行分析，測定污染物質(zhì)量濃度，結(jié)果如表2.

表2 膜生物反應(yīng)器處理某小區(qū)生活污水前后進、出口處水樣檢測結(jié)果(mg·L－1)

1.3.4 結(jié)果及分析

從表1來看，各小區(qū)的生活污水不僅每天排放量大，而且污染物質(zhì)量濃度較高，如不經(jīng)處理直接排放危害非常大.從表2結(jié)果來看，經(jīng)處理后各項指標(biāo)明顯降低，均達到《城市污水再生利用、城市雜用水水質(zhì)》沖廁和綠化標(biāo)準(zhǔn)，同時外排也達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)［5］.考慮到復(fù)合式膜生物反應(yīng)器對生活污水進行處理，有時出水水質(zhì)中N、P的含量會有所增大，所以采用增加生態(tài)草坪的辦法來除去水中殘余的有機污染物和N、P，確保污水外排達到標(biāo)準(zhǔn)［6］.

2 中水回用研究與設(shè)計

2.1 中水水源的收集及處理設(shè)計

“中水”起名于日本，有稱為“再生水”，也有稱為“回用水”，一般以水質(zhì)作為區(qū)分的標(biāo)志［7］，指污水經(jīng)處理后達到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用，但不能做飲用水.中水水源的收集及處理流程設(shè)計如圖2.

2.2 生態(tài)草坪設(shè)計

考慮到處理后的中水使用不完的情況，這個方案設(shè)計時對處理后多余中水的排放追加了一個生態(tài)草坪.多余中水用生物處理單元出水的方法，經(jīng)收集后借助重力流至反應(yīng)器周圍的生態(tài)草坪系統(tǒng)，這個生草坪也稱之為人工濕地.生態(tài)草坪上種滿了各種植物，利用這些植物攝取污染物的作用對水中殘余有機污染物和N、P等殘余營養(yǎng)元素進行處理［8］.生態(tài)草坪總面積可根據(jù)實際情況設(shè)計，外形從美觀的角度考慮，圖3是1種參考形式，處理負荷可根據(jù)表1中各小區(qū)的每天污水排放量而定.生態(tài)草坪出水排至小區(qū)總排水管，最后排放到滇池.

3 結(jié)語

復(fù)合式膜生物反應(yīng)器是生物技術(shù)與膜分離技術(shù)有機結(jié)合的新型污水深度處理技術(shù)，它利用膜分離設(shè)備，省掉二沉池.膜分離技術(shù)能將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機物截留住，二沉池就沒有存在的必要.這種反應(yīng)器通過膜分離技術(shù)大大強化了生物反應(yīng)器的功能，與傳統(tǒng)的生物反應(yīng)器工藝處理方法相比較，具有生物化學(xué)反應(yīng)效率高，抵抗負荷沖擊的能力增強，排放出來的水質(zhì)穩(wěn)定，占用地面的面積減小，排出污泥的周期增長，容易實現(xiàn)自動控制操作等優(yōu)點，是目前最有前途的污水處理新技術(shù).中水回用，污水資源化，是目前解決節(jié)水治污問題、實現(xiàn)開源節(jié)流的有效途徑之一［9］.

［1］黃君禮.新型水處理劑——二氧化氯技術(shù)及其應(yīng)用［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［2］楊期勇，陳季華，張峰，等.水解酸化2復(fù)合式膜生物反應(yīng)器組合工藝處理滌綸堿減量廢水的試驗研究［J］.環(huán)境工程，2005，23(4):20－22.

［3］國家環(huán)保局.水和廢水檢測分析方法［M］.4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［4］YANG Qi-yong，CHEN Ji-hua，ZHANG Feng.Membrane fouling control in submerged membrane bioreactor with porous，flexible suspended carriers［J］.Desalination，2006，189(4):292－302.

［5］國家環(huán)境保護總局，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T18920—2002城市污水再生利用:城市雜用水水質(zhì)［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

［6］國家環(huán)境保護總局，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局GB18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

［7］LEE J C，KIM J S，KANG I J，et al.Potential and imitation of alum or zeolite addition to imp rove the performance of a submerged membrane bioreactor［J］.Wat Sci Tech，2001，43(11):59－60.

［8］楊期勇，陳季華，陳亦軍.顆粒懸浮填料復(fù)合式膜生物反應(yīng)器的過濾性能研究［J］.膜科學(xué)與技術(shù)，2006，26(6):28.

［9］李春杰，耿琰，周琪，等.SMSBR中PAC對膜污染的防治作用［J］.中國給水排水，2002，18(6):5－6.

(責(zé)任編輯戴云)

Compound Membrane Bioreactor for the Treatment of Domestic Sewage Water in Panlong District and the Design for the Use of Reclaimed Water

DENG Fang-yi1，TANG Rui2，HE Yao-ying3，CHEN Hai-yun1，ZENG Wei-ming1
(1.School of Chemistry and Biotechnology，Yunnan University of Nationalities，Kunming 650500，China; 2.Panlong District Environmental Protection Bureau，Kunming 650031，China; 3.School of Biology and Environmental Engineering，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310014，China)

The sewage water of Panlong District of Kunming was analyzed and its treatment with the compound biomembrane technique was studied.The treatment results indicated that it was feasible because the treated water was up to the national standards.The researchers also worked out the design for the use of reclaimed water and tried to provide some theoretical and practical basis for the establishment of sewage－water treatment stations in Panlong District of Kunming.

sewage water;use of reclaimed water;compound;membrane bioreactor

X 131.2

A

1672－8513(2012)04－0260－03

10.3969/j.issn.1672－8513.2012.04.07

2011－05－10.

云南省示范實驗中心基金(0205－2001015209).

鄧芳軼(1970－)，女，碩士，副教授.主要研究方向:生物學(xué)及污水處理.