一體式A/O-MBR工藝在煤礦生活污水處理中的應(yīng)用

趙 亮

(中國煤炭地質(zhì)總局第二水文地質(zhì)隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000)

一體式A/O-MBR工藝在煤礦生活污水處理中的應(yīng)用

趙 亮

(中國煤炭地質(zhì)總局第二水文地質(zhì)隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000)

采用一體式厭氧/好氧膜生物反應(yīng)器(A/O-MBR)工藝對(duì)某150 m3/d煤礦生活污水處理工程進(jìn)行了改造，介紹了改造的設(shè)計(jì)參數(shù)與方法，指出投產(chǎn)后整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)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(zhì)要求。

一體式膜生物反應(yīng)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(huì)場所排水等。其主要特點(diǎn)是水質(zhì)、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(dāng)大的比重，且多因管理質(zhì)量不高，造成用水點(diǎn)長流水現(xiàn)象嚴(yán)重，因此污水COD5等有機(jī)物濃度較低，生化條件較差[1]。

一體式膜生物反應(yīng)器是生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新型、高效的污水處理技術(shù)。它主要由生物反應(yīng)器和膜組件兩單元設(shè)備組成。它是利用微生物對(duì)反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，利用膜組件分離反應(yīng)產(chǎn)物，并截留生物體，實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間與污泥停留時(shí)間的徹底分離。消除了傳統(tǒng)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(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率，同時(shí)，通過降低F/M之比來減少剩余污泥的產(chǎn)生量，提高了生化處理的效果[2，3]。

1 工藝設(shè)計(jì)

1.1 水量水質(zhì)

根據(jù)煤礦生活污水排放量并考慮未來發(fā)展的余量，現(xiàn)設(shè)計(jì)污水處理量為150 m3/d。根據(jù)業(yè)主方處理后出水的使用要求，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為：排放污水執(zhí)行GB 20426-2006煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，回用水滿足GB 18921-2002污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)滿足業(yè)主提出的表1所列主要污染物限值，以達(dá)到回用井下設(shè)備的要求。

表1 主要出水水質(zhì)表

1.2 工藝流程

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

現(xiàn)改造后生活污水處理工藝：將圖1虛框內(nèi)的一體化生活污水處理設(shè)備改為A/O-MBR工藝的一體化生活污水處理設(shè)備。具體流程框圖如圖2所示。

1.3 設(shè)計(jì)參數(shù)

A/O-MBR工藝一體化設(shè)備總尺寸為：9.5 m×3.0 m×3.0 m(h)，各單位設(shè)計(jì)參數(shù)見表2。

表2 A/O-MBR設(shè)備參數(shù) m

生化池部分HRT(水力停留時(shí)間)為9.6 h，A∶O=3∶5，好氧池內(nèi)設(shè)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(zhì)，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(shè)計(jì)產(chǎn)水通量15.6 L/m2·h，根據(jù)工程實(shí)際運(yùn)行的程序設(shè)計(jì)抽8 min停2 min自動(dòng)運(yùn)行。

本工程所采用的曝氣裝置為羅茨風(fēng)機(jī)和軟管式曝氣器。MBR膜組件自帶曝氣沖洗裝置。羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量為：2.5 m3/min；風(fēng)壓：39.2 kPa；功率：3.0 kW，數(shù)量：2臺(tái)，一用一備。曝氣和膜組件氣洗裝置為一主風(fēng)管道，分支兩根支管，分別設(shè)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(hào)：ZWⅡ25-8-15，數(shù)量：1臺(tái)；流量Q=8.0 m3/h，揚(yáng)程H=15 m，吸程為4.5 m，功率N=1.5 kW。

設(shè)備設(shè)在原生化設(shè)備的安裝基礎(chǔ)之上，設(shè)備整體采用碳鋼材質(zhì)現(xiàn)場焊接而成，內(nèi)部做防腐涂層，外部刷有防銹漆，附屬設(shè)備均安裝在一體化設(shè)備一側(cè)。MBR膜組件設(shè)導(dǎo)軌式安裝，方便提升檢修。

2 運(yùn)行效果與分析

本工程自2012年9月28日開始調(diào)試運(yùn)行，至11月中旬，完成生化池的活性污泥培養(yǎng)，系統(tǒng)處理效果穩(wěn)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(duì)主要指標(biāo)數(shù)據(jù)的不間斷測定，其分析曲線如圖3，圖4所示。進(jìn)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(jìn)水平均為34.63 mg/L，出水為3.38 mg/L，最小可達(dá)1.00 mg/L，去除率為89.59%，其他指標(biāo)達(dá)到并優(yōu)于回用水標(biāo)準(zhǔn)。

3 經(jīng)濟(jì)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(wǎng)及其他配套設(shè)施)共計(jì)69.04萬元，單位污水投資成本4 602.7元/m3。

整個(gè)處理系統(tǒng)由PLC自動(dòng)完成，直接運(yùn)行成本包括電費(fèi)，藥劑和人工費(fèi)共計(jì)0.659元/m3。自水處理設(shè)施運(yùn)行后，處理后中水均作為景觀湖補(bǔ)給，抑塵，綠化等水源，周邊環(huán)境也得到很好的改善。

4 結(jié)語

一體式A/O-MBR工藝對(duì)煤礦生活污水中主要污染物的去除效果比較理想，系統(tǒng)具有占地面積小，自控運(yùn)行能力高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。通過監(jiān)測，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，反應(yīng)器出水主要指標(biāo)均能達(dá)到回用水水質(zhì)要求。且運(yùn)行費(fèi)用較為經(jīng)濟(jì)，處理后出水全部回用，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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

[2] 張少磊，王志強(qiáng)，陳文清.膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)處理生活污水的中試研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40(2)：972-973.

[3] 張?jiān)葡迹蠂剑煳耐ぃ?用于中水回用的膜生物反應(yīng)器試驗(yàn)研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，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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