一體式A/O-MBR工藝在煤礦生活污水處理中的應用

趙 亮

(中國煤炭地質總局第二水文地質隊，河北 邢臺 054000)

一體式A/O-MBR工藝在煤礦生活污水處理中的應用

趙 亮

(中國煤炭地質總局第二水文地質隊，河北 邢臺 054000)

采用一體式厭氧/好氧膜生物反應器(A/O-MBR)工藝對某150 m3/d煤礦生活污水處理工程進行了改造，介紹了改造的設計參數與方法，指出投產后整個系統運行穩定，出水CODCr、氨氮平均為22.85 mg/L和3.38 mg/L，其去除率分別為88.39%和89.59%，滿足回用水質要求。

一體式膜生物反應器，A/O，煤礦生活污水，CODCr，NH3-N

煤礦生活污水不同于一般城市生活污水，它主要來自于煤礦工人村居民用水、職工浴室、食堂、單身宿舍及辦會場所排水等。其主要特點是水質、水量變化較大，且有部分地面沖洗用水和礦井水的混入，另外由于職工洗浴廢水占相當大的比重，且多因管理質量不高，造成用水點長流水現象嚴重，因此污水COD5等有機物濃度較低，生化條件較差[1]。

一體式膜生物反應器是生物處理技術與膜分離技術相結合的一種新型、高效的污水處理技術。它主要由生物反應器和膜組件兩單元設備組成。它是利用微生物對反應機制進行生物轉化，利用膜組件分離反應產物，并截留生物體，實現水力停留時間與污泥停留時間的徹底分離。消除了傳統活性工藝的污泥膨脹問題，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌的出現，提高了生化反應速率，同時，通過降低F/M之比來減少剩余污泥的產生量，提高了生化處理的效果[2，3]。

1 工藝設計

1.1 水量水質

根據煤礦生活污水排放量并考慮未來發展的余量，現設計污水處理量為150 m3/d。根據業主方處理后出水的使用要求，設計出水水質為：排放污水執行GB 20426-2006煤炭工業污染物排放標準，回用水滿足GB 18921-2002污水再生利用 景觀環境用水水質標準，同時滿足業主提出的表1所列主要污染物限值，以達到回用井下設備的要求。

表1 主要出水水質表

1.2 工藝流程

該項目污水主要來源于礦區餐飲、洗浴及其他生活用水所產生的污水。該工程原有生活污水處理設備年久失修，需要對原水處理主體設備進行更換，輔助設備進行改造。原污水處理工藝流程圖如圖1 所示。

現改造后生活污水處理工藝：將圖1虛框內的一體化生活污水處理設備改為A/O-MBR工藝的一體化生活污水處理設備。具體流程框圖如圖2所示。

1.3 設計參數

A/O-MBR工藝一體化設備總尺寸為：9.5 m×3.0 m×3.0 m(h)，各單位設計參數見表2。

表2 A/O-MBR設備參數 m

生化池部分HRT(水力停留時間)為9.6 h，A∶O=3∶5，好氧池內設混合液回流泵，將混合液部分回流到缺氧池里，回流比為100%。好氧池MBR膜采用LJ1E1-1500-F180型中空纖維簾式膜組件，PVDF材質，膜組件單元尺寸為：2 336 mm×805 mm×2 260 mm(h)，共28簾膜元件，單簾有效膜面積18 m2，設計產水通量15.6 L/m2·h，根據工程實際運行的程序設計抽8 min停2 min自動運行。

本工程所采用的曝氣裝置為羅茨風機和軟管式曝氣器。MBR膜組件自帶曝氣沖洗裝置。羅茨風機風量為：2.5 m3/min；風壓：39.2 kPa；功率：3.0 kW，數量：2臺，一用一備。曝氣和膜組件氣洗裝置為一主風管道，分支兩根支管，分別設控制閥門，以控制兩根支管各自曝氣量的大小。采用的自吸泵為自吸離心泵，型號：ZWⅡ25-8-15，數量：1臺；流量Q=8.0 m3/h，揚程H=15 m，吸程為4.5 m，功率N=1.5 kW。

設備設在原生化設備的安裝基礎之上，設備整體采用碳鋼材質現場焊接而成，內部做防腐涂層，外部刷有防銹漆，附屬設備均安裝在一體化設備一側。MBR膜組件設導軌式安裝，方便提升檢修。

2 運行效果與分析

本工程自2012年9月28日開始調試運行，至11月中旬，完成生化池的活性污泥培養，系統處理效果穩定。好氧池的污泥濃度由 2 000 mg/L不斷升高到6 500 mg/L。此間通過對主要指標數據的不間斷測定，其分析曲線如圖3，圖4所示。進水CODCr平均值為212 mg/L，膜出水中的CODCr平均為22.85 mg/L，去除率為88.39%。NH3-N進水平均為34.63 mg/L，出水為3.38 mg/L，最小可達1.00 mg/L，去除率為89.59%，其他指標達到并優于回用水標準。

3 經濟分析

污水處理站處理能力150 m3/d，改造工程總投資(含回用管網及其他配套設施)共計69.04萬元，單位污水投資成本4 602.7元/m3。

整個處理系統由PLC自動完成，直接運行成本包括電費，藥劑和人工費共計0.659元/m3。自水處理設施運行后，處理后中水均作為景觀湖補給，抑塵，綠化等水源，周邊環境也得到很好的改善。

4 結語

一體式A/O-MBR工藝對煤礦生活污水中主要污染物的去除效果比較理想，系統具有占地面積小，自控運行能力高，抗沖擊負荷能力強的優點。通過監測，系統運行穩定，反應器出水主要指標均能達到回用水水質要求。且運行費用較為經濟，處理后出水全部回用，實現良好的經濟和社會效益。

[1] 胡文容.煤礦礦井水及廢水處理利用技術[M].北京：煤炭工業出版社，1998.

[2] 張少磊，王志強，陳文清.膜生物反應器系統處理生活污水的中試研究[J].安徽農業科學，2012，40(2)：972-973.

[3] 張云霞，邢國平，朱文亭，等.用于中水回用的膜生物反應器試驗研究[J].環境科學與技術，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

趙 亮(1982- )，男，工程師

X703

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