陳 坤 鄧峰剛 宿 靈 周貞勇 王金偉

中建四局第一建筑工程有限公司珠海分公司，廣東珠海 519000

本項目為蓬江區(qū)（南片區(qū)）黑臭水體整治及水利工程PPP項目，項目建設(shè)內(nèi)容：攔污閘及水生植物渠、MBR一體化處理設(shè)備、河道清理、河堤加固修復(fù)，其主要建設(shè)目的是改善本區(qū)水資源環(huán)境污染。

根據(jù)本項目水質(zhì)的特點，水質(zhì)改善處理選擇生化處理工藝。常用生化處理一體化設(shè)備有曝氣生化濾池和膜生物反應(yīng)器2種，依據(jù)優(yōu)缺點比選，結(jié)合本工程實際情況，本項目設(shè)計采用無須專人值守、流程短、投資少、占地少、管理簡單，且處理能力強、出水可回用的MBR一體化污水處理設(shè)備。

1 水質(zhì)污染物的主要來源

本項目水質(zhì)污染來源主要為生活污水、工業(yè)廢水等，水質(zhì)中含有大量的C、N、P及SS，然而在排放時與周圍其他水體或雨水相混合，使得河道污染量極大，對環(huán)境造成了危害。尤其是一些工業(yè)廢水的任意排放，造成的污染危害更大。

2 MBR工藝簡述

MBR又稱為膜生物反應(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)，一般活性污泥法是最適宜目前國內(nèi)污水排放的方法，將MBR與活性污泥法相結(jié)合，生成一種新的污水處理設(shè)備是未來該行業(yè)研發(fā)的重點。MBR工藝通過將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)有機結(jié)合，有效提高固液分離效率及生化反應(yīng)速率，同時減少污泥產(chǎn)生數(shù)量，從而解決傳統(tǒng)活處理工藝存在的許多突出問題，為解決回用水質(zhì)問題提供了保證。MBR按照不同結(jié)構(gòu)可以分為平板膜、管狀膜和中空纖維膜。

3 MBR的工藝類型

根據(jù)膜的組件和生物反應(yīng)器的不同組合方式，可將MBR分為分置式、一體式以及復(fù)合式。

3.1 分置式

分置式是最常見的工藝類型，將膜組件與生物反應(yīng)器相隔開，從分置的角度實現(xiàn)儀器的功能作業(yè)。首先生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng)循環(huán)泵不斷地增壓后會由于力的控制被壓到膜組件的過濾段，然后在壓力不斷增強的基礎(chǔ)上，混合液中的液體透過膜就成為需要被處理的廢水。其中，固形物和一些形狀較大的物質(zhì)必然會被膜所格擋，這些未透過膜的物質(zhì)會隨濃縮液再次回流到原先的生物反應(yīng)器中。這種分置式的工藝類型優(yōu)點是運行穩(wěn)定、可靠性強，并且設(shè)備多次使用后清潔保養(yǎng)方便，并且膜的通量一般是比較大的。而它的缺點也比較明顯，通常為了降低大分子聚集物在膜表面的沉積幾率，會延長膜的清潔周期，這樣設(shè)備在不斷的運行中需要循環(huán)泵提供更高的錯流流速，水流循環(huán)的速率加大在泵的高速旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的剪切力會使本身存在的一些微生物菌體逐漸失活。

3.2 一體式

一體式與分置式完全相反，它會將膜組件直接設(shè)計到生物反應(yīng)器的內(nèi)部，當(dāng)水進(jìn)入設(shè)備后，大部分的污染物會被膜中的混合液去除，利用活性污泥的吸附性和外壓的強作用使膜逐漸過濾出水。這種類型的工藝省去了一些復(fù)雜的步驟，它依靠抽吸出水，對能耗的需求小，并且設(shè)備占地更為緊湊，在污水處理領(lǐng)域格外受關(guān)注。不過這種一體式的膜通量比較低，當(dāng)長期使用后附著在膜表層的污染物不易清洗。

3.3 復(fù)合式

復(fù)合式的工藝類型不常用，是比較少見的工藝，它在原理上也屬于一體式的膜生物反應(yīng)器，與前兩者不同的是它更傾向于在生物反應(yīng)器中添加物料，從而實現(xiàn)復(fù)合式生物反應(yīng)器，從原理上看，它是改變了反應(yīng)器的某些性狀實現(xiàn)作業(yè)的。

4 MBR一體化污水處理設(shè)備的工藝特點

與傳統(tǒng)的生物水處理手段相比，MBR一體化污水處理設(shè)備主要有以下特點：首先從優(yōu)點上看，它的出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，由于MBR的膜的高效分離作用，能使設(shè)備在作業(yè)時最大化發(fā)揮其分離效果，處理后的水非常清澈，懸浮物和濁度接近于0，污水中的細(xì)菌和臟污基本被去除，出水的水質(zhì)完全優(yōu)于建設(shè)部規(guī)定的生活雜水用水標(biāo)準(zhǔn)，也可以直接作為非飲用市政雜水進(jìn)行回收。利用MBR的膜分離技術(shù)使污水中的微生物基本被截留在生物反應(yīng)器中，這對水質(zhì)的維護(hù)以及水內(nèi)微生物的利用是非常到位的。除此之外，MBR一體化污水處理設(shè)備的剩余污泥產(chǎn)量少，一體化設(shè)備能保證其在高容積負(fù)荷中平穩(wěn)運行，進(jìn)而維持了污泥產(chǎn)量。其次，它的局限性也是顯而易見的，由于MBR的特殊性，它的膜造價很高，如果城市建設(shè)中打算以MBR為基礎(chǔ)建設(shè)一體化污水處理設(shè)備，則需要面對先期投入比較高，回本慢等問題。且MBR中的膜在分離過程中必須保持定量的膜驅(qū)動壓力，對MBR池中的MLSS濃度要求也相當(dāng)高，因此，MBR一體化污水處理設(shè)備的能耗比傳統(tǒng)污水處理工業(yè)相對高些。

5 MBR一體化污水處理設(shè)備的應(yīng)用

5.1 MBR一體化污水處理設(shè)備的運行過程

MBR一體化污水處理設(shè)備包括調(diào)節(jié)池、厭氧池、兼氧池、好氧池、MBR池、風(fēng)機、MBR出水泵、提升泵、回流泵。設(shè)備處理過程有以下幾個步驟：首先，在調(diào)節(jié)池進(jìn)水口處設(shè)置一道固定的格擋，格擋物由固定粗度的格柵網(wǎng)和細(xì)格柵構(gòu)成，然后將從各處收集的污水放入調(diào)節(jié)池中，格擋部分會自動攔截污水中的大顆粒分子和懸浮物質(zhì)，防止這部分進(jìn)入后續(xù)處理池，避免出現(xiàn)設(shè)備故障。污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池后，被調(diào)節(jié)池中的2臺潛污泵所影響，通過自動液位控制器自動控制水泵的運行，經(jīng)過調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)均勻污水的水質(zhì)，調(diào)節(jié)完成后由提升泵將污水推入?yún)捬醭亍Ｎ鬯M(jìn)入?yún)捬醭睾髸M(jìn)行厭氧處理，厭氧處理是在基礎(chǔ)A2/O工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在厭氧池中前置一個厭氧段，污水進(jìn)入池中由厭氧反應(yīng)器調(diào)節(jié)，釋放出磷等物質(zhì)；然后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的第二階段，污水中的硝化液在缺氧反應(yīng)下發(fā)生硝化作用，釋放出大量的氮氣；最后進(jìn)入?yún)捬醭刂械暮醚醵危瑢ξ鬯械挠袡C物進(jìn)行高效降解和吸收。在厭氧階段主要以釋放有害物質(zhì)為主。厭氧處理過后以溢流的方式依次流經(jīng)兼氧池、好氧池、MBR池，進(jìn)行生物膜過濾，最終通過MBR池中的出水泵將污水排至整個設(shè)備管道的外面。風(fēng)機是對污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池后不同程度的曝氣，在厭氧池、好氧池中污水的含氧量不斷變化，每個階段水中微生物狀況也各有差異，利用風(fēng)機是希望調(diào)節(jié)每個階段水中各成分的協(xié)調(diào)性，當(dāng)所有程序結(jié)束后，使處理過的污泥流回厭氧池中，整個過程由電力系統(tǒng)控制。

5.2 MBR一體化無數(shù)處理設(shè)備的效果

污水中的污染物主要有3種，第一種是有機污染物，譬如按照化學(xué)需氧量的標(biāo)準(zhǔn)測定污水中的易氧化物質(zhì)。第二種是無機營養(yǎng)鹽類，譬如污水中的氮和磷。第三種是懸浮物，譬如泥沙、微生物、粘土等，這3種污染物在處理過程中必須有針對性，而MBR一體化污水處理設(shè)備中能很好地解決這些問題。比如，污水中的有機污染物需要依靠物生物的吸附和新成代謝完成水域污染物的分離，這些在MBR池能直接解決，膜生物反應(yīng)器中的吸附性可以實現(xiàn)有機污染物的處理，原污水中的可生化性直接影響有機污染物的種類。無機營養(yǎng)鹽可在厭氧池、兼氧池、好氧池中完成，去除水中的氮需要在這3個池中準(zhǔn)備好好氧硝化反應(yīng)和缺氧硝化反應(yīng)2個過程，有機氮很快就在系統(tǒng)中被水解成氨氮，在兼氧池中有充足的氧氣，其中的亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌會進(jìn)一步將氨氮氧化分解成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮。再到后期將這兩種物質(zhì)進(jìn)行無氧處理，氮氣基本就被分解了。而去除磷也需要在這3個池中，利用微生物在好氧池的條件下，把污水中的磷進(jìn)行吸收沉淀分離，磷的去除相對簡單一些。水中懸浮物的處理基本依靠調(diào)節(jié)池解決，主要依靠調(diào)節(jié)池中的兩個格柵格擋住大分子懸浮物，這些被格擋的雜質(zhì)最終由MBR池過濾排出。通過這一處理過程發(fā)現(xiàn)，MBR一體化裝置處理后水中各項指標(biāo)低于國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，以MBR為基礎(chǔ)的一體化污水處理設(shè)備完全達(dá)到應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)語

綜上，我們對MBR一體化污水處理設(shè)備有了系統(tǒng)性認(rèn)識。利用該設(shè)備能良好處理污水，廢污水經(jīng)過設(shè)備處理后水質(zhì)穩(wěn)定，各項指標(biāo)滿足國家要求，且該設(shè)備占地面積少、工作效率高，MBR一體化處理工程為更好地促進(jìn)城市生活水平的有效提升，降低城鎮(zhèn)水質(zhì)污染奠定堅實的基礎(chǔ)。在當(dāng)前節(jié)能環(huán)保以及水資源應(yīng)用形式嚴(yán)峻的情況下，MBR一體化污水處理設(shè)備值得被大力推廣。