某生活污水处理站活性污泥MBR改良工艺研究

2021-10-19张伟辉华阳新材料科技集团有限公司

节能与环保 2021年9期

文_张伟辉华阳新材料科技集团有限公司

1 生活污水处理方法

生活污水所含的污染物主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等) 和大量病原微生物(如寄生虫卵和肠道传染病毒等)，主要处理方法有物理处理法、化学处理法、生物处理法、传统活性污泥法。物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物（包括油膜和油珠），可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解成胶体状态的污染物或将其转化为无害物质，主要包括混凝、中和、氧化还原、萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。生物处理法包括需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型，通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质处理废水。活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生物的处理方法，这种生物絮体叫做活性污泥，它由好氧性微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢、吸附的有机物和无机物组成，具有降解废水中有机污染物和少量无机物的能力。

2 膜生物反应器（MBR）

MBR又称膜生物反应器，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。膜--生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜--生物反应器实际上是三类反应器的总称：曝气膜--生物反应器；萃取膜--生物反应器；固液分离型膜--生物反应器。其中，曝气膜--生物反应器采用透气性致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气，提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的合理控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。

3 MBR改良传统活性污泥工艺的应用

3.1 某生活污水活性污泥处理情况

某生活污水处理站，设计处理规模为5000m3/d，实际处理规模约4600m3/d。由于原水为生活污水和少量的工业废水，进水水量水质不稳定，污水处理站运行不稳定，出水水质不能稳定达到《城镇生活污水污染物排放标准的》一级A标准，更无法达到《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准，无法实现达标外排要求，工艺流程见图1。

图1某传统生活污水活性污泥法（A2/O）工艺流程

3.2 改良传统活性污泥—MBR膜的工艺应用

增加脱氮除磷效果，有效去除污水中有机物，提升污水出水净化效果，增加污水回用量，满足《地表水环境质量标准》V类标准，实现污水外排要求，MBR膜改良后工艺流程见图2。

图2 MBR膜改良后工艺流程

3.3 改良前、后污水项目指标对比分析

3.3.1 改良前、后污水项目指标比对（见表1）

表1 传统活性污泥法与MBR膜法改良后污水项目指标比对

3.3.2 MBR膜改良活性污泥处理工艺运行经济性比对分析（见表2）

表2 A2/O活性污泥工艺与改良MBR膜运行经济性分析比对

4 MBR膜改良传统A2/O工艺优点

由于膜的高效分离作用，出水悬浮物和浊度接近于零，并截留水中细菌和粪大肠杆菌，且出水水质稳定，既可满足回用标准，又可以稳定达标排放。同时， MBR膜可在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量大幅减少，降低了污泥处理处置费用。

由于膜分离对硝化细菌的高效截留作用，生物反应器内可以维持高浓度的硝化细菌，因此MBR氨氮去除率可以达到95%以上。同时，难降解的有机物在MBR膜工艺系统中水力停留时间和污泥停留时间的延长，进一步了提高难降解有机物的去除率。

生物反应器内能维持高浓度微生物，处理装置容积负荷高，占地面积小，工艺流程简单、结构紧凑，不受设置场所限制。且采用技术先进的微机测控管理系统，分散检测和控制，集中显示和管理，关键设备均可根据污水水质、流量等参数自动调节MBR膜运转数量及运行时间，不仅改善了内部管理，也可使整个污水处理系统在最经济状态下运行。