罐头厂废水处理工程的MBR系统介绍

田 力，张照元

(丹东北方环保工程有限公司，辽宁 丹东 118002)

罐头厂废水处理工程的MBR系统介绍

田 力，张照元

(丹东北方环保工程有限公司，辽宁 丹东 118002)

罐头厂每天排放大量废水，有机物含量较高，对环境污染严重。以丹东罐头厂为例，通过采用气浮+MBR处理工艺，可使罐头厂排水达到国家城镇污水处理厂一级A排放标准。

有机物;气浮;MBR膜

前言

MBR全称膜生物反应器，是将膜技术应用于污水处理的一项新兴技术。MBR 可在紧凑的空间内同时实现微生物对污染物质的降解和超滤膜对污染物质的分离，而降解与分离之间又存在着协同作用，是一种高效、实用的污水处理技术。其出水中不含悬浮物，COD也很低，而且只需投加少量消毒剂，避免了管道的二次污染，排水可以回用或直接排放，实现了污水的资源化。但MBR在国内应用于实际工程的却不多，主要原因是因为膜的价格较高，增加了工程投资。不过随着膜技术的成熟、膜组件的大规模生产，膜的价格已在逐年降低。同时，废水排放标准提高后，MBR工艺比传统废水三级处理方法的优势明显，所以该工艺具有广阔的应用前景。本文结合丹东罐头厂污水处理工程，介绍了该厂污水处理工程的MBR系统设计。

丹东罐头厂是一家生产、加工、贮存板栗和水果罐头的企业，产品远销日本、韩国和东南亚等国家及地区。在罐头生产的同时会产生大量废水，而且悬浮物和有机物浓度较高，对环境污染严重。随着人们环保意识的增强和国家节能减排力度的加大，丹东罐头厂建成了一座污水处理系统，采用气浮+MBR处理工艺，使罐头厂的排水达到了国家城镇污水处理厂一级A排放标准。

1 污水水质、水量及排放标准

根据丹东罐头厂的原始资料，污水水量为200m3/d，处理能力按10m3/h设计，工艺设施按24h连续运行设计。出水设计标准按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918/2002）一级A排放标准。设计进出水水质见表1。

表1 设计进出水水质

2 工程主体工艺流程的确定

2.1 MBR与传统三级污水处理工艺的比较（见表2）

从表2比较可见，MBR比传统三级污水处理工艺有明显优点。因此本工程选用气浮+MBR处理工艺。

2.2 处理工艺流程

根据以上设计原则与设计水质、水量及排放标准，本工程采用先进的膜生物反应器法（MBR法），处理工艺流程如下图。

MBR法处理工艺流程图

表2 MBR与传统三级污水处理工艺的比较

3 污水处理工艺流程说明

3.1 格栅

格栅用以去除污水中较大颗粒和纤维状的杂质，防止泵的阻塞和损伤，减轻处理负荷。来水具有一定的作用水头，重力自流到格栅，格栅出水重力自流入调节池。因来水水量较少，大颗粒杂物不多，格栅采用无动力式，截留下来的污物由人工清除。格栅宽度200mm，格栅缝隙1mm，材质为304钢。

3.2 污水调节池

调节池用以调节水量、均化水质，使后续处理工艺在相对稳定的条件下工作，同时调节池设风机曝气，除臭降温，还可防止悬浮物沉积。调节池出水由提升泵提升至气浮单元。池内沉积的污泥和砂砾由人工定期清理。调节池主要设计参数：有效水深为3m；有效容积为80m3；HRT为8h。

3.3 气浮池

罐头产品生产过程中的废水含有较多的蛋白质、果胶和悬浮物，而这些物质比重小、可生化性较差，因此只能通过气浮的方式将这些物质去除。

气浮池由池本体、刮油机、空压机、溶气罐和溶气泵等组成。处理能力为30m3/h，尺寸4.50×2×2.2（m）。材质碳钢（Q235-A），内部防腐衬玻璃钢外涂醇酸磁漆。

3.4 MBR生化处理

（1）生物接触氧化

生物接触氧化由氧化池、填料、布水装置和曝气系统四部分组成，运行时填料全部浸没在污水中，利用机械装置向水体充氧，生物膜绝大部分附着在固体填料上。由于吸附作用，生物膜表面上附着一层滞流薄水层，空气中的氧通过滞流层进入生物膜，在有氧条件下，污水层内的有机物不断被膜中微生物吸附、氧化分解。滞流层内的有机物浓度大大低于流动层，在传质推动力作用下，流动层内的有机物不断向附着层转移，使流动层在整体流动中逐步得到净化，达到处理污水中有机物的目的。

（2）膜生物反应器（MBR）

在本工程的膜生物反应器中，采用的是日本三菱公司生产的膜元件。膜元件以一种独特结构组合成膜组件浸放于曝气池中，由于膜0.3微米的孔径能够阻止细菌通过，所以可将曝气池中的细菌胶团和游离细菌全部保留在曝气池中，从而实现了泥水分离，免除了后续的二沉池，各种悬浮颗粒、细菌、藻类、COD及有机物均可得到有效去除，保证了出水悬浮物接近零的优良出水水质，可以直接回用。

由于微滤膜的近乎百分之百的细菌隔离作用，可使曝气池中的生物浓度达到1万mg/L以上，不仅提高了曝气池抗冲击负荷的能力，而且将所需的曝气池容积缩减至传统曝气方式的1/8～1/5。池容积的缩小大大降低了生化系统的投资费用和运行费用。

采用鼓风机曝气，在提供微生物生长所必须的溶解氧之外，还可使上升的气泡及其产生的紊动水流清洗膜丝表面，阻止污泥聚集，保持膜通量稳定，设计气水比为20∶1。MBR中产生的剩余污泥由气提泵定量提升至污泥浓缩池，污泥在其中浓缩，并使污泥减容，上清液回流至调节池。因来水营养物质缺乏，为保证活性污泥反应正常进行，调节来水的营养平衡，在MBR的进水管道中注入营养剂（由磷酸氢二铵和尿素配制），MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。

（3）膜清洗

使用膜分离活性污泥法时，为了保持长期的稳定运转，药品清洗是不可缺少的。系统外浸渍清洗指从活性污泥池中取出膜组件，在装有规定药液的其它清洗池内浸渍一定时间，分解附着到膜表面的有机物等，恢复膜间压差的方法。系统外浸渍清洗需要浸渍清洗池、膜组件取出用设备（提升机等）、高压水清洗设备（可以使用自来水），以及各药液池等。一般是先碱洗，后酸洗。但根据膜堵塞情况（排水种类不同），也可只使用碱洗，具体措施需根据现场实际情况确定。

（4）污泥消化池

膜生物反应器所排放的剩余污泥在池中进行好氧消化稳定处理，以减少污泥的体积和提高污泥的稳定性。好氧消化后的污泥量较少，定期排至菜地用做堆肥（或环卫部门定期用车外运）。上清液回流至调节池。

上述生化处理系统设备为半地下钢筋混凝土结构，包括一、二级接触生化池、MBR反应池和污泥池，外形尺寸：16×55×3.5（m），处理水量为10m3/h。

3.5 消毒装置

消毒方式采用次氯酸钠杀菌。

3.6 风机

用于膜生物反应器、调节池预曝气及污泥消化池的好氧消化处理等。

4 系统的自控设计

废水处理系统的控制全部集成在电控柜中。各设备的运行由电控柜中的PLC控制， PLC由电源、框架、处理器和I/O模板四部分组成，可以和现场的传感器、变送器、自动化仪表相连，进行数据通讯、数据处理和数据管理。如调节池和MBR的水位情况通过浮球液位计传送到PLC，通过PLC控制移送泵和自吸泵的动作。当调节池超过一定水位，并且MBR水位在中水位以下时，移送泵开始工作，将污水送至MBR，直到MBR水位达到高水位。当MBR水位在低水位以上时，自吸泵开始间歇工作，抽出的膜处理水送入回用水池。如果MBR的水位降至中水位以下，污水会由移送泵自动补充至高水位，此动作反复进行，直至调节池水位下降至低水位，移送泵停止工作，MBR水位降至低水位以下时，自吸泵停止工作。

投加消毒剂和营养剂的计量泵分别与移送泵和自吸泵同步，药剂自动投加。另外，泵与风机均有热过载和空开过载保护，所有潜水泵均有漏电保护。风机、移送泵、自吸泵均为1用1备，24h自动切换。

改变设备状态的界面为电控柜上的触摸屏。触摸屏上的画面可显示包括系统中全部设备的列表，点击后可看到相应设备的当前工作状态，并可对设备现有状态进行改变；同时还可以看到当前所有设备的累计工作时间、各水池的水位、系统运行期间出现的报警等等。当有报警发生时，触摸屏上有相应的报警画面出现，同时有解决报警的提示。

5 主要技术经济指标

（1）人员编制

由于本工程基本无需人员操作，现实行三班一人制，即一共三班，每班一人，主要工作为检查各机械设备的运行情况。

（2）投资情况

废水处理站工程总投资92万元。其中，土建构筑物26万元，设备66万元。根据以上总投资，折合单位废水投资为3750元/m3。

（3）运行费用

运行费用为1.6元/m3污水，详见表3。

表3 运行费用统计

6 工程运行结果及环境效益

工程经四个月调试后，环境监测单位对工程出水进行监测，结果为：COD为38mg/L，BOD为5mg/L，SS为0，pH为7.43，色度为1倍。

采用气浮+MBR处理工艺，该罐头厂排水达到了国家排放标准，每年可少向环境排放污染负荷COD 525t、BOD589t、SS9t，环境效益显著。

7 结论

（1）丹东罐头厂污水处理工程采用气浮+MBR工艺，自2009年10月投产以来运行情况良好，出水水质COD平均为38mg/L，BOD平均为8mg/L，SS为0，其水质完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918/2002）一级A标准和《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）。设计规模为10m3/h的MBR污水系统运行成本为1.6元/m3。该工艺应用于各种工业企业、宾馆、写字楼等是经济可行的。

（2）MBR除污效率高，出水水质稳定，操作简单，易于管理。

MBR System Design of Wastewater Treatment Engineering in a Cannery

TIAN Li, ZHANG Zhao-yuan
(Dandong North Environmental Protection Project Co., Ltd., Dandong Liaoning 118002, China)

A lot of wastewater with higher organic matter content is drained from Dandong cannery per day. Through using the air fl oatation +MBR treatment techniques, the drainage from Dandong canning factory accords with the fi rst A eff l uent standards of town sewage treatment plant.

organics; fl oatationg; MBR membrane

X703

A

1006-5377（2010）11-0051-04