1、MBR國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
20世紀(jì)60年代末期,Dorr-Oliver組織開拓研發(fā)了辦公用的MBR,并且將它運(yùn)到船舶污水處置。當(dāng)時(shí)普遍使用分置式構(gòu)型,目前實(shí)際工程多采用浸沒(méi)式MBR。20世紀(jì)80年代末,日本和美國(guó)相繼開拓了中空MBR工藝(浸沒(méi)式)。1985年到1995年期間Jhetford組織推廣出分置Cycle-Let工藝(多管式),應(yīng)用于美國(guó)廢水回用項(xiàng)目,我國(guó)MBR技術(shù)的發(fā)達(dá)雖然與較國(guó)外相比較起步晚,但近幾年來(lái)MBR的探究應(yīng)用和國(guó)外查不多同步,并且部分區(qū)域名列世界*。在我國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)集體聯(lián)合撰寫的《中國(guó)MBR產(chǎn)業(yè)發(fā)展書》里表明,截至二零一三年底,我國(guó)已經(jīng)投入運(yùn)轉(zhuǎn)的大規(guī)模上萬(wàn)噸的MBR工程比50個(gè)還多,統(tǒng)計(jì)處理能力超出每天230萬(wàn)噸。在華北地區(qū),MBR工程重點(diǎn)用于再生水回用與市政污水處置,在東南地區(qū)重點(diǎn)用來(lái)解決難降解工業(yè)廢水和高濃度有機(jī)廢水。估計(jì)到2015年,我國(guó)投入運(yùn)作和在建的MBR系統(tǒng)累計(jì)處置能力將大于500萬(wàn)m3/d。MBR技術(shù)是將生化反應(yīng)與膜分割相結(jié)合,省去二沉池,由膜組件實(shí)行泥水分割。使污泥與雜質(zhì)貯存在反應(yīng)池中,這就使MBR體系里的固態(tài)懸浮物的濃度 (MLSS)比較大,防止了微生物的消耗。水力停留時(shí)間(HRTT)與污泥停留時(shí)間(SRT)相分割能夠分別管控,無(wú)污泥擴(kuò)張之憂。哈爾濱市一體化工業(yè)污水處理設(shè)備
此時(shí),可以運(yùn)用高濃度的活性污泥降解某些傳統(tǒng)活性污泥法難降解的物質(zhì)。進(jìn)水水質(zhì)、水量的改變對(duì)反應(yīng)器影響不顯著,耐沖擊負(fù)荷,可以獲得穩(wěn)固優(yōu)良的出水。
2、MBR在污水處理中的應(yīng)用
在這十年中,MBR體系已經(jīng)在解決我們生活中的污水、醫(yī)院中的廢水、垃圾在滲出的液體、工業(yè)廢水和所有濃度比較高、不容易降解的工業(yè)廢水在發(fā)揮了重要作用。MBR需實(shí)行預(yù)處理,大多數(shù)是與其他工藝相聯(lián)合的形式。哈爾濱市一體化工業(yè)污水處理設(shè)備
2.1 MBR-厭氧/缺氧交替工藝
交替式厭氧/缺氧-膜生物反應(yīng)器(A-A/A-M)工藝可提高生活污水脫氮除磷效果。該工藝由一個(gè)交替缺氧/厭氧反應(yīng)池和內(nèi)置膜過(guò)濾單元的好氧池組成。通過(guò)好氧池底部回流污泥流向的改變,使得兩個(gè)獨(dú)立反應(yīng)器(A和B)內(nèi)依次形成缺氧和厭氧環(huán)境,實(shí)現(xiàn)同步厭氧釋磷、缺氧反硝化脫氮,及好氧吸磷、硝化、去除BOD等過(guò)程。好氧反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)曝氣減緩膜污染的進(jìn)程,延長(zhǎng)清洗周期。該工藝對(duì)COD、TN、TP的平均去除率分別達(dá)到93%、67.4%和94.1%。
2.2 A2/0 + MBR工藝
A2/0+MBR技術(shù)是把過(guò)去的A2/0技術(shù)與MBR技術(shù)相結(jié)合,使它們的優(yōu)點(diǎn)相互彌補(bǔ),相互配合,能夠有效的排除主要污染物質(zhì)。A2/0+MBR體系中發(fā)生的高污泥濃度不但減少了水力停留時(shí)間,且具有同步硝化反硝化、反硝化除磷等階段,就說(shuō)是在C/N較低的前提下,也能確保優(yōu)良的脫氮除磷效應(yīng)。運(yùn)用A2/0+MBR工藝處置市區(qū)污水,試驗(yàn)證明:MBR池的污泥濃度高達(dá)8.2g/L,CODCr、TN與氨氮的去除率分別達(dá)93.0%、78.5%和94.7%。
2.3 PAC-MBR工藝(粉末活性炭-膜生物反應(yīng)器)
PAC-MBR組合工藝是指將PAC投加至MBR污泥混合液中污泥絮體以PAC顆粒為骨架,吸附和絮凝污泥混合液中微細(xì)膠體、胞外聚合物EPS(Extraeelluar Polymeric substanees )、溶解性有機(jī)物等,使污泥顆粒粒徑變大,抗壓能力增強(qiáng),膜面沉積層孔隙率提高,壓密性降低,從而降低膜過(guò)濾阻力和膜污染程度,提高膜通量。同時(shí),由于PAC污泥絮體的吸附和生物降解作用協(xié)同,形成生物活性炭,使有機(jī)污染物降解去除率得到提高,PAC得以再生。MBRPA和MBR工藝處理生活污水的對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,由于PAC的存在大大改善了膜污染狀況,從而延長(zhǎng)了膜清洗周期。
MBR路線,即對(duì)現(xiàn)有四期生化池進(jìn)行改造,使其處理能力由4萬(wàn)m3/d提高至6萬(wàn)m3/d,總處理能力達(dá)到12萬(wàn)m3/d。MBR方案采用A/A/O+MBR的組合,工藝成熟、穩(wěn)定、可靠,同時(shí)結(jié)合*的膜分離技術(shù),其占地小、流程較短、耐水質(zhì)沖擊負(fù)荷、出水穩(wěn)定可靠、控制管理方便,能夠保證出水穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo),出水可以直接成為多種用途的回用水資源。但需要新建曝氣設(shè)備間且需安裝整套膜處理設(shè)備,整個(gè)項(xiàng)目噸水投資為570.8元/m3。同時(shí)由于MBR工藝的運(yùn)行需要較高的曝氣,且需要定期沖洗,所以運(yùn)行成本相對(duì)較高,單位處理成本超過(guò)1.5元/m3。MBR直接與生物處理工藝相結(jié)合對(duì)膜的壽命影響也較大,更換成本較高。MBR方案需進(jìn)行膜設(shè)備間、新曝氣系統(tǒng)、二沉池出水管線改造等,施工周期45天。
MBBR路線,即對(duì)現(xiàn)有二級(jí)設(shè)施進(jìn)行改造,二期、三期、四期增加處理能力,總處理規(guī)模增加2萬(wàn)m3/d,改造后污水廠污水處理規(guī)模達(dá)到12萬(wàn)m3/d。MBBR方案工藝成熟,目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用超過(guò)800萬(wàn)噸/天,已在無(wú)錫蘆村[1]、青島團(tuán)島[2]等項(xiàng)目中被廣泛應(yīng)用。在提量方面,包括山東兗州[3]、青島李村河[4][5]、崇福污水廠等多個(gè)應(yīng)用,處理效果好。綜合考慮二三期二沉池運(yùn)行情況,MBBR方案運(yùn)行管理簡(jiǎn)單,核心組件十五年不需要更換,運(yùn)行成本相對(duì)低。整個(gè)項(xiàng)目噸水投資為500元/m3,單位處理成本1.03元/m3。MBBR方案需對(duì)生物池部分改造、二沉池改造,施工周期40天。
綜上所述,結(jié)合該污水處理廠現(xiàn)有條件,綜合考慮用地、處理效果、投資及運(yùn)行等因素,MBBR方案*、可靠、穩(wěn)定,因此采用MBBR工藝作為本次擴(kuò)容工程的處理工藝。