MBR膜工艺在赛里木湖污水处理厂的应用研究

韩超男

摘要：新疆是我国的重点缺水地区，水资源的过度开采致使地下水位急剧下降，污水处理设施的不完善也造成了更多的水污染现象，环境恶化严重。现今为了节约用水，我们从开源、节流两方面入手，加大污水处理力度，提高中水回用效率，是节约水资源的重要举措，MBR膜工艺是污水处理的一种常见的工艺，文章以赛里木湖污水厂的建设为例，简要阐述MBR膜工艺处理污水的应用，对景区污水排放就近处理，就近利用，将污水资源化处理，对缓解水资源紧缺，促进城市可持续发展具有十分的积极的意义。

关键词：MBR；污水处理；应用

1.工程建设背景

赛里木湖风景区自古以来就是优良的夏牧场，一直是游牧民族的游牧地，每年夏季来草场游牧的牧民达一万多人，其次赛里木湖景区也是一个观光游览、休闲度假的胜地，根据《2011年赛里木湖景区游客统计分析报告》，2011年赛里木湖游览观光总人数约为32.6万人，同比增长86.3%，旅游收入千万以上。除牧业、旅游业外，水产养殖也是赛里木湖地区的重要经济支柱，赛里木湖的冷水鱼养殖也取得成功，2003年商品鱼产量达100吨。

根据景区的整体规划，大力发展旅游业是推动地方经济的主要目标，随着景区建设的逐渐完善，接纳的人口规模也在不断增加，同时产生的生活污水量也将大幅提升。但是景区没有配备相应的污水处理设施，污水带来的环境问题严重制约了景区的远期发展，同时落后的卫生环境也存在着巨大的健康安全隐患，急需建设一个效率高、投资省、占地少、见效快的生活污水处理工程，严格处理生活污水、实现污水的达标排放及资源化利用。

2.污水水量设计

结合《赛里木湖风景名胜区综合服务基地近期修建性详细规划》，确定本工程的近期设计年限为2020年，远期设计年限为2030年。根据相关规范及赛里木湖风景名胜区综合服务基地建设发展具体情况，并结合景区地形特点、现状排水管道的铺设情况，本次工程排水量按近期排水量与远期排水量分别进行设计计算。

赛里木湖风景名胜区人口构成主要为游客、服务基地管理人员以及常住牧民、游牧的牧民等，游牧的牧民居住分散，产生的污水无法集中收集，故本次设计不考虑游牧的牧民产生的污水。根据《赛里木湖风景名胜区总体规划（2008-2025）》游客发展规模预测可以推算出2025年适游期210天生态容量总量为98.7万人次，确定本次规划旅游上限人口为98.7万次。

由于景区污水均为接待游客、管理人员及牧民的生活排水，则本工程污水量按照景区人口及综合生活污水量定额进行测算。生活污水量定额依据人均生活用水量定额的85%左右计取。根据上述测算，确定近期设计人口为4629人，远期设计人口为8448人；结合赛里木湖风景名胜区综合服务基地现状及发展需要，考虑景区近期规划新建多处酒店等服务设施，故近、远期生活污水量标准取170L/Cap.d。

景区综合生活污水量计算：

近期Q=170×0.001×4629=786.9 m3/d远期Q′=170×0.001×8448=1436.2m3/d

经过以上计算，赛里木湖风景名胜区综合服务基地排水规模最终确定为：近期污水量为800m3/d，远期污水量1400m3/d。近期污水总变化系数：Kz=2.18；远期污水总变化系数：Kz=1.99。

3.进出水水质设计

3.1进水水质

根据旅游接待设施配置及当地牧民的生活水平及相关旅游景区污水水质参数，确定污水厂进水水质：BOD200mg/L，COD350mg/L，SS220mg/L，TN35mg/L，TP4mg/L，NH3-N25mg/L。

3.2出水水质

根据国家及当地环保标准及具体要求，并考虑处理后中水可用于景区草场浇洒，确定本设计污水处理站处理标准采用《城市污水再生利用绿地灌溉水质》（GB/T25499-2010）标准，即污水处理后出水主要控制水质指标为：PH6-9mg/L，蛔虫卵数≤1mg/L，粪大肠菌群≤200mg/L，BOD5≤20mgm/L，ASS≤1.0mg/L，NH3-N≤20mg/L，色度≤30mg/L。

另外，根据景区总体规划，本工程出水水质环保监测控制目标应能同时达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级标准的A标准，即设计出水水质应同时满足：BOD≤10mg/L，COD≤50mg/L，SS≤10mg/L，TNS≤15mg/L，TP≤0.5mg/L，NH3-N≤5mg/L。

4.污水处理工艺的确定

污水处理工艺的选取要遵循以下原则：占地少、投资省、运行费用低；工艺管理方便、运行灵活、适应性强；符合当地污水类型水量以及处理后的水质、水量要求。结合污水处理要求及施工条件，本次工程选取膜生物反应器（MBR）法处理工艺。

膜生物反应器净化水质的原理是基于高效生物降解和沉淀技术。反应器内装填的无阻塞、比表面积大的填料始终处于流态化，极大地优化了生物传质过程，提高了反应效率，缩短了水力停留时间。同时，膜分离替代二沉池进行固液分离，具有流程简单，出水水质好且稳定，占地面积小，土建费用低，污泥產量小等特点。

污水经格栅流入污水调节池，在调节池内进行水量的调节均质，调节池内设有多条曝气管线，间歇式曝气，以防止水体变臭，同时兼有防止水中悬浮物的沉积和脱除水中气体污染物的作用。在调节曝气中，减少了因大量表面活性剂而产生的泡沫，同时也对降低BOD5起到了一定作用。由提升泵将污水泵入厌氧池，流过缺氧池，通过缺氧池内集水槽流入膜池，池内放置若干个膜组件，生物膜可降解水中的有机污染物，再通过膜分离设备实现泥水分离。

工艺流程：污水→格栅→调节池→毛发聚集器→提升泵→厌氧池→缺氧池→膜生物反应器→中水贮存池→提升泵→出水。

5.构筑物设计

格栅问：考虑本工程水量较小，粗格栅采用人工格栅，间距20mm，细格栅采用机械格栅，主要去除污水中较小的漂浮物、悬浮物及直径大于3mm的固体物质，对后续管道、水泵及膜片起到保护作用。

调节池：收集、贮存、调节原水，污水经格栅处理后进入调节池，在调节池内进行预曝气，以防止水体变臭，同时兼有防止水中悬浮物的沉积和脱除水中气体污染物的作用；调节池设置穿孔曝气系统，混合水质，均匀水量，防止SS在池内沉淀，减少后续设备运行负荷。

厌氧池：沉淀分离污水中的大比重悬浮物，通过厌氧微生物将部分大分子污染物分解为小分子污染物和甲烷等简单物质，沉淀物和剩余污泥定期排除。

缺氧池：主要功能是脱氮，循环的混合液量较大，缺氧池建设两座。

膜生物反应池：采用活性污泥工艺，好氧菌利用污水中的有机物为食料，将其彻底分解为二氧化碳、硝酸盐和水等简单物质，通过膜的过滤作用，将微生物和其它悬浮物完全截留，实现泥水彻底分离，从而达到净化目的，透过膜的清水由抽吸泵抽至中水池。好氧池的空气由鼓风机提供，池底采用微孔隔膜曝气器。

中水池：主要是调节中水出水量和中水用水量之间的不平衡。

回流污泥池：膜池底部淤积的剩余污泥由重力污泥管道回流至回流污泥池，再由污泥回流泵抽至厌氧池前再次进入循环。

剩余污泥池：因污水处理水量较小，因此污泥不单独进行脱水处理，综合考虑确定本期将剩余污泥通过剩余污泥泵抽至剩余污泥池暂时储存，再由吸污车定期运至城区污水处理厂集中处理。

结语

本工程建成后对赛里木湖风景名胜区生活污水进行统一收集与深度处理，避免了污染物的随意排放，以再生利用水用作草场灌溉用水，节约了水资源，同时有较明显的环境效益、社会效益和经济效益。