MBR膜工藝在賽里木湖污水處理廠的應(yīng)用研究

韓超男

摘要：新疆是我國的重點缺水地區(qū)，水資源的過度開采致使地下水位急劇下降，污水處理設(shè)施的不完善也造成了更多的水污染現(xiàn)象，環(huán)境惡化嚴重?，F(xiàn)今為了節(jié)約用水，我們從開源、節(jié)流兩方面入手，加大污水處理力度，提高中水回用效率，是節(jié)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(shè)為例，簡要闡述MBR膜工藝處理污水的應(yīng)用，對景區(qū)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(xù)發(fā)展具有十分的積極的意義。

關(guān)鍵詞：MBR；污水處理；應(yīng)用

1.工程建設(shè)背景

賽里木湖風景區(qū)自古以來就是優(yōu)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(qū)也是一個觀光游覽、休閑度假的勝地，根據(jù)《2011年賽里木湖景區(qū)游客統(tǒng)計分析報告》，2011年賽里木湖游覽觀光總?cè)藬?shù)約為32.6萬人，同比增長86.3%，旅游收入千萬以上。除牧業(yè)、旅游業(yè)外，水產(chǎn)養(yǎng)殖也是賽里木湖地區(qū)的重要經(jīng)濟支柱，賽里木湖的冷水魚養(yǎng)殖也取得成功，2003年商品魚產(chǎn)量達100噸。

根據(jù)景區(qū)的整體規(guī)劃，大力發(fā)展旅游業(yè)是推動地方經(jīng)濟的主要目標，隨著景區(qū)建設(shè)的逐漸完善，接納的人口規(guī)模也在不斷增加，同時產(chǎn)生的生活污水量也將大幅提升。但是景區(qū)沒有配備相應(yīng)的污水處理設(shè)施，污水帶來的環(huán)境問題嚴重制約了景區(qū)的遠期發(fā)展，同時落后的衛(wèi)生環(huán)境也存在著巨大的健康安全隱患，急需建設(shè)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(xiàn)污水的達標排放及資源化利用。

2.污水水量設(shè)計

結(jié)合《賽里木湖風景名勝區(qū)綜合服務(wù)基地近期修建性詳細規(guī)劃》，確定本工程的近期設(shè)計年限為2020年，遠期設(shè)計年限為2030年。根據(jù)相關(guān)規(guī)范及賽里木湖風景名勝區(qū)綜合服務(wù)基地建設(shè)發(fā)展具體情況，并結(jié)合景區(qū)地形特點、現(xiàn)狀排水管道的鋪設(shè)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(shè)計計算。

賽里木湖風景名勝區(qū)人口構(gòu)成主要為游客、服務(wù)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(chǎn)生的污水無法集中收集，故本次設(shè)計不考慮游牧的牧民產(chǎn)生的污水。根據(jù)《賽里木湖風景名勝區(qū)總體規(guī)劃（2008-2025）》游客發(fā)展規(guī)模預(yù)測可以推算出2025年適游期210天生態(tài)容量總量為98.7萬人次，確定本次規(guī)劃旅游上限人口為98.7萬次。

由于景區(qū)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(qū)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(jù)人均生活用水量定額的85%左右計取。根據(jù)上述測算，確定近期設(shè)計人口為4629人，遠期設(shè)計人口為8448人；結(jié)合賽里木湖風景名勝區(qū)綜合服務(wù)基地現(xiàn)狀及發(fā)展需要，考慮景區(qū)近期規(guī)劃新建多處酒店等服務(wù)設(shè)施，故近、遠期生活污水量標準取170L/Cap.d。

景區(qū)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(jīng)過以上計算，賽里木湖風景名勝區(qū)綜合服務(wù)基地排水規(guī)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(shù)：Kz=2.18；遠期污水總變化系數(shù)：Kz=1.99。

3.進出水水質(zhì)設(shè)計

3.1進水水質(zhì)

根據(jù)旅游接待設(shè)施配置及當?shù)啬撩竦纳钏郊跋嚓P(guān)旅游景區(qū)污水水質(zhì)參數(shù)，確定污水廠進水水質(zhì)：BOD200mg/L，COD350mg/L，SS220mg/L，TN35mg/L，TP4mg/L，NH3-N25mg/L。

3.2出水水質(zhì)

根據(jù)國家及當?shù)丨h(huán)保標準及具體要求，并考慮處理后中水可用于景區(qū)草場澆灑，確定本設(shè)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(zhì)》（GB/T25499-2010）標準，即污水處理后出水主要控制水質(zhì)指標為：PH6-9mg/L，蛔蟲卵數(shù)≤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(jù)景區(qū)總體規(guī)劃，本工程出水水質(zhì)環(huán)保監(jiān)測控制目標應(yīng)能同時達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中一級標準的A標準，即設(shè)計出水水質(zhì)應(yīng)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(yīng)性強；符合當?shù)匚鬯愋退恳约疤幚砗蟮乃|(zhì)、水量要求。結(jié)合污水處理要求及施工條件，本次工程選取膜生物反應(yīng)器（MBR）法處理工藝。

膜生物反應(yīng)器凈化水質(zhì)的原理是基于高效生物降解和沉淀技術(shù)。反應(yīng)器內(nèi)裝填的無阻塞、比表面積大的填料始終處于流態(tài)化，極大地優(yōu)化了生物傳質(zhì)過程，提高了反應(yīng)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(zhì)好且穩(wěn)定，占地面積小，土建費用低，污泥產(chǎn)量小等特點。

污水經(jīng)格柵流入污水調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)進行水量的調(diào)節(jié)均質(zhì)，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)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(diào)節(jié)曝氣中，減少了因大量表面活性劑而產(chǎn)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?yún)捬醭?，流過缺氧池，通過缺氧池內(nèi)集水槽流入膜池，池內(nèi)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(shè)備實現(xiàn)泥水分離。

工藝流程：污水→格柵→調(diào)節(jié)池→毛發(fā)聚集器→提升泵→厭氧池→缺氧池→膜生物反應(yīng)器→中水貯存池→提升泵→出水。

5.構(gòu)筑物設(shè)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(zhì)，對后續(xù)管道、水泵及膜片起到保護作用。

調(diào)節(jié)池：收集、貯存、調(diào)節(jié)原水，污水經(jīng)格柵處理后進入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)進行預(yù)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(diào)節(jié)池設(shè)置穿孔曝氣系統(tǒng)，混合水質(zhì)，均勻水量，防止SS在池內(nèi)沉淀，減少后續(xù)設(shè)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(zhì)，沉淀物和剩余污泥定期排除。

缺氧池：主要功能是脫氮，循環(huán)的混合液量較大，缺氧池建設(shè)兩座。

膜生物反應(yīng)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(zhì)，通過膜的過濾作用，將微生物和其它懸浮物完全截留，實現(xiàn)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(diào)節(jié)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(huán)。

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(qū)污水處理廠集中處理。

結(jié)語

本工程建成后對賽里木湖風景名勝區(qū)生活污水進行統(tǒng)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(jié)約了水資源，同時有較明顯的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。