關於膜生物反應器與污水處理論文

1工程概況

為滿足陝西省森林工業職工醫院環保三同時要求，擬實施污水處理工程，污水處理工藝選用MBR工藝，MBR工藝將生物降解、沉澱、過濾集中為一體，減少了處理設施數量，可使運行成本降低，故障點減少，節省佔地面積。建設一座處理量為360m3/d的污水處理站。進水水質設計參數見表1。

2工藝流程

醫院污水進入調節池調節水質水量。在調節池內設置格柵，用以攔截污水中的大塊漂浮物，有效減輕處理負荷，為系統的長期正常運行提供保證。污水經調節池提升泵提升至MBR反應器，MBR反應器放置中空纖維膜組件，污水浸沒膜組件，通過自吸泵的抽吸，利用膜絲內腔的抽吸負壓使污水中的污染物去除。出水經紫外線消毒後達標排放。

3工藝介紹

3.1格柵

設備格柵1台，用於攔截較大塊的漂浮物，以保證後續設備的正常運行。柵渣需定期清理，可隨垃圾處理，格柵材質為不鏽鋼。

3.2調節池設計

調節池1座，用於調節水質水量，全地下鋼砼結構。調節池內設置提升泵2台，1用1備，通過液位開關控制提升泵的啟停。水泵技術參數：流量：15m3/h，揚程：22m，功率2.2kW。水池內設置液位開關。

3.3MBR膜生物反應器

污水由調節池提升泵打入MBR反應器，MBR內放置中空纖維膜組件，污水浸沒膜組件，通過自吸泵的抽吸，利用膜絲內腔的抽吸負壓來運行。膜組件的材質為聚偏氟乙烯（PVDF），公稱孔徑為0.2μm，是懸浮固體、膠體等有效屏障；中空纖維膜絲較細，有較好的柔韌性，能保持較長的壽命，即使有膜絲破損的現象發生，由於膜絲內徑僅為270μm，可被污泥迅速阻住，對處理水質完全沒有影響。

在污水處理站內設置兩個清洗槽，定期對膜組件清洗保養。本工程採用鼓風機曝氣，除提供微生物生長所必須的溶解氧之外，還使上升的氣泡及其產生的紊動水流清洗膜絲表面，阻止污泥聚集，保持膜通量穩定，設計氣水比為25∶1。MBR中產生的剩餘污泥很少，定期排至污泥池。風機HC-801S3台，2用1備，參數：風量Q=3.33m3/min，風壓0.4kgf/cm3，功率P=5.5kW。MBR出水由自吸泵抽吸至紫外殺菌器，自吸泵出水管上安裝玻璃轉子流量計，以便於觀察水量和膜組件堵塞情況。MBR內設置浮球液位器2套，高水位開泵，低水位停泵。MBR反應器處理能力為360m3/d，箱體尺寸為5.0m×4.0m×4.0m，有效水深3.5m，採用不鏽鋼組合式水箱。

3.4紫外線消毒器

紫外線消毒是利用波長範圍是200nm～275nm的紫外線照射，使水中的各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體受到一定劑量的紫外線輻射後，其細胞組織中的DNA結構受到破壞而失去活性，從而殺滅水中的細菌、病毒以及其他致病體，達到消毒殺菌和淨化的目的，紫外線殺菌速度快，效果好，不產生任何二次污染。經過多方面比較，本工程採用紫外線消毒，採用紫外線消毒儀一台，照射強度為25uw/cm2～30uw/cm2，照射時間為10s。

4電器控制

動力線由院區配電房引入，用電纜供至污水處理站控制間的控制櫃內，並作重複接地，接地電阻符合標準要求。整個系統設有失壓保護，避免停電後突然來電時電動機的自啟動，並設置有發生意外時的急停開關及異常情況下的故障報警。站內供電採用放射狀引入各用電設備點，以提高供電的可靠性，同時各設備用電均單管單線，信號線路與供配電線路完全獨立，有效避免了電路之間的干擾，保證了各污水處理設備的正常、穩定、可靠的運行；同時為將來設備電路的檢修和維護提供方便，可根據情況逐個檢查，而不影響污水處理站其它設備的運行，有效保障污水處理效果。室外線路均採用國內知名企業的名牌電纜，以確保供電安全以及設備的運行要求。有效、穩定、安全、可靠的控制系統，對於整個污水處理站的正常運行起着至關重要的作用，直接關係到污水處理的效果。

本污水處理站電氣控制系統所用主要元器件均採用進口設備。系統控制箱上安裝觸摸顯示屏，全中文菜單，可顯示完整的系統流程及設備工作狀態，實現對系統設備的.監視、操作與控制和報警，與控制箱面板上的按鈕同時可以對設備進行操控，形成系統運行“雙保險”，確保其正常、可靠運行。根據工藝要求，污水提升泵的啟停為全自動運行，均設有自動/手動控制。當選擇自動控制時，整個處理過程由PLC根據液位高低及時間程序進行控制，當選擇手動控制時，各個設備根據需要進行人為控制。

（1）整個處理系統運行大部分由PLC自動控制來完成。

（2）提升泵的開停由水位進行控制，中水位開泵，低水位停泵。

（3）風機採用自動控制，一天切換一次。

（4）各類電氣設備均設電路短路、過載保護裝置，以確保電器設備安全運行。

（5）各動力設備啟動均採用直接啟動。

（6）自控及電器設備關鍵部件選用進口產品。

5運行效果

該工程已通過環保部門的驗收。

6工藝特點及經濟分析

6.1工藝特點

（1）消毒效果好。傳統處理工藝由於出水懸浮物濃度高，細菌與病毒可以附着或包裹在懸浮絮體中而不易被消毒劑殺滅，MBR工藝中膜組件採用中空纖維膜，屬於微濾膜的範圍，利用膜分離作用能有效攔截污水中的細菌，減少後續消毒藥劑量；同時由於MBR出水懸浮物濃度非常低，細菌與病毒失去屏障，更易於被殺滅。

（2）出水水質穩定。膜生物反應器是膜技術與傳統的活性污泥生化處理技術相結合而成的一種新的污水處理工藝，以膜分離過程取代傳統工藝中的重力沉降過程，解決了傳統工藝因固體顆粒的沉降性不好而使活性微生物流失，最終造成系統失效，不能保證出水水質穩定的弊端，污泥停留時間和水力停留時間完全分離。膜生物反應器對於來水水質的變化和運行情況的變化均有很強的適應性，最終能很好的完成固液分離過程，保證出水水質的穩定。

（3）高處理能力。超濾膜截留了絕大部分微生物，使得反應器中微生物種類和總量都非常豐富，反應器中維持高MLSS，低F/M，能使有機物深度氧化，減少剩餘污泥的排放。反應器能夠同時進行硝化與反硝化作用，成功地除氮，污泥保留時間相當長，從而完全保留體系中緩慢生長的硝化細菌。

（4）工藝流程簡單。傳統工藝包括物化、生物+物化、生物+生物+物化、活性炭深度處理等幾種類型，而膜生物反應器與物化法相比，可以節省物化法昂貴的藥費、電費；將它與傳統生物處理相比，可將生物處理流程中的曝氣池、二沉池和污泥濃縮池等煩瑣的單元集MBR池與一體，然後將膜浸沒到MBR池中，生化過濾後出水，工藝簡單易於管理。

（5）節省佔地。由於工藝流程簡單，處理單元少，水力停留時間小於傳統活性污泥法，所以池容小，結構緊湊。與傳統處理中採用的活性污泥法或接觸氧化法相比，佔地是傳統水處理的1/4～1/2。

（6）易於實現全自動控制。整機能夠實現自動間歇運行，系統泵閥自動遵照程序啟停，設有水位自動控制、膜污染控制、故障報警等控制面板，集中模塊化，便於觀察。

（7）低投資、低運行。由於設備少工藝簡單，所以一次性建設成本和長期運行費用都要低於傳統污水處理設施，並且省去絮凝等昂貴的藥費。

6.2經濟分析

MBR系統的裝機總容量約為35.5kW，運行功率為21.6kW，運行電耗為1.39(kWh)/m3[電費按0.85元/(kWh)計]，運行費用約為1.18元/m3。