石家莊高新區(qū)污水廠工藝驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案

石家莊市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理工程

升級(jí)改造工程工藝驗(yàn)證性試驗(yàn)

實(shí)施方案（草稿）石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)供水排水公司

石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠

中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院

裝置提供單位二OO九年五月目錄第一章概述項(xiàng)目背景石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)位于石家莊市東郊二公里處，西鄰京珠高速公路，東鄰正定縣小西丈村，北鄰石德鐵路，南鄰正定縣崗當(dāng)、北豆村，規(guī)劃面積遠(yuǎn)期20平方公里，人口5.6萬(wàn)人，是經(jīng)國(guó)家科委批準(zhǔn)的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)。石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠位于石家莊高新區(qū)泰山街8號(hào)，主工藝采用UNITANK交替式生物處理池，占地7.2公頃（108畝）。該工程于1996年11月開(kāi)始籌建，2000年4月開(kāi)工建設(shè)，2003年6月開(kāi)始試運(yùn)行，2006年11月通過(guò)環(huán)?？⒐を?yàn)收。目前處理污水量約為6~8萬(wàn)m3/d，總變化系數(shù)，處理后的尾水排入汪洋構(gòu)，出水執(zhí)行國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-96中城鎮(zhèn)二級(jí)污水處理廠的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。由于石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)污水廠原設(shè)計(jì)出水為二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，未充分考慮除磷脫氮效果，故原污水處理廠出水無(wú)法滿足河北省現(xiàn)行要求的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，出水會(huì)造成地表水氮、磷超標(biāo)，從而使地表水有產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化的可能。根據(jù)國(guó)家環(huán)保局環(huán)發(fā){2005}110號(hào)關(guān)于嚴(yán)格執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的通知和根據(jù)國(guó)家環(huán)?？偩止?006年第21號(hào)發(fā)布實(shí)行的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）修改單的規(guī)定，城鎮(zhèn)污水處理廠排入國(guó)家和省的重點(diǎn)流域及湖泊、水庫(kù)等封閉、半封閉水域時(shí)，執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。因此,建設(shè)和實(shí)施石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠深度處理（一級(jí)A升級(jí)改造）工程是非常必要的、及時(shí)的。根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)度要求，石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)供水排水公司委托北方設(shè)計(jì)研究院編制完成了《石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠深度處理（一級(jí)A升級(jí)改造）工程項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告》，同時(shí)與項(xiàng)目建設(shè)相關(guān)的程序文件如環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告及其批復(fù)、項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告批復(fù)等已經(jīng)齊全完整；2009年3月，河北省成套招標(biāo)有限公司發(fā)布本項(xiàng)目設(shè)計(jì)招標(biāo)文件，同年4月，中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院參加本項(xiàng)目設(shè)計(jì)投標(biāo)并中標(biāo)；根據(jù)招標(biāo)文件的要求，中標(biāo)設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)牽頭完成項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告、設(shè)計(jì)投標(biāo)文件確定的推薦污水處理工藝處理效果的驗(yàn)證性試驗(yàn)，選擇合理的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)，力爭(zhēng)以最小的投入和最佳的運(yùn)行費(fèi)用獲得最穩(wěn)定的、達(dá)標(biāo)的出水水質(zhì)。試驗(yàn)?zāi)康母鶕?jù)《石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠深度處理（一級(jí)A升級(jí)改造）工程設(shè)計(jì)招標(biāo)文件》，污水處理廠工程處理的主要對(duì)象是以高新開(kāi)發(fā)區(qū)的醫(yī)藥、生物、水洗、電子等行業(yè)的排放廢水為主的工業(yè)廢水，組分相對(duì)復(fù)雜，廢水處理實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放有一定的難度，為了提高工程設(shè)計(jì)的合理性及可靠性，為確定的工藝路線提供工藝技術(shù)參數(shù)，為工藝設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇提供試驗(yàn)依據(jù)，并在確定設(shè)計(jì)水質(zhì)條件不發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變時(shí)保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的前提下，盡可能降低工程投資，減少運(yùn)行費(fèi)用，根據(jù)石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠深度處理（一級(jí)A升級(jí)改造）工程設(shè)計(jì)投標(biāo)文件和編制項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)文件、施工圖設(shè)計(jì)文件的要求，進(jìn)行項(xiàng)目處理工藝和工藝參數(shù)確定的驗(yàn)證性試驗(yàn)。通過(guò)工藝驗(yàn)證性試驗(yàn)主要達(dá)到如下目的：通過(guò)試驗(yàn)，得到MBR工藝生物處理和膜分離技術(shù)結(jié)合的處理效果，驗(yàn)證MBR出水能否達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。確定MBR工藝條件，提供的設(shè)計(jì)參數(shù)供工程設(shè)計(jì)參考。通過(guò)試驗(yàn)，考察工藝的穩(wěn)定性，針對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的波動(dòng)，確定保證出水達(dá)標(biāo)需要采取的工藝措施，通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步了解進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并在工程設(shè)計(jì)中改進(jìn)。第二章項(xiàng)目工藝概況2.1服務(wù)范圍本項(xiàng)目的服務(wù)范圍是石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)生產(chǎn)、生活污水深度處理及本區(qū)域內(nèi)的中水管網(wǎng)。處理規(guī)模本項(xiàng)目污水處理廠升級(jí)改造工程規(guī)模為10萬(wàn)m3/d，中水回用工程規(guī)模為8.0萬(wàn)m3/d。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)水水質(zhì)由于升級(jí)改造工程是在目前運(yùn)行的污水廠基礎(chǔ)上進(jìn)行，因此收集及掌握現(xiàn)狀污水水質(zhì)資料對(duì)升級(jí)改造工程具有重要意義。根據(jù)污水處理廠近年運(yùn)行的實(shí)測(cè)進(jìn)水水質(zhì)資料，我們進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果詳見(jiàn)下表。2008年運(yùn)行實(shí)測(cè)污水進(jìn)水水質(zhì)統(tǒng)計(jì)表序號(hào)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)濃度（mg/L）最大值平均值最小值1化學(xué)需氧（CODcr）1712生化需氧量（BOD5）110.79.3懸浮物（SS）4總氮4氨氮（NH3-N）5總磷（TP）6pH8.302.升級(jí)改造工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)1）.污水來(lái)源石家莊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)園區(qū)是以工業(yè)為主，集商貿(mào)、科技、文教、生活等綜合功能的現(xiàn)代化外向型新市區(qū)，主要工業(yè)廢水有制藥、微電子、機(jī)械等行業(yè)的工業(yè)廢水。2）.設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)在項(xiàng)目申請(qǐng)報(bào)告和項(xiàng)目設(shè)計(jì)招標(biāo)文件中，結(jié)合2007，2008年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)報(bào)告，確定了本工程的參考性設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。設(shè)計(jì)單位在投標(biāo)文件和項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件的編制過(guò)程中，對(duì)現(xiàn)狀污水進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查及分析，并考慮高新區(qū)今后對(duì)高污染引進(jìn)項(xiàng)目的嚴(yán)格控制方向，最終確定升級(jí)改造工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：化學(xué)需氧量（CODcr）W500mg/l生化需氧量（BOD5）W180mg/l懸浮物（SS）W250mg/l總氮（以N計(jì)）W50mg/l氨氮（以N計(jì)）W40mg/l總磷（以P計(jì)）WPH6~9設(shè)計(jì)出水水質(zhì)根據(jù)《石家莊市環(huán)保局關(guān)于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠深度處理工程（一級(jí)A升級(jí)改造）環(huán)境影響報(bào)告書(shū)的批復(fù)》，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）—級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指標(biāo)為:BOD5W10mg/LCODcrW50mg/LSSW10mg/LTNW15mg/LNH-N①3W5(8)mg/LTPPH6?9糞大腸菌群W1000個(gè)/L注①括號(hào)外數(shù)值是水溫＞12°C時(shí)的控制指標(biāo)，括號(hào)內(nèi)數(shù)值是水溫三12°C時(shí)的控制指標(biāo)。推薦污水處理工藝流程由污水廠的進(jìn)水水質(zhì)可以看出，高新產(chǎn)業(yè)區(qū)污水中工業(yè)污水的比重較大，且有大量的醫(yī)藥類污水，污水成分復(fù)雜，屬于較難降解的工業(yè)污水類別。對(duì)于難生物降解有機(jī)物，提高生物去除效果的重要途徑為：1).通過(guò)厭氧預(yù)處理改善生物降解性能；.提高好氧生物處理段的泥齡，使特殊降解微生物的存留能力和比例得到提高；.增設(shè)超濾或微濾膜，攔截難生物降解大分子有機(jī)物膠體，降低出水的污染物濃度。為實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)目標(biāo)，本工程推薦的MBR工藝過(guò)程中將處理難降解有機(jī)污染物的上述3種途徑緊密結(jié)合，在原有UNITANK池中實(shí)現(xiàn)了厭氧水解酸化、強(qiáng)化生物除磷脫氮、超濾膜攔截污染物的多項(xiàng)功能。厭氧水解酸化生化處理就是利用微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解性和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無(wú)害的物質(zhì)，是污水處理的核心工藝。由于進(jìn)水CODcr濃度較高，并且難生物降解的CODcr所占比例高,原污水可生化性較差，如果不提高其可生化性，生化處理的污染物去除率很低，勢(shì)必造成CODcr很難達(dá)標(biāo)排放。水解酸化是利用水解和產(chǎn)酸菌的作用，將不溶性有機(jī)物水解成為溶解性有機(jī)物、大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，可大大提高污水的可生化性，提高好氧處理系統(tǒng)的CODcr去除率，同時(shí)在一定程度上也可緩沖及調(diào)節(jié)進(jìn)水水質(zhì)和水量的沖擊負(fù)荷。水解的目的是將長(zhǎng)鏈有機(jī)物斷鏈變成短鏈的化合物，以提高B/C值。厭氧水解酸化具有如下特點(diǎn)：部分有機(jī)物不僅在結(jié)構(gòu)上由大變小，而且理化性質(zhì)也發(fā)生了變化，即部分有機(jī)物被水解、酸化，變成小分子的有機(jī)物，更易于后續(xù)的生物降解。對(duì)于以細(xì)小固體形式存在的有機(jī)物的降解可減少污泥量，使系統(tǒng)污泥產(chǎn)生量較少。廢水經(jīng)厭氧水解工藝溶解性有機(jī)物比例將增加、BOD:CODcr值提高、BOD降解55速率加快、有利于難降解有機(jī)物的去除。針對(duì)難降解的工業(yè)廢水，在傳統(tǒng)的好氧生物處理裝置前增加厭氧處理的厭氧+好氧串聯(lián)工藝，可以使廢水中難生物降解的有機(jī)物水解為較易生物降解的物質(zhì)，改善廢水的可生物降解性，從而提高傳統(tǒng)流程的CODcr去除率。目前新建的以工業(yè)廢水為主的城鎮(zhèn)污水處理廠也采用由這一工藝開(kāi)發(fā)的厭氧水解-好氧生物處理工藝，已取得了明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。一些原有的傳統(tǒng)生物處理裝置也正在逐步改造為厭氧水解+好氧處理工藝。MBR工藝.1MBR簡(jiǎn)述MBR工藝處理污水的研究始于六十年代末七十年代初。進(jìn)入八十年代后，開(kāi)始在實(shí)際工程中得到應(yīng)用。在二十世紀(jì)九十年代及以前，由于技術(shù)發(fā)展水平的限制，MBR工藝耗能大、建設(shè)費(fèi)用高，MBR的發(fā)展和應(yīng)用受到很大限制。進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代后，MBR開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階段。MBR所用的過(guò)濾膜價(jià)格的大幅度下降和一體化、抽吸式MBR的出現(xiàn)，使得MBR工藝的建設(shè)投資大幅度下降，操作管理得以大大簡(jiǎn)化，MBR工藝首先在發(fā)達(dá)國(guó)家得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。進(jìn)入2l世紀(jì)以后，MBR工藝在污水處理方面的應(yīng)用進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期。這主要源于世界范圍的水資源緊缺狀況進(jìn)一步加劇以及膜制造技術(shù)和膜應(yīng)用工藝方面取得的長(zhǎng)足進(jìn)步，再有過(guò)濾膜價(jià)格的進(jìn)一步降低及MBR工藝獨(dú)有的處理污水高適應(yīng)性、高保證率的體現(xiàn)推動(dòng)了MBR工藝在全世界范圍開(kāi)始逐漸應(yīng)用。MBR工藝是將膜的分離技術(shù)與活性污泥法結(jié)合為一體的新型污水處理工藝。該工藝的特點(diǎn)是用膜分離代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥法中的二沉池，起到活性污泥混合液中固一液分離的作用，同時(shí)保持分離池中的超高濃度的活性污泥有保證的處理難降解污染污水。活性污泥是一種以懸浮生長(zhǎng)的微生物，在好氧或厭氧條件下對(duì)污水中的有機(jī)物、氨氮等污染物可通過(guò)自身的生理活動(dòng)進(jìn)行降解，MBR工藝是這種強(qiáng)化了的污水生物處理工藝，該工藝特點(diǎn)是對(duì)不同性質(zhì)的污水適應(yīng)性強(qiáng)，處理達(dá)標(biāo)保證率高，運(yùn)行穩(wěn)定。MBR膜處理工藝是將過(guò)濾膜組件代替二沉池的分離作用，通過(guò)膜表面細(xì)小的微孔，濾過(guò)水中污染物質(zhì)，使得活性污泥碎片、細(xì)菌、大分子物質(zhì)無(wú)法通過(guò)，被截留于反應(yīng)池中，只有清水通過(guò)；因此生物反應(yīng)池中會(huì)截留很高的生物量，污泥濃度可高達(dá)王10000mg/l以上，反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度高，可以很快降解水中的COD、BOD等污染物；同時(shí)由于污泥停留時(shí)間長(zhǎng)，使污泥的生物鏈得以延長(zhǎng)，MBR工藝活性污泥中的的生物群和常規(guī)活性污泥有了較大差別，加強(qiáng)了對(duì)常規(guī)活性污泥工藝難以降解的污染物的去除，對(duì)于復(fù)雜的污水有其他工藝沒(méi)有的適應(yīng)性及穩(wěn)定的處理效果。.2MBR處理工藝特點(diǎn)（1） .出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定能夠高效地進(jìn)行固液分離，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可以直接進(jìn)行回用，非常受到中水用戶歡迎,實(shí)現(xiàn)了污水資源化。（2） .膜的高效截留作用，使微生物完全截留在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時(shí)間（HRT）和污泥齡（SRT）的完全分離，使運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定。（3）.反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度高、耐沖擊負(fù)荷（4） .有利于增殖生長(zhǎng)緩慢的硝化細(xì)菌的截留、生長(zhǎng)和繁殖，系統(tǒng)硝化效率得以提高，通過(guò)運(yùn)行方式的改變可具有脫氮和除磷功能。（5）.泥齡長(zhǎng)膜分離使污水中的大分子難降解成分在體積有限的生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，大大提高了難降解有機(jī)物的降解效率。反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡下運(yùn)行，剩余污泥排放量少。（6）.自動(dòng)化程度高，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。（7）.占地面積小，該工藝流程簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、工藝設(shè)備集中、模塊化，易于擴(kuò)建,便于原有污水處理廠的升級(jí)改造。（8）.易于從傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造MBR工藝可以作為傳統(tǒng)污水處理工藝的后續(xù)串接處理單元，在城市二級(jí)污水處理廠出水深度處理（從而實(shí)現(xiàn)城市污水的大量回用）等領(lǐng)域已有越來(lái)越多的使用實(shí)例。改良A2/0生物除磷脫氮工藝簡(jiǎn)述根據(jù)現(xiàn)狀污水廠的UNITANK池的構(gòu)造，設(shè)計(jì)推薦采用改良A2/O工藝的MBR膜處理工藝進(jìn)行升級(jí)改造。.1傳統(tǒng)A2/O工藝傳統(tǒng)A2/O工藝即厭氧/缺氧/好氧活性污泥法。好氧區(qū)具有硝化功能，并使好氧區(qū)中的混合液回流至缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化，使之脫氮。污水在流經(jīng)三個(gè)不同功能分區(qū)的過(guò)程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機(jī)物、氮和磷得到去除，達(dá)到同時(shí)進(jìn)行生物除磷和生物除氮的目的。在系統(tǒng)上，該工藝是最簡(jiǎn)單的除磷脫氮工藝，在厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行的條件下，可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹，使得SVI值一般小于100，有利于泥水分離，在厭氧和缺氧段內(nèi)只設(shè)攪拌機(jī)。由于厭氧、缺氧和好氧三個(gè)區(qū)嚴(yán)格分開(kāi)，有利于不同微生物菌群的繁殖生長(zhǎng)。脫氮除磷效果好。但是A2/0工藝存在一些缺陷：回流活性污泥（外回流）直接回流進(jìn)入?yún)捬醭?，其中夾帶的大量硝酸鹽氮回流至厭氧池，破壞了厭氧池的厭氧狀態(tài)，從而影響系統(tǒng)的除磷效果。大量的回流（內(nèi)回流量一般為進(jìn)水量的100~300％，外回流量一般為100％）稀釋了整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的反應(yīng)物濃度，使得系統(tǒng)的反應(yīng)速率降低，也就需要更大的生化池容積。大量的內(nèi)回流增加了系統(tǒng)的能耗，也增加了污水處理運(yùn)行成本研究結(jié)果表明，MLSS中的含磷量隨污泥負(fù)荷的降低將大幅度下降。生物除磷需要高的污泥負(fù)荷，而生物脫氮?jiǎng)t需要低的污泥負(fù)荷在A/A/O工藝中要使二者同時(shí)達(dá)到最佳狀態(tài)是困難的，一般是以生物脫氮為主，生物除磷為輔。.2改良A2/O工藝改良A2/O工藝系在常規(guī)A2/O法基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。即在常規(guī)A2/O法的厭氧區(qū)前增加一個(gè)預(yù)缺氧區(qū)，回流污泥先進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)，其目的是消除回流活性污泥對(duì)厭氧區(qū)的不利影響，提高除磷效率。改良A2/O工藝保留了常規(guī)A2/O法的混合液內(nèi)回流，從而保證脫氮效果。因此可以認(rèn)為，改良A2/O工藝同時(shí)具有較好的脫氮和除磷效果。推薦處理工藝根據(jù)上述工藝特點(diǎn)和結(jié)合項(xiàng)目的具體情況，升級(jí)改造工程采用的生物處理工藝方案為水解酸化+改良A2/O）的MBR膜生物反應(yīng)器處理

工藝。2.5.5升級(jí)改造后的工藝流程污水處理廠升級(jí)改造工程工藝流程圖2.6MBR膜生物反應(yīng)器介紹2膜生物反應(yīng)器的類型把膜技術(shù)與處理污水的生物反應(yīng)器結(jié)合起來(lái)的工藝已經(jīng)發(fā)展成三種類型的膜生物反應(yīng)器(MBR)，用于固體的分離與截留、用于在反應(yīng)器中進(jìn)行無(wú)泡曝氣和從工業(yè)污水中萃取優(yōu)先污染物。膜與生物工藝的結(jié)合通常大多是用來(lái)取代沉淀池的。但是膜也可以采用其他兩種方式與生物工藝結(jié)合來(lái)處理污水。第一種：膜可以用于進(jìn)行氣體的傳質(zhì)［這類系統(tǒng)不應(yīng)與“膜曝氣器(membraneaerators)”混淆，膜曝氣器這一術(shù)語(yǔ)已經(jīng)應(yīng)用于一些細(xì)泡布?xì)馄?，一般是指好氧工藝中的氧氣。第二種：膜可以用來(lái)控制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向生物反應(yīng)器中的傳輸或者從污水中萃取污染物質(zhì)，而這些污染物質(zhì)采用常規(guī)生物工藝則無(wú)法進(jìn)行處理。然后這些目標(biāo)污染物在一個(gè)反應(yīng)器中被去除，反應(yīng)器中的環(huán)境適于采用生物處理方法對(duì)之進(jìn)行處理。2膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于污水處理的現(xiàn)狀好氧MBR工藝的實(shí)際商業(yè)應(yīng)用最早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代末期的北美，緊接著出現(xiàn)在80年代早期的日本。差不多也在這個(gè)時(shí)候，厭氧MBR工藝在南非進(jìn)入了工業(yè)污水處理市場(chǎng)。而在歐洲，好氧MBR工藝直到80年代中期才第一次出現(xiàn)。目前在世界范圍內(nèi)，實(shí)際運(yùn)行的MBR系統(tǒng)已經(jīng)超過(guò)2000套，同時(shí)許多工程正在計(jì)劃或者建設(shè)中。MBR在日本的商業(yè)應(yīng)用發(fā)展很快，世界上約有66%的工程在日本，其余的MBR工程主要在北美和歐洲。這些工程中98％以上是膜分離工藝與好氧生物反應(yīng)器而非厭氧生物反應(yīng)器相結(jié)合，約5%是膜浸沒(méi)于生物反應(yīng)器中，其余則是膜器件置于生物反應(yīng)器之外。6種主要商業(yè)化MBR中，5種為好氧式，1種為厭氧式。其中3種為浸沒(méi)式，3種為外置式。好氧MBR工藝已經(jīng)成功應(yīng)用于下列行業(yè)的工業(yè)污水處理:化妝品、醫(yī)藥、金屬制造、紡織、屠宰場(chǎng)、乳制品、食品、飲料、造紙與紙漿、煉油工業(yè)與化工廠。垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的好氧MBR處理廠也已經(jīng)開(kāi)始在歐洲興建。對(duì)于所有的好氧MBR工藝而言，獲得非常高質(zhì)量的出水水質(zhì)是很平常的。不管處理的污水類型如何，.也不管采用何種商業(yè)化的MBR工藝，固體物質(zhì)的完全去除、優(yōu)良的消毒特性、高速度和高效率的有機(jī)物與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除以及占地面積小是所有MBR的共同特點(diǎn)。這種普遍性歸因于膜與生物的協(xié)同作用。經(jīng)過(guò)這些MBR工藝處理后的出水水質(zhì)是如此之高，以至于出水往往被循環(huán)使用和回用。尤其是最近一段時(shí)間，由于膜組件價(jià)格的下降、膜壽命的延長(zhǎng)、MBR工藝的被接受和認(rèn)可，以及工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面的進(jìn)展，使得MBR工藝已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入大流量、低濃度的城市污水處理領(lǐng)域。2微生物分離膜生物反應(yīng)器微生物分離膜生物反應(yīng)器是MBR中最常見(jiàn)的一種形式。它是把懸浮生長(zhǎng)反應(yīng)器和膜過(guò)濾裝置組合到了一個(gè)單元工藝中。膜單元可以放置在生物反應(yīng)器外面，即外置式操作，或者浸沒(méi)到生物反應(yīng)器之中。微生物分離膜生物反應(yīng)器不應(yīng)與在生物工藝和沉淀之后采用的膜法深度處理相混淆。在外置式系統(tǒng)中，膜完全獨(dú)立于生物反應(yīng)器。進(jìn)水進(jìn)入含有微生物的生物反應(yīng)器之中?；旌弦罕槐盟腿氕h(huán)路中的膜單元，滲透液被排走，截流液又回到反應(yīng)池中。限制膜操作的膜驅(qū)動(dòng)壓力(TMP)和錯(cuò)流速率均由泵產(chǎn)生。浸沒(méi)式系統(tǒng)的不同之處是在生物反應(yīng)器中進(jìn)行分離而無(wú)需環(huán)路。這時(shí)TMP由高于膜的水頭提供。有些系統(tǒng)中還增加一臺(tái)抽吸泵來(lái)提高TMP，但是在外置式操作中，這種情況極少。采用沖洗膜表面的方法來(lái)對(duì)膜污染進(jìn)行控制，通常是在膜表面區(qū)域進(jìn)行曝氣，通過(guò)氣泡的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生足夠的液體剪切速率。2膜與生物工藝過(guò)程由于膜和生物反應(yīng)器結(jié)合工藝比傳統(tǒng)生物污水處理系統(tǒng)有許多內(nèi)在的優(yōu)點(diǎn)，所以該工藝已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界和商業(yè)界越來(lái)越大的興趣。其中工藝緊湊、出水水質(zhì)高是最為明顯的兩點(diǎn)。膜的滲透液中不含固體和大分子膠體物質(zhì)，一般出水SSV5mg/L,濁度V1NTU?？梢酝耆亓魬腋∥镔|(zhì)，包括細(xì)菌和病毒。所以MBR出水水質(zhì)可以滿足排入敏感區(qū)域的要求，或者用于某些方面的回用。生物工藝也產(chǎn)生了一些優(yōu)點(diǎn)。泥齡和HRT完全分開(kāi)，消除了一些公認(rèn)的活性污泥法的操作限制。因此MBR可以在低HRT和長(zhǎng)的泥齡下操作，而不會(huì)引起活性污泥法中通常的污泥流失問(wèn)題。膜使得污泥絲狀菌膨脹和污泥產(chǎn)氣問(wèn)題迎刃而解，并通過(guò)控制微生物停留時(shí)間來(lái)優(yōu)化反應(yīng)器的控制。活性污泥法的最大缺點(diǎn)是沉淀部分對(duì)可能達(dá)到的最大生物濃度的限制。而膜的截留作用可使之提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。在城市污水處理中，可以獲得高達(dá)25000mg/L的混合液濃度。在一些工業(yè)污水處理中可以高達(dá)80000mg/L。這一高濃度可以直接使反應(yīng)器體積減小，占地面積下降。高的污泥濃度和完全的固體截留可以使系統(tǒng)在低有機(jī)負(fù)荷率下運(yùn)行。MBR中特殊微生物如硝化菌類的生長(zhǎng)，提高了含氮化合物和難降解有機(jī)物的去除率。低的污泥負(fù)荷率還使剩余污泥產(chǎn)量降低至通常的活性污泥法污泥產(chǎn)量的一半以下。雖然存在上述優(yōu)點(diǎn)，但是一些缺點(diǎn)卻限制了MBR技術(shù)的廣泛應(yīng)用,其中最突出的是膜本身的價(jià)格高。膜組件的價(jià)格基本上與污水廠規(guī)模成正比，而常規(guī)污水廠則是規(guī)模越大越經(jīng)濟(jì)。這表明MBR污水廠存在一個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)處理規(guī)模。MBR在操作中也存在一些問(wèn)題。最常見(jiàn)的是所有膜系統(tǒng)都不可避免存在的膜污染問(wèn)題。這就限制了可以得到的最大膜通量并且總是要求膜清洗。還有高的微生物濃度只是工藝的一方面，它也會(huì)帶來(lái)曝氣問(wèn)題。大部分的供氣被用來(lái)維持細(xì)胞的生命而不是用來(lái)進(jìn)行好氧降解。在浸沒(méi)式系統(tǒng)中，曝氣還被用來(lái)對(duì)膜表面進(jìn)行沖刷。當(dāng)污泥濃度超過(guò)25000mg/L時(shí)，污泥的黏度就會(huì)變得相當(dāng)大。這時(shí)曝氣和混合就變成工藝的限制因素。MBR中的菌膠團(tuán)特別細(xì)小，活性較高，混合液中的揮發(fā)性組分較高，細(xì)菌種類較多，特別是游離細(xì)菌較多°MBR中的酶活性較高，這是由于活性污泥系統(tǒng)中酶會(huì)被排走的緣故。第三章驗(yàn)證性試驗(yàn)方案3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求由于試驗(yàn)時(shí)間比較緊張，試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要考慮以下幾方面因素進(jìn)行設(shè)計(jì)：1、由于進(jìn)廠廢水的預(yù)處理工藝比較成熟完整（主要包括進(jìn)水粗格柵、污水提升泵房、細(xì)格柵、曝氣沉砂池等），因此，從試驗(yàn)的必要性考慮，本次工藝驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不考慮預(yù)處理部分。2、 由于本項(xiàng)目原有粗、細(xì)格柵間距較大，為保證MBR膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行安全，避免和減少膜污染，試驗(yàn)污水在進(jìn)入試驗(yàn)裝置前設(shè)置一道小于等于1毫米間距的格柵或格網(wǎng)。3、 生化處理工藝部分的升級(jí)改造主要是將UNITANK交替式生物池改變?yōu)樗馑峄?A/A/O-MBR膜生物反應(yīng)器處理工藝，因此試驗(yàn)的取水點(diǎn)為曝氣沉砂池后，原UNITANK生物池前；升級(jí)改造工藝的驗(yàn)證主要是MBR工藝的驗(yàn)證，MBR由改良A/A/O生物池（包含水解酸化）和MBR膜池組成。4、 改良A/A/O生物池（含水解酸化）試驗(yàn)驗(yàn)證本項(xiàng)目生化處理工藝的處理效果；驗(yàn)證生化處理工藝的運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行方式等；5、 MBR膜生物處理試驗(yàn)驗(yàn)證膜生物反應(yīng)器技術(shù)MBR工藝的處理效果；通過(guò)試驗(yàn)獲取運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行方式等設(shè)計(jì)參數(shù)，如MBR系統(tǒng)的通量、運(yùn)行周期、清洗周期、回收率、清洗方法和恢復(fù)率等技術(shù)指標(biāo)等；考察膜生物反應(yīng)器技術(shù)（MBR）作為本項(xiàng)目生化主體處理工藝對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的適應(yīng)性能及其抗沖擊性能；考察投加粉末活性炭對(duì)膜生物反應(yīng)器技術(shù)（MBR）和出水效果的影響。6、在MBR試驗(yàn)出水不達(dá)標(biāo)的情況下，補(bǔ)充出水活性炭靜態(tài)試驗(yàn)主要是考察活性炭后處理工藝的處理效果。3.1.2試驗(yàn)地點(diǎn)由于試驗(yàn)地點(diǎn)需要具備一定的試驗(yàn)條件，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘，初步確定試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)置在廠區(qū)內(nèi)曝氣沉砂池一側(cè)。3.1.3試驗(yàn)用水、排水根據(jù)試驗(yàn)工藝需要，試驗(yàn)用水采用與實(shí)際工程相同的進(jìn)水水質(zhì)，即廠區(qū)內(nèi)曝氣沉砂池出水作為本次試驗(yàn)的進(jìn)水。試驗(yàn)后的排水，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，排入附近廠內(nèi)污水管道。3.1.4試驗(yàn)用電現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)用電采用低壓380/220,用電負(fù)荷約為KVA,用電電源來(lái)自廠內(nèi)變壓器，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置就地控制箱。3.1.5試驗(yàn)工藝流程升級(jí)改造工程驗(yàn)證性試驗(yàn)工藝方案為改良A2/O（含水解酸化）的MBR膜生物反應(yīng)器處理工藝。其流程及停留時(shí)間要求如圖示：3.1.6試驗(yàn)設(shè)備3.1.6.1試驗(yàn)主體裝置根據(jù)本項(xiàng)目工藝驗(yàn)證性試驗(yàn)要求，由XXX單位，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求等條件，提供試驗(yàn)裝置。1.MBR試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)流量：24m3/d；試驗(yàn)設(shè)備：主體裝置方案一：濾網(wǎng)：1mm濾網(wǎng)置于設(shè)備進(jìn)水端。生物處理部分：可利用廠區(qū)內(nèi)原有中試設(shè)備。將1.0X1.0X6.0m三格池依次作為缺氧池、缺氧池、水解酸化池（厭氧），水深為5m,每格水力停留時(shí)間約為5hr7.5m池依次作為好氧池、好氧池，水深為,每格水力停留時(shí)間約為5hr。膜分離部分：新制作膜池一個(gè)，容積及尺寸根據(jù)膜組件要求確定，膜池內(nèi)安裝中空纖維膜組件X件。由試驗(yàn)具體實(shí)施單位對(duì)生物反應(yīng)器進(jìn)行改制，并新加工膜池，安裝試驗(yàn)運(yùn)行所需設(shè)備及材料。主體裝置方案二：-5m。由試驗(yàn)具體實(shí)施單位對(duì)試驗(yàn)裝置進(jìn)行加工、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)安裝、配套試驗(yàn)裝置所需的全部設(shè)備及材料。由提供試驗(yàn)的單位進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)備的選型、采購(gòu)、安裝。主要設(shè)備有：進(jìn)水泵、攪拌機(jī)、回流泵、鼓風(fēng)機(jī)、曝氣系統(tǒng)、排泥泵、加藥裝置、膜組件系統(tǒng)（包括出水泵、清洗泵、酸洗泵等）、配套所有管道、閥門、電控柜、進(jìn)出水流量計(jì)等設(shè)施。3.1.6.2試驗(yàn)單元設(shè)計(jì)參數(shù)（1）、膜格柵（濾網(wǎng)）污水在進(jìn)入MBR前，必須將污水中的纖維物質(zhì)分離，因?yàn)樗鼈儠?huì)纏繞并結(jié)團(tuán)，從而堵塞膜過(guò)濾系統(tǒng)，降低膜的滲透性，較少膜通量，消弱膜設(shè)備處理效果。膜格柵網(wǎng)孔尺寸小于等于。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：平均設(shè)計(jì)流量： 24m3/d總變化系數(shù)：網(wǎng)孔直徑： Wlmm（2）、改良A/A/O（含水解酸化）生物池生物處理部分按照推流方式設(shè)計(jì)為缺氧池、缺氧池、水解酸化池、好氧池、好氧池、膜組池，工藝過(guò)程及參數(shù)如下：在水解（厭氧）池之前設(shè)缺氧反應(yīng)池，經(jīng)過(guò)精細(xì)膜格柵處理的一部分污水及好氧混合液進(jìn)入該池，微生物利用進(jìn)水中的有機(jī)物去除混合液中的硝態(tài)氮，從而保證水解酸化池的厭氧狀態(tài)。經(jīng)上述缺氧、厭氧水解酸化后污水進(jìn)入好氧段，完成對(duì)有機(jī)物的降解及含氮物質(zhì)的硝化，同時(shí)進(jìn)行磷的吸收。膜池的高DO高M(jìn)LSS的混合液作為回流污泥回流至好氧池的起端，在提供回流污泥的同時(shí)，提供了部分的需氧量。當(dāng)進(jìn)水碳源較低，不滿足脫氮要求時(shí)，在缺氧段需投加甲醇，使總氮達(dá)標(biāo)排放。當(dāng)進(jìn)水的堿度較低，不滿足脫氮要求時(shí)，在進(jìn)水處還需補(bǔ)充堿度投加藥劑。當(dāng)出水的總磷不達(dá)標(biāo)時(shí)，在好氧池末端需投加鐵鹽或鋁鹽，進(jìn)行輔助化學(xué)除磷。最后經(jīng)過(guò)生物處理的混合液進(jìn)入膜分離池進(jìn)行泥水分離。出水要求達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：平均設(shè)計(jì)流量：24m3/d設(shè)計(jì)泥齡：15?30d混合液濃度：5?6g/l池水深：-5m缺氧池有效容積：m3平均水力停留時(shí)間：約5hr水解酸化池有效容積：m3平均水力停留時(shí)間：約5hr缺氧池有效容積：m3平均水力停留時(shí)間：約5hr好氧池有效容積：10m3平均水力停留時(shí)間：約10hr總水力停留時(shí)間：約25hr氣水比：9?15設(shè)計(jì)空氣量：9?15m3/h好氧混合液至缺氧回流比：100?300%膜池至好氧池污泥回流比：100?400%、MBR膜分離區(qū)完成污水與污泥的分離，在MBR產(chǎn)水泵的抽吸作用下，使用膜過(guò)濾的方式實(shí)現(xiàn)完全的固液分離，直接得到高質(zhì)量的產(chǎn)水，膜組件由鼓風(fēng)機(jī)提供空氣進(jìn)行膜絲的振蕩吹掃，避免微生物附著于膜絲。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：平均設(shè)計(jì)流量： $24m3/d總變化系數(shù)：以下參數(shù)應(yīng)由進(jìn)行試驗(yàn)的膜提供商確定，下列數(shù)據(jù)僅供參考。膜池有效水深： 22400mm總膜組件數(shù)： 1-2支；MBR膜類型： 中空纖維材質(zhì)：PVDF單支膜柱膜面積：上m2總裝膜面積：上m2膜通量：15?30L/m2.h最高跨膜壓差：70kPa跨膜壓差范圍：5-50kPa松歇間隔：12min維護(hù)性清洗時(shí)間間隔：7?14天在線酸洗時(shí)間間隔：上6月在線氯洗時(shí)間間隔：上3月（4）、輔助藥劑的投加輔助藥劑的投加至少包括四種情況：當(dāng)進(jìn)水中碳源不足，不能滿足處理工藝要求，需要投加甲醇作為補(bǔ)充碳源，需要確定輔助碳源的投加參數(shù)、投加效果；當(dāng)生物除磷不能滿足排放要求時(shí)，化學(xué)除磷作為生物除磷的輔助手段和保障措施，需要確定輔助化學(xué)除磷的投加參數(shù)、投加效果；當(dāng)進(jìn)水的堿度較低，不滿足脫氮要求時(shí)，在進(jìn)水處還需補(bǔ)充堿度投加藥劑。當(dāng)待處理廢水水質(zhì)出現(xiàn)異?；虬l(fā)生實(shí)質(zhì)性變化時(shí)，為進(jìn)一步強(qiáng)化處理效果或作為應(yīng)急措施，投加粉末活性炭，需要確定粉末活性炭的投加參數(shù)、投加效果；污泥接種生物反應(yīng)池的接種污泥采用石家莊高新區(qū)污水廠內(nèi)的好氧剩余污泥。剩余污泥濃度：一6g/l,用潛水泵取自污泥儲(chǔ)池。濕污泥量10－20m3。3.1.8MBR后置活性炭小試由于生物處理工藝最終出水可能達(dá)不到污水廠設(shè)計(jì)出水指標(biāo),且根據(jù)現(xiàn)狀污水情況和石家莊高新區(qū)污水處理廠處理情況,對(duì)于不同情況下的進(jìn)水水質(zhì)，當(dāng)采用推薦MBR生物工藝達(dá)不到設(shè)計(jì)出水水質(zhì)指標(biāo)或某些條件下存在一定的難度時(shí)，試驗(yàn)采取利用MBR工藝出水，設(shè)計(jì)活性炭濾池的小試,試驗(yàn)考察后置活性炭濾池或臭氧活性炭濾池對(duì)全工藝流程的處理效果的影響。1、試驗(yàn)流程MBR出水—?臭氧接觸f —J活性炭濾1-水罐床 ?出水或一活性炭濾11一MBR出水床出水2、 試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)內(nèi)容分為兩段：（1）臭氧接觸；（2）活性炭過(guò)濾；3、 試驗(yàn)步驟（1）臭氧接觸1）反應(yīng)容器容積：約10L。2） 進(jìn)水：MBR出水；每小時(shí)進(jìn)水量10L。3） 工藝參數(shù)：停留時(shí)間t=lh，臭氧投加量5~10mg/l。14） 試驗(yàn)步驟：a、 從MBR出水儲(chǔ)水箱中采用蠕動(dòng)泵將水打至臭氧反應(yīng)柱中。b、 將臭氧發(fā)生器內(nèi)的臭氧接至臭氧反應(yīng)柱內(nèi)，利用穿孔管曝氣,與進(jìn)水反應(yīng)。c、 水力停留lh后，從上部出口排至儲(chǔ)水罐內(nèi)，以備活性炭濾床過(guò)濾處理。（2）活性炭過(guò)濾1） 反應(yīng)容器容積：約15L，活性炭濾料約10L，濾床深度2） 進(jìn)水：臭氧接觸柱出水或直接MBR出水，