MBR膜工藝在賽里木湖污水處理廠的應用研究

韓超男

摘要：新疆是我國的重點缺水地區，水資源的過度開采致使地下水位急劇下降，污水處理設施的不完善也造成了更多的水污染現象，環境惡化嚴重。現今為了節約用水，我們從開源、節流兩方面入手，加大污水處理力度，提高中水回用效率，是節約水資源的重要舉措，MBR膜工藝是污水處理的一種常見的工藝，文章以賽里木湖污水廠的建設為例，簡要闡述MBR膜工藝處理污水的應用，對景區污水排放就近處理，就近利用，將污水資源化處理，對緩解水資源緊缺，促進城市可持續發展具有十分的積極的意義。

關鍵詞：MBR；污水處理；應用

1.工程建設背景

賽里木湖風景區自古以來就是優良的夏牧場，一直是游牧民族的游牧地，每年夏季來草場游牧的牧民達一萬多人，其次賽里木湖景區也是一個觀光游覽、休閑度假的勝地，根據《2011年賽里木湖景區游客統計分析報告》，2011年賽里木湖游覽觀光總人數約為32.6萬人，同比增長86.3%，旅游收入千萬以上。除牧業、旅游業外，水產養殖也是賽里木湖地區的重要經濟支柱，賽里木湖的冷水魚養殖也取得成功，2003年商品魚產量達100噸。

根據景區的整體規劃，大力發展旅游業是推動地方經濟的主要目標，隨著景區建設的逐漸完善，接納的人口規模也在不斷增加，同時產生的生活污水量也將大幅提升。但是景區沒有配備相應的污水處理設施，污水帶來的環境問題嚴重制約了景區的遠期發展，同時落后的衛生環境也存在著巨大的健康安全隱患，急需建設一個效率高、投資省、占地少、見效快的生活污水處理工程，嚴格處理生活污水、實現污水的達標排放及資源化利用。

2.污水水量設計

結合《賽里木湖風景名勝區綜合服務基地近期修建性詳細規劃》，確定本工程的近期設計年限為2020年，遠期設計年限為2030年。根據相關規范及賽里木湖風景名勝區綜合服務基地建設發展具體情況，并結合景區地形特點、現狀排水管道的鋪設情況，本次工程排水量按近期排水量與遠期排水量分別進行設計計算。

賽里木湖風景名勝區人口構成主要為游客、服務基地管理人員以及常住牧民、游牧的牧民等，游牧的牧民居住分散，產生的污水無法集中收集，故本次設計不考慮游牧的牧民產生的污水。根據《賽里木湖風景名勝區總體規劃（2008-2025）》游客發展規模預測可以推算出2025年適游期210天生態容量總量為98.7萬人次，確定本次規劃旅游上限人口為98.7萬次。

由于景區污水均為接待游客、管理人員及牧民的生活排水，則本工程污水量按照景區人口及綜合生活污水量定額進行測算。生活污水量定額依據人均生活用水量定額的85%左右計取。根據上述測算，確定近期設計人口為4629人，遠期設計人口為8448人；結合賽里木湖風景名勝區綜合服務基地現狀及發展需要，考慮景區近期規劃新建多處酒店等服務設施，故近、遠期生活污水量標準取170L/Cap.d。

景區綜合生活污水量計算：

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

經過以上計算，賽里木湖風景名勝區綜合服務基地排水規模最終確定為：近期污水量為800m3/d，遠期污水量1400m3/d。近期污水總變化系數：Kz=2.18；遠期污水總變化系數：Kz=1.99。

3.進出水水質設計

3.1進水水質

根據旅游接待設施配置及當地牧民的生活水平及相關旅游景區污水水質參數，確定污水廠進水水質：BOD200mg/L，COD350mg/L，SS220mg/L，TN35mg/L，TP4mg/L，NH3-N25mg/L。

3.2出水水質

根據國家及當地環保標準及具體要求，并考慮處理后中水可用于景區草場澆灑，確定本設計污水處理站處理標準采用《城市污水再生利用綠地灌溉水質》（GB/T25499-2010）標準，即污水處理后出水主要控制水質指標為：PH6-9mg/L，蛔蟲卵數≤1mg/L，糞大腸菌群≤200mg/L，BOD5≤20mgm/L，ASS≤1.0mg/L，NH3-N≤20mg/L，色度≤30mg/L。

另外，根據景區總體規劃，本工程出水水質環保監測控制目標應能同時達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中一級標準的A標準，即設計出水水質應同時滿足：BOD≤10mg/L，COD≤50mg/L，SS≤10mg/L，TNS≤15mg/L，TP≤0.5mg/L，NH3-N≤5mg/L。

4.污水處理工藝的確定

污水處理工藝的選取要遵循以下原則：占地少、投資省、運行費用低；工藝管理方便、運行靈活、適應性強；符合當地污水類型水量以及處理后的水質、水量要求。結合污水處理要求及施工條件，本次工程選取膜生物反應器（MBR）法處理工藝。

膜生物反應器凈化水質的原理是基于高效生物降解和沉淀技術。反應器內裝填的無阻塞、比表面積大的填料始終處于流態化，極大地優化了生物傳質過程，提高了反應效率，縮短了水力停留時間。同時，膜分離替代二沉池進行固液分離，具有流程簡單，出水水質好且穩定，占地面積小，土建費用低，污泥產量小等特點。

污水經格柵流入污水調節池，在調節池內進行水量的調節均質，調節池內設有多條曝氣管線，間歇式曝氣，以防止水體變臭，同時兼有防止水中懸浮物的沉積和脫除水中氣體污染物的作用。在調節曝氣中，減少了因大量表面活性劑而產生的泡沫，同時也對降低BOD5起到了一定作用。由提升泵將污水泵入厭氧池，流過缺氧池，通過缺氧池內集水槽流入膜池，池內放置若干個膜組件，生物膜可降解水中的有機污染物，再通過膜分離設備實現泥水分離。

工藝流程：污水→格柵→調節池→毛發聚集器→提升泵→厭氧池→缺氧池→膜生物反應器→中水貯存池→提升泵→出水。

5.構筑物設計

格柵問：考慮本工程水量較小，粗格柵采用人工格柵，間距20mm，細格柵采用機械格柵，主要去除污水中較小的漂浮物、懸浮物及直徑大于3mm的固體物質，對后續管道、水泵及膜片起到保護作用。

調節池：收集、貯存、調節原水，污水經格柵處理后進入調節池，在調節池內進行預曝氣，以防止水體變臭，同時兼有防止水中懸浮物的沉積和脫除水中氣體污染物的作用；調節池設置穿孔曝氣系統，混合水質，均勻水量，防止SS在池內沉淀，減少后續設備運行負荷。

厭氧池：沉淀分離污水中的大比重懸浮物，通過厭氧微生物將部分大分子污染物分解為小分子污染物和甲烷等簡單物質，沉淀物和剩余污泥定期排除。

缺氧池：主要功能是脫氮，循環的混合液量較大，缺氧池建設兩座。

膜生物反應池：采用活性污泥工藝，好氧菌利用污水中的有機物為食料，將其徹底分解為二氧化碳、硝酸鹽和水等簡單物質，通過膜的過濾作用，將微生物和其它懸浮物完全截留，實現泥水徹底分離，從而達到凈化目的，透過膜的清水由抽吸泵抽至中水池。好氧池的空氣由鼓風機提供，池底采用微孔隔膜曝氣器。

中水池：主要是調節中水出水量和中水用水量之間的不平衡。

回流污泥池：膜池底部淤積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厭氧池前再次進入循環。

剩余污泥池：因污水處理水量較小，因此污泥不單獨進行脫水處理，綜合考慮確定本期將剩余污泥通過剩余污泥泵抽至剩余污泥池暫時儲存，再由吸污車定期運至城區污水處理廠集中處理。

結語

本工程建成后對賽里木湖風景名勝區生活污水進行統一收集與深度處理，避免了污染物的隨意排放，以再生利用水用作草場灌溉用水，節約了水資源，同時有較明顯的環境效益、社會效益和經濟效益。