一体式A/O-MBR工艺在煤矿生活污水处理中的应用

赵 亮

(中国煤炭地质总局第二水文地质队，河北 邢台 054000)

一体式A/O-MBR工艺在煤矿生活污水处理中的应用

赵 亮

(中国煤炭地质总局第二水文地质队，河北 邢台 054000)

采用一体式厌氧/好氧膜生物反应器(A/O-MBR)工艺对某150 m3/d煤矿生活污水处理工程进行了改造，介绍了改造的设计参数与方法，指出投产后整个系统运行稳定，出水CODCr、氨氮平均为22.85 mg/L和3.38 mg/L，其去除率分别为88.39%和89.59%，满足回用水质要求。

一体式膜生物反应器，A/O，煤矿生活污水，CODCr，NH3-N

煤矿生活污水不同于一般城市生活污水，它主要来自于煤矿工人村居民用水、职工浴室、食堂、单身宿舍及办会场所排水等。其主要特点是水质、水量变化较大，且有部分地面冲洗用水和矿井水的混入，另外由于职工洗浴废水占相当大的比重，且多因管理质量不高，造成用水点长流水现象严重，因此污水COD5等有机物浓度较低，生化条件较差[1]。

一体式膜生物反应器是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新型、高效的污水处理技术。它主要由生物反应器和膜组件两单元设备组成。它是利用微生物对反应机制进行生物转化，利用膜组件分离反应产物，并截留生物体，实现水力停留时间与污泥停留时间的彻底分离。消除了传统活性工艺的污泥膨胀问题，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌的出现，提高了生化反应速率，同时，通过降低F/M之比来减少剩余污泥的产生量，提高了生化处理的效果[2，3]。

1 工艺设计

1.1 水量水质

根据煤矿生活污水排放量并考虑未来发展的余量，现设计污水处理量为150 m3/d。根据业主方处理后出水的使用要求，设计出水水质为：排放污水执行GB 20426-2006煤炭工业污染物排放标准，回用水满足GB 18921-2002污水再生利用 景观环境用水水质标准，同时满足业主提出的表1所列主要污染物限值，以达到回用井下设备的要求。

表1 主要出水水质表

1.2 工艺流程

该项目污水主要来源于矿区餐饮、洗浴及其他生活用水所产生的污水。该工程原有生活污水处理设备年久失修，需要对原水处理主体设备进行更换，辅助设备进行改造。原污水处理工艺流程图如图1 所示。

现改造后生活污水处理工艺：将图1虚框内的一体化生活污水处理设备改为A/O-MBR工艺的一体化生活污水处理设备。具体流程框图如图2所示。

1.3 设计参数

A/O-MBR工艺一体化设备总尺寸为：9.5 m×3.0 m×3.0 m(h)，各单位设计参数见表2。

表2 A/O-MBR设备参数 m

生化池部分HRT(水力停留时间)为9.6 h，A∶O=3∶5，好氧池内设混合液回流泵，将混合液部分回流到缺氧池里，回流比为100%。好氧池MBR膜采用LJ1E1-1500-F180型中空纤维帘式膜组件，PVDF材质，膜组件单元尺寸为：2 336 mm×805 mm×2 260 mm(h)，共28帘膜元件，单帘有效膜面积18 m2，设计产水通量15.6 L/m2·h，根据工程实际运行的程序设计抽8 min停2 min自动运行。

本工程所采用的曝气装置为罗茨风机和软管式曝气器。MBR膜组件自带曝气冲洗装置。罗茨风机风量为：2.5 m3/min；风压：39.2 kPa；功率：3.0 kW，数量：2台，一用一备。曝气和膜组件气洗装置为一主风管道，分支两根支管，分别设控制阀门，以控制两根支管各自曝气量的大小。采用的自吸泵为自吸离心泵，型号：ZWⅡ25-8-15，数量：1台；流量Q=8.0 m3/h，扬程H=15 m，吸程为4.5 m，功率N=1.5 kW。

设备设在原生化设备的安装基础之上，设备整体采用碳钢材质现场焊接而成，内部做防腐涂层，外部刷有防锈漆，附属设备均安装在一体化设备一侧。MBR膜组件设导轨式安装，方便提升检修。

2 运行效果与分析

本工程自2012年9月28日开始调试运行，至11月中旬，完成生化池的活性污泥培养，系统处理效果稳定。好氧池的污泥浓度由 2 000 mg/L不断升高到6 500 mg/L。此间通过对主要指标数据的不间断测定，其分析曲线如图3，图4所示。进水CODCr平均值为212 mg/L，膜出水中的CODCr平均为22.85 mg/L，去除率为88.39%。NH3-N进水平均为34.63 mg/L，出水为3.38 mg/L，最小可达1.00 mg/L，去除率为89.59%，其他指标达到并优于回用水标准。

3 经济分析

污水处理站处理能力150 m3/d，改造工程总投资(含回用管网及其他配套设施)共计69.04万元，单位污水投资成本4 602.7元/m3。

整个处理系统由PLC自动完成，直接运行成本包括电费，药剂和人工费共计0.659元/m3。自水处理设施运行后，处理后中水均作为景观湖补给，抑尘，绿化等水源，周边环境也得到很好的改善。

4 结语

一体式A/O-MBR工艺对煤矿生活污水中主要污染物的去除效果比较理想，系统具有占地面积小，自控运行能力高，抗冲击负荷能力强的优点。通过监测，系统运行稳定，反应器出水主要指标均能达到回用水水质要求。且运行费用较为经济，处理后出水全部回用，实现良好的经济和社会效益。

[1] 胡文容.煤矿矿井水及废水处理利用技术[M].北京：煤炭工业出版社，1998.

[2] 张少磊，王志强，陈文清.膜生物反应器系统处理生活污水的中试研究[J].安徽农业科学，2012，40(2)：972-973.

[3] 张云霞，邢国平，朱文亭，等.用于中水回用的膜生物反应器试验研究[J].环境科学与技术，2004(4):45.

The application of integrated A/O-MBR process in coal mine the domestic sewage treatment

ZHAO Liang

(Second Hydro-geological Team, China Coal Geological Bureau, Xingtai 054000, China)

This paper used the integrated anaerobic/aerobic membrane bioreactor (A/O-MBR) process made transformation to an 150 m3/d coal mine domestic sewage treatment engineering, introduced the design parameters and method of transformation, pointed out that after the commissioning, the whole system operation stably, the effluent CODCr, ammonia-nitrogen average of 22.85 mg/L and 3.38 mg/L, its removal rates were 88.39% and 89.59%, met the reuse water quality requirements.

integrated membrane bioreactor, A/O, coal mine sewage, CODCr, NH3-N

1009-6825(2014)31-0145-02

2014-08-18

赵 亮(1982- )，男，工程师

X703

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