80吨/日地埋式一体化污水处理设备

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MBR工艺的特点
与许多传统的生物水处理工艺相比， MBR 具有以下主要特点：
1 出水水质稳定
由于膜的分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈， 悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除 ，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准( CJ25.1-89 )，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。
同时，膜分离也使 微生物被*被截流在生物反应器内， 使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但 提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器 对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得的出水水质。
2 剩余污泥产量少
该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低(理论上可以实现零污泥排放)，降低了污泥处理费用。
3 占地面积小，不受设置场合限制
生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省; 该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。

4 可去除氨氮及难降解有机物
由于微生物被*截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。
5 操作管理方便，易于实现自动控制
该工艺实现了水力停留时间( HRT )与污泥停留时间( SRT )的*分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
6 易于从传统工艺进行改造
该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理(从而实现城市污水的大量回用)等领域有着广阔的应用前景。
7 膜-生物反应器的不足
膜-生物反应器也存在一些不足。主要表现在以下几个方面：
1膜造价高，使膜 - 生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺;
2 膜污染容易出现，给操作管理带来不便;
3 能耗高：首先 MBR 泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是 MBR 池中 MLSS 浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成 MBR 的能耗要比传统的生物处理工艺高。
影响MBR应用的关键因素研究
由于膜通量的提高、膜寿命的延长会大幅度降低MBR的运行费用，因此，在保证出水水质的前提下，膜通量应尽可能大，这样可减少膜的使用面积，降低基建费用与运行费用。因此控制膜污染，保持较高的膜通量，是MBR研究的重要内容。而膜通量与膜材料、操作方式、水力条件等因素密切相关。
膜的选择
现有膜可分为有机膜和无机膜两种。
(1)高分子有机膜材料： 聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。
有机膜成本相对较低，造价便宜，膜的制造工艺较为成熟，膜孔径和形式也较为多样，应用广泛，但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。
(2)无机膜 ：是固态膜的一种，是由无机材料，如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。
目前在MBR中使用的无机膜多为陶瓷膜，优点是：它可以在pH=0~14 、压力P<10MPa 、温度<350 ℃的环境中使用，其通量高、能耗相对较低，在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力;缺点是：造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难。
由于较高的投资成本限制了无机膜生物反应器在我国的广泛应用，国内MBR系统普遍采用有机膜。常用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。分离式MBR通常采用超滤膜组件，截留分子量一般在2～30万。截留分子量越大，初始膜通量越大，但长期运行膜通量未必越大。张洪宇进行无机膜的通量衰减试验表明：孔径0.2μm的膜比0.8μm的膜更适合于MBR。何义亮用PES平板膜组件进行膜通量衰减规律的研究发现：在该试验条件下，膜初始通量衰减主要是由于浓差极化引起，膜截留分子量愈小，通量衰减率愈大;膜长期运行的通量衰减主要是由于膜污染引起，膜截留分子量愈大，通量衰减幅度愈大，化学清洗恢复率愈低。
对于淹没式MBR，既可用超滤膜，也可使用微滤膜。由于膜表面的凝胶层也起到了过滤作用，在处理生活污水时，微滤膜与超滤膜的出水水质没有明显差别，因此淹没式MBR多采用0.1～0.4 μm微滤膜。
为了便于工业化生产和安装，提高膜的工作效率，在单位体积内实现大的膜面积，通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内，在一定的驱动力下，完成混合液中各组分的分离，这类装置称为膜组件。工业上常用的膜组件形式有五种：板框式、螺旋卷式、圆管式、中空纤维式和毛细管式。前两种使用平板膜，后三者使用管式膜。圆管式膜直径 >10mm; 毛细管式- 0.5~10.0mm ;中空纤维式 <0.5mm> 。

生物膜的培养及驯化
生物氧化池中采用自然培菌法培养生物膜。培菌时, 先向氧化池内注入生活污水至填料上表面, 再向氧化池内加入10m3 过滤后的粪便水, 开启罗茨鼓风机对氧化池进行闷曝。经过一个星期的闷曝气后, 填料上开始出现黏稠状的生物膜。接下来打开氧化池的进水阀门, 连续向氧化池内进水, 进水量由2m3、4 m3、6 m3 逐步增大。连续进水时经常观察氧化池内水面的颜色、悬浮物含量、曝气及气泡等情况。水温在20 ~ 25# 时, 经过30~ 50 d 左右的培养, 可完成氧化池内的生物膜培养, 此时氧化池处理水量可达到设计处理量( 1#、2#生物氧化池单池设计处理量为30 m3 /h, 3#、4#、5#生物氧化池单池设计处理量为40 m3 /h)。
如果要缩短生物膜的培养时间, 可用本站其他生物氧化池底的沉积污泥作为菌种进行接种培菌。培菌时先向氧化池内注入10~ 20 m3 其他氧化池内的沉积污泥作为菌种, 再向氧化池内注入10~ 15 m3 过滤后的粪便水, 使氧化池在高BOD5 负荷下挂膜。继续向氧化池内添加生活污水至填料以上 20 cm 左右, 进行闷曝, 闷曝时间为2 d。闷曝2后开始小水量进水, 进水量从小逐步加大到设计处理量。采用接种培菌, 一般在14~ 20 d 左右就能完成氧化池内生物膜的培养。
水力停留时间对运行效果的影响
生物接触氧化法处理污水时, 氧化分解速度或硝化速度对接触时间的依赖性很大。微生物对有机物的转化过程与微生物机体的化学过程紧密联系。所以, 无论是将复杂的有机物分解氧化为简单的无机物, 或者是比较简单的分解氧化产物合成复杂的细胞物质, 都需要一定的时间。从降低废水有机物质含量这一角度来说, 有机物转移到生物膜所需的时间是重要的。这个转移实质上是微生物对废水中的有机物吸着吸附过程。这个转移一般能够在废水同生物膜接触后数分钟内完成。但是, 生物处理对废水中有机物的净化作用, 不仅是由于生物吸附与吸着作用, 更重要的是吸附吸着后的氧化分解和细胞合成作用, 使有机物无机化。被吸附在生物膜上的有机物, 经氧化分解与合成全部转化为稳定物质所需时间较长(数小时乃至数十天)。因此, 处理时间越长, 微生物对有机物的吸着、吸附、降解作用越*, 处理水BOD 残留率愈小, 处理效果较好; 反之亦然。

80吨/日地埋式一体化污水处理设备污水处理站1#、2# 生物接触氧化池处理量为 20~ 30m3 /h时, 污水与生物膜的接触时间为3~ 5 h; 3#、4#、5#生物接触氧化池处理水量为30 ~ 40 m3 /h时, 污水与生物膜的接触时间为3~ 4 h。生物氧化池在运行过程中遇到天气变化, 水温较低时, 通常采用降低氧化池的处理量, 延长污水与生物膜的接触时间来确保氧化池对有机污染物的分解效率。
生物氧化池内的曝气设备及曝气的作用
生物氧化池内曝气设备有罗茨鼓风机、曝气管和曝气头。其曝气头采用充氧效率高、经久耐用的微孔橡胶模曝气头。氧化池内曝气作用主要有以下3个方面的作用:
1) 充氧: 生物接触氧化法主要是利用好氧性细菌完成生物净化作用的方法。微生物的氧化、合成内源呼吸需要氧。所以除了营养物质外, 氧是保证微生物正常生长的一个重要条件。供氧使氧化池内的溶解氧控制在一个相当的水平上。
2) 充分搅拌, 形成紊流: 从流体力学的观点来看, 供氧使池内水流充分搅动, 形成紊流, 紊流越甚, 被处理水与生物膜的接触效率越高, 传质效率越好, 从而提高处理效果。
3) 防止填料发生堵塞, 促进生物膜更新: 供气的搅动作用使填料上衰老的生物膜及时剥落, 防止填料堵塞。同时还促进生物膜更新, 提高处理效果。氧化池在运行过程中池内溶解氧的含量通过调节罗茨鼓风机供风量来实现, 池内的溶解氧含量控制在2.5~ 3.5 mg /L。
进水SS对运行效果的影响
生物接触氧化法比其他好氧生物法维护管理方便, 其要点就是要防止氧化池内的填料发生堵塞。进入氧化池内悬浮物(SS) 多, 池内填料就越容易发生堵塞。污水处理站生物氧化池在运行过程中曾出现因进入氧化池内的悬浮物含量高, 池内填料发生堵塞, 填料发生堵塞后生物膜的面积大大减少, 造成氧化池水面的色度较大、悬浮物含量较高、氧化池出水水质较差等情况, 这一情况出现后, 通过采取了加大填料反冲洗强度和缩短反冲洗周期后得到解决。因此, 在氧化池时要加强一级的预处理, 尽量去除原污水中的悬浮物质以防止填料发生堵塞和降低氧化池的处理负荷。
填 料
填料是生物膜赖以栖息的场所, 是生物膜的载体。因此, 载体填料是氧化池的关键, 直接影响着生物接触氧化法的效能。对于载体填料通常的要求是: 有一定的生物膜附着能力; 比表面积大; 空隙率大, 水流阻力小; 强度大, 化学和生物稳定性好, 经久耐用; 截留悬浮物质能力强; 不溶出有害物质, 不引起二次污染; 与水的比重相差不大, 以免过分地增大氧化池荷重; 形状规则, 尺寸均一, 使之在填料间形成均一的流速; 货源充足, 价格便宜, 运输和施工安装方便等。污水处理站氧化池内选用生物膜附着能力强、水力学特性好和价格便宜的尼龙纤维填料, 填料层高度为3米, 填料成立体状上下固定在填料支架上。

填料的反冲洗及氧化池的排泥
污水处理站氧化池在日常的运行管理中, 一方面, 加强氧化池内填料的反冲洗: 氧化池每运行8 h就对池内填料进行一次反冲洗。反冲洗时开大罗茨鼓风机的供风量反冲洗填料, 使填料上沉积的悬浮颗粒物质和衰老的生物膜脱离填料。反冲洗曝气量为正常曝气量的两倍, 即水汽比为1: 20, 反冲洗时间为10~ 15m in。通过填料的反冲洗不但有效地防止了填料发生堵塞, 还促进了生物膜的更新, 确保了氧化池的正常运行。另一方面, 每天早班对氧化池进行排泥, 防止污泥在斗底长时间沉积会发生厌氧分解产生硫化氢等有毒害气体影响生物膜的活性和悬浮颗粒堵塞填料。