MBR工藝在地埋式污水處理廠的應(yīng)用

陳 翔 侯曉慶 賈海濤 張朋川

MBR工藝在地埋式污水處理廠的應(yīng)用

陳 翔 侯曉慶 賈海濤 張朋川

目前，我國(guó)現(xiàn)有污水處理廠大多采用地上式傳統(tǒng)活性污泥法工藝，地上式污水處理廠在改善城市生態(tài)環(huán)境、節(jié)約水資源、提高人們生活質(zhì)量方面發(fā)揮了巨大的作用。由于其自身的特殊性，大多數(shù)地上式污水處理廠在凈化污水的同時(shí)，又成為新的污染源，不僅影響了周邊居民的正常生活，也在一定程度上制約了周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)商業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)的影響尤其明顯。另外，地上式污水處理廠占用大量寶貴的土地資源，由于受處理工藝的限制，很難與周?chē)沫h(huán)境協(xié)調(diào)。

污水處理廠選址問(wèn)題一直是城市污水系統(tǒng)完善的瓶頸，特別是人口密集較為發(fā)達(dá)的大城市，其土地資源短缺及環(huán)境污染問(wèn)題日益突出。對(duì)新建污水處理廠在占用空間、節(jié)約土地、環(huán)境影響以及與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)方面提出了更高的要求。

地埋式污水處理廠形式

地埋式污水處理廠即地下式污水處理廠，主體構(gòu)筑物和設(shè)施均布置于地下。在總結(jié)國(guó)內(nèi)外污水處理工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我國(guó)也逐漸出現(xiàn)了地埋式污水處理工程。最初，地埋式污水處理工程主要應(yīng)用于小規(guī)模水處理工程，以成套污水處理裝置形式為主，主要用于居住小區(qū)、高級(jí)賓館、醫(yī)院、綜合辦公樓和各類公共建筑的生活污水處理。隨著污水處理廠建設(shè)的創(chuàng)新應(yīng)用和污水處理技術(shù)與施工水平的提高，地埋式污水處理廠也從小型成套設(shè)備逐步開(kāi)始應(yīng)用于大型城市污水處理工程。

根據(jù)施工形式不同，地埋式污水處理廠分為雙層加蓋半地下式、雙層加蓋全地下式和單層加蓋全地下式。其中，中、小規(guī)模的地下式污水處理廠一般采用單層加蓋的形式，規(guī)模從5～5000m3/d不等；對(duì)于全地下式和半地下式，都適用于大規(guī)模污水處理廠，全地下式污水處理廠頂部可以做成景觀區(qū)，與生產(chǎn)區(qū)分開(kāi)，感官上更能為群眾接受；而半地下式污水處理廠頂?shù)卓梢栽O(shè)置生產(chǎn)區(qū)，感官接受度偏弱。表1就三種形式的地埋式污水處理廠進(jìn)行了對(duì)比。

表1 不同形式地埋式污水處理廠對(duì)比

地埋式污水處理應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

結(jié)合地上式與地下式污水處理廠各自優(yōu)缺點(diǎn)，就社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益和處理效果、施工難度、運(yùn)行管理、投資成本以及運(yùn)行成本方面作分析對(duì)比，如表2所示。

地埋式污水處理廠建設(shè)成本和運(yùn)行成本均高于地上式污水處理廠，但從社會(huì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益方面比較地埋式污水處理廠有其不可比擬的優(yōu)勢(shì)。在建設(shè)時(shí)應(yīng)主要考慮以下3個(gè)因素：一是提標(biāo)擴(kuò)建需求迫切、位于主城區(qū)、土地資源緊張的較大規(guī)模新建或改擴(kuò)建污水處理廠；二是嚴(yán)寒地區(qū)，季節(jié)變化易引起污水溫差變化大；三是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，城市生態(tài)環(huán)境和居民生活質(zhì)量要求較高的城市。

MBR工藝地埋式污水處理工程中的適用性分析

MBR工藝作為一種新型膜處理工藝，其出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定、占地面積小、工藝流程短、設(shè)備集成化程度高、構(gòu)筑物少且排布緊湊等特點(diǎn)，已經(jīng)在眾多研究中得到證明。近年，MBR工藝工程應(yīng)用規(guī)模也在逐漸增加，研究表明，截至2014年我國(guó)MBR工藝應(yīng)用規(guī)模已經(jīng)超過(guò)450萬(wàn)m3/d。

圖1 典型CAS與MBR工藝流程

表2 地上式與地埋式污水處理廠特點(diǎn)對(duì)比

表3 國(guó)內(nèi)主要地埋式MBR污水廠

圖1為典型傳統(tǒng)工藝（a）和典型MBR工藝（b），由圖1可以看出，相對(duì)于傳統(tǒng)活性污泥工藝（CAS工藝），MBR工藝具有較短的流程、更短的水力停留時(shí)間，因此MBR工藝構(gòu)筑物更少，構(gòu)筑物的布置更為緊湊。從結(jié)構(gòu)布置、施工難度和投資成本方面考慮，MBR工藝更適用于地埋式污水處理工程。

截至目前，地埋式污水處理廠在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)初具規(guī)模，地埋式污水處理采用MBR工藝較多，國(guó)內(nèi)主要地埋式MBR污水處理廠統(tǒng)計(jì)如表3所示。

國(guó)內(nèi)地下污水處理廠建設(shè)規(guī)模增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，MBR工藝由于其自身的優(yōu)點(diǎn)，在地埋式污水處理廠應(yīng)用中更具優(yōu)勢(shì)，其在地埋式污水處理廠中占比也越來(lái)越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在建或已建成地埋式污水處理廠30多座，總設(shè)計(jì)處理規(guī)模約250萬(wàn)t/d，其中以MBR工藝為主的約占50%。

結(jié) 語(yǔ)

①我國(guó)城市的污水處理廠大都面臨用地緊張、出水水質(zhì)要求高、環(huán)保要求嚴(yán)的問(wèn)題，地埋式MBR污水處理廠已逐步成為解決這些問(wèn)題的一條新途徑。

②地埋式污水處理廠存在施工難度大、投資高、運(yùn)行難度大等缺點(diǎn)，但地埋式污水處理廠在社會(huì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等方面的影響以及由此引起的附屬效應(yīng)使得地埋式污水處理廠更具應(yīng)用前景。

③MBR工藝由于其流程短、布局緊湊等優(yōu)點(diǎn)，相比于布局復(fù)雜、構(gòu)筑繁多的傳統(tǒng)工藝更適用于地埋式污水處理廠；相對(duì)于傳統(tǒng)工藝，MBR工藝應(yīng)用于地埋式污水處理廠不僅減少了工程量，還降低了施工成本。

陳翔，侯曉慶，賈海濤，張朋川，北京碧水源科技股份有限公司）