MBR膜工藝在高速公路服務(wù)區(qū)污水處理提標(biāo)改造項目中的應(yīng)用

張遠(yuǎn)國

（安徽金達(dá)萊環(huán)境工程有限公司，安徽合肥230088）

MBR膜工藝在高速公路服務(wù)區(qū)污水處理提標(biāo)改造項目中的應(yīng)用

張遠(yuǎn)國

（安徽金達(dá)萊環(huán)境工程有限公司，安徽合肥230088）

通過對高速公路服務(wù)區(qū)原有污水處理站改造，從原來的“AO+石英砂過濾器”的工藝改成“AO+MBR膜”工藝，以期減少剩余污泥產(chǎn)量，降低用電費用，提高出水效果。經(jīng)過改造后的出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，并優(yōu)于城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）一級A的標(biāo)準(zhǔn)，說明改造后的污水處理工藝可以處理進(jìn)水有機(jī)物含量較高，碳氮比較低的污水，并在操作、污泥產(chǎn)量、投資等性能上作了說明，體現(xiàn)其先進(jìn)性，同時提出運行管理需要注意的維護(hù)事項。

MBR膜工藝；服務(wù)區(qū)污水；一級A；回用

服務(wù)區(qū)是高速公路上必不可少的設(shè)施，主要用途是供短暫休息，并提供諸如餐飲、廁所、加油站、小賣部等服務(wù),在為司乘人員提供方便的同時，也成為一個污水排放源[1]。

隨著高速公路通車?yán)锍痰牟粩嘌由臁⒖土髁康牟粩嘣鲩L，必然要求服務(wù)區(qū)擴(kuò)大服務(wù)項目的種類、數(shù)量等，從而形成特殊的經(jīng)濟(jì)區(qū)域。服務(wù)區(qū)的區(qū)域環(huán)境對周圍生態(tài)系統(tǒng)的影響也在擴(kuò)大，其中污水處理尤為突出。如果污水不加處理任意排放，將會對公路沿線的環(huán)境質(zhì)量、居民生活、人文景觀產(chǎn)生極大的負(fù)面影響[2]。

在高速公路建設(shè)初期的污水處理：預(yù)處理主要由餐飲廢水的隔油池以及廁所的化糞池等構(gòu)筑物，污水處理多采用AO或A2O+石英砂過濾器的工藝。但隨著人流量的增加，污水產(chǎn)生量不斷擴(kuò)大，水質(zhì)也變得復(fù)雜，排放標(biāo)準(zhǔn)的提高都使得污水站的提標(biāo)及改擴(kuò)建勢在必行。

1 服務(wù)區(qū)污水特點及存在問題

1.1 污水特點

高速公路服務(wù)區(qū)用水主要是餐飲、管理人員生活、賓館客房、洗車、道路澆灑、消防、綠化和公共衛(wèi)生間沖廁用水等，其中以衛(wèi)生間沖廁用水量最大，占40%以上。污水中有機(jī)物濃度較高,主要污染物為懸浮物、碳?xì)浠衔?、蛋白質(zhì)、動植物油、氮和磷化合物、表面活性劑、微生物和無機(jī)鹽等。與其它污水相比,公路服務(wù)區(qū)污水有其自身的特點,主要表現(xiàn)在以下幾方面:

（1）污染點多，處理規(guī)模小。一般情況下,單個處理系統(tǒng)的處理水量在50～300m3/d之間。

（2）服務(wù)區(qū)餐飲廢水在服務(wù)區(qū)污水中占較大比重，同時停車區(qū)、廣場及加油站有車輛沖洗污水,污水中含油脂類污染物。

（3）服務(wù)區(qū)的污水以公廁和清洗為主,污水中氨、氮、磷濃度較高。

（4）污水不均勻系數(shù)大，水力沖擊負(fù)荷大。

（5）通車初期車流量小，污水量達(dá)不到設(shè)計水量。

1.2 存在問題

（1）由于高速公路服務(wù)區(qū)客運流量變化大，設(shè)計人員缺乏服務(wù)區(qū)的實際客流量和用水量的數(shù)據(jù)，故設(shè)計用水量不好確定，污水處理設(shè)備也不好選型，在服務(wù)區(qū)很多設(shè)計中設(shè)備選型存在較為明顯的不確定性，選用的裝置處理能力和實際污水量有較大偏差，從而易造成設(shè)備造價偏高，投資浪費或者處理后水質(zhì)不能達(dá)標(biāo)。

（2）污水處理設(shè)備對運行管理要求較高，實際使用時往往缺乏專業(yè)人員的日常管理和維護(hù)，出現(xiàn)問題后又不能及時發(fā)現(xiàn)、維修，導(dǎo)致處理效果較差。

（3）污水處理設(shè)施運行費用較高，主要是耗電量大、電費高，導(dǎo)致許多污水處理設(shè)備因“用不起”而閑置。

1.3 某服務(wù)區(qū)原污水處理站介紹

服務(wù)區(qū)污水處理站采用生物接觸氧化法為主的“AO+石英砂過濾器”工藝，因為區(qū)域規(guī)劃調(diào)整，服務(wù)區(qū)現(xiàn)處于飲用水源保護(hù)區(qū)，要求污水排放達(dá)到城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）一級A的標(biāo)準(zhǔn)。在經(jīng)歷長時間的運行中，設(shè)備已經(jīng)老化，過濾器濾料板結(jié)，出水已經(jīng)嚴(yán)重超過排放標(biāo)準(zhǔn)。

服務(wù)區(qū)污水站處理規(guī)模：5m3/h，原污水處理工藝流程：格柵→調(diào)節(jié)池→水解酸化池→生物接觸氧化池→二沉池→中間水池→石英砂過濾器→規(guī)范化排污口→排放；污泥處理工藝流程：二沉池→污泥干化池→定期清運處置。原污水站各構(gòu)筑物參數(shù)見表1。

表1 原污水站各構(gòu)筑物參數(shù)Tab.1 The paramete rs of the structure of the raw sewage station

2 MBR膜工藝的應(yīng)用和污水站改造方案

2.1 進(jìn)水水質(zhì)

經(jīng)過對污水站進(jìn)水水質(zhì)采樣檢測，水質(zhì)參數(shù)見表2。

表2 廢水進(jìn)水水質(zhì)Tab.2 Water quality of wastewater

2.2 設(shè)計水量

服務(wù)區(qū)采用雨污分流制，雨水經(jīng)管渠收集后直接接入服務(wù)區(qū)景觀水塘。根據(jù)服務(wù)區(qū)日用水量的統(tǒng)計，峰值用水量在138m3/d，污水處理設(shè)計水量為150m3/d。

2.3 工藝選擇

根據(jù)齊瑤的污水分散處理技術(shù)的比較及污水站現(xiàn)場條件限制[3]，只能利用原有構(gòu)筑物進(jìn)行設(shè)計改造，選擇MBR膜處理工藝對原污水站進(jìn)行改造。

2.4 工藝流程

考慮項目的經(jīng)濟(jì)及適用性，盡量利用原有構(gòu)筑物，減少土建施工費用，同時減少用電設(shè)備及運行電費、人工、藥劑、清淤等費用。改造后的工藝基本保留原有污水線路流程，同時為美化污水站環(huán)境，在附近土地種植草皮，整個池體采用封閉式，極大地消除了污水站的異味。

改造后污水處理工藝流程：格柵→調(diào)節(jié)池→水解酸化池→曝氣池→MBR池→規(guī)范化排污口→中水水箱→回用或排放。

改造后污泥處理工藝流程：MBR池污泥→水解酸化池；MBR池污泥→污泥貯存池（原二沉池改造）→定期清淤處置。

改造后各構(gòu)筑物參數(shù)見表3。

表3 改造后的污水站各構(gòu)筑物參數(shù)Tab.3 Para meters of the structure of the sewage station after transformation

2.5 出水水質(zhì)

經(jīng)過污泥的馴化培養(yǎng)，膜池出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，出水水質(zhì)參數(shù)見表4。

表4 廢水出水水質(zhì)Tab.4 Water quality of wastewater

2.6 工藝綜述

格柵渠原采用機(jī)械格柵，柵隙5mm，機(jī)械格柵原安裝底部存在較大縫隙，導(dǎo)致污水中的懸浮物直接進(jìn)入調(diào)節(jié)池，對提升水泵葉輪存在堵塞情況，格柵渠較窄，底部縫隙難以密實，同時長期運行過程中也存在磨損。改造后的格柵采用兩級人工格柵，一級格柵柵隙10mm，二級格柵柵隙2mm，定期人工清理格柵渠表面的浮渣即可。調(diào)節(jié)池原設(shè)置潛水?dāng)嚢铏C(jī)，因安裝于水中，腐蝕嚴(yán)重，且已損壞?？紤]設(shè)備為間歇式運行，在池底設(shè)置穿孔管布?xì)庀到y(tǒng)，利用風(fēng)機(jī)分支氣管定期對池體進(jìn)行空氣攪拌，均勻水質(zhì)水量，同時有效利用調(diào)節(jié)池污泥，實現(xiàn)調(diào)節(jié)池預(yù)處理的效果。水解酸化池設(shè)置彈性填料，可以對人工格柵未過濾掉的頭發(fā)絲之類懸浮物實現(xiàn)再次過濾，同時將污水中較難降解的有機(jī)物分子轉(zhuǎn)化成容易降解的小分子有機(jī)物，同樣利用風(fēng)機(jī)分支氣管定期對池體進(jìn)行空氣攪拌。曝氣池利用原有生物接觸氧化池，采用活性污泥法，利用微孔曝氣器定時充氧，保證生化系統(tǒng)的處理效果。將原中間水池改造為MBR池，MBR池污泥設(shè)置溢流和污泥回流系統(tǒng)，保證污水的水量和污泥濃度的平衡。將二沉池作為污泥貯存池，定期將系統(tǒng)中的剩余污泥排放至污泥貯存池，定期清運處置。

膜分離使MBR工藝的處理效果優(yōu)于傳統(tǒng)活性污泥工藝，但同時也帶來了新的問題，其中比較突出的為膜污染問題[4]。MBR膜系統(tǒng)設(shè)置加藥系統(tǒng)，依據(jù)膜池出水的壓力降及出水通量進(jìn)行周期性的藥洗以恢復(fù)膜通量。采用重力式在線藥洗，藥洗水箱利用MBR出水作為水源，無需自來水，充分做到節(jié)水。

污泥馴化系統(tǒng)難點在于進(jìn)水水質(zhì)中的COD濃度大，BOD5/NH3-N=3.3～3.6，B/C=0.37，屬于低碳氮比[5]，可生化性較好的污水，馴化初期污泥濃度低，出水色度較大。污水處理系統(tǒng)污泥馴化及系統(tǒng)調(diào)試，充分依據(jù)污水的排放周期，水質(zhì)水量變化系數(shù)，確定污水處理的最優(yōu)運行參數(shù)，總氣水比=25.5∶1，總回流比=200%，MLSS=8000～10000mg/L，完善PLC編程，最終達(dá)到穩(wěn)定運轉(zhuǎn)達(dá)標(biāo)，并設(shè)置中水回用水箱將出水作為沖廁及綠化補(bǔ)充水源。

3 MBR膜工藝應(yīng)用效果

MBR膜工藝系統(tǒng)改造項目與傳統(tǒng)的“AO+過濾”工藝投資相當(dāng)，但處理效果更好、更穩(wěn)定，同時剩余污泥產(chǎn)生量比傳統(tǒng)工藝少，運行一年以來排泥兩次，排放量共10m3。另外，MBR膜工藝系統(tǒng)全自動化運行，只需人工定期巡檢即可，運行成本也比傳統(tǒng)工藝降低。但MBR膜的使用壽命一般在3～5年，依靠完善維護(hù)管理，可延長膜壽命至8～10年，同時現(xiàn)在國內(nèi)MBR膜也在不斷涌現(xiàn)，對于MBR膜的投資及更換成本也在不斷降低。

4 結(jié)論

MBR膜工藝在高速公路服務(wù)區(qū)污水處理提標(biāo)改造項目中的應(yīng)用，經(jīng)過一年時間的運行，運行經(jīng)驗如下：

（1）需要對餐飲廢水做好除油預(yù)處理，及時清理隔油池浮油，部分乳化油會在調(diào)節(jié)池中冷卻凝固上浮，也應(yīng)及時清除。

（2）每2～3個月對MBR膜進(jìn)行低濃度次氯酸鈉藥洗，以保持MBR的恒通量運行[6]。

（3）膜池液位應(yīng)在膜組件就近安裝，同時應(yīng)對電極進(jìn)行表層清理，防止污泥覆蓋，導(dǎo)致無信號。

（4）長期運行出水水量小，采用藥洗效果不佳時，可采用高壓水對膜表層進(jìn)行沖刷，使膜恢復(fù)較好通量。

膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝是傳統(tǒng)活性污泥法（CASP）與膜分離技術(shù)相結(jié)合的高效的污水處理再生技術(shù)。MBR具有污泥濃度高、處理水水質(zhì)好、占地面積小、水力停留時間和污泥停留時間可分別控制等優(yōu)點，具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景[7]。

[1]孫強(qiáng)，徐亮，彭松華,等.多點進(jìn)水A/O組合工藝處理高速公路服務(wù)區(qū)污水[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，34（6）：213-216.

[2]陶琨.一體化4S-MBR處理高速公路服務(wù)區(qū)污水并回用[J].中國給水排水，2011，27（24）：93-95.

[3]齊瑤，常杪.小城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活污水分散處理的適用技術(shù)[J].中國給水排水，2008，24（18）：24-27.

[4]潘濤，李安峰，杜兵.廢水污染控制技術(shù)手冊（下冊）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

[5]王盈盈，于海琴.倒置A～2/O-MBR工藝強(qiáng)化低C/N比污水脫氮除磷效果研究[D].北京交通大學(xué)，2013.

[6]鄭祥，樊耀波.膜生物反應(yīng)器運行條件的優(yōu)化及膜污染的控制[J].給水排水，2001，127（14）：41-44.

[7]胡以松，王曉昌，李玉友.A～2/O-MBR污水處理系統(tǒng)中膜污染物質(zhì)和行為解析[D].西安建筑科技大學(xué)，2013.□

MBR Membrane Technology in the Highway Service Area Application of Wastewater Treatment and Improvement Project

ZHANG Yuan-guo
（Anhui Jindalai Environmental Engineering Co.，Ltd.，Hefei 230008，China）

In this paper，the original“AO+quartz sand filter”process is transformed into“AO+MBR film”technology to reduce the surplus sludge production，reduce the use of electricity，improve the water quality，and is better than urban sewage treatment plant pollutant discharge standard A standard.After the transformation，the wastewater treatment process，the wastewater with high organic content，and the investment performance of the wastewater treatment plant，is proposed. Operation management needs to pay attention to the maintenance.

MBR membrane process；service area sewage；first grade A；reuse

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.01.021

X703

B

1008-553X（2016）01-0077-04

2015-11-23

張遠(yuǎn)國（1981-），男，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)，注冊環(huán)保工程師，從事水處理技術(shù)的應(yīng)用工作，0551-65894631，13865959355，45202993@qq.com。