膜生物反應(yīng)器與臭氧活性炭組合工藝在高品質(zhì)再生水廠的應(yīng)用

朱 強(qiáng)

(北京首創(chuàng)股份有限公司，北京 100044)

隨著我國(guó)環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)和資源可持續(xù)循環(huán)利用要求愈發(fā)嚴(yán)格，大部分省份及直轄市出臺(tái)了地方城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，要求新(改、擴(kuò))建污水廠執(zhí)行新的排放限值。針對(duì)日益提高的排放標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)工藝處理技術(shù)已經(jīng)無法滿足需求，為保證出水水質(zhì)，目前普遍采用強(qiáng)化生物處理+深度處理及提高碳源利用效果的綜合手段來確保達(dá)標(biāo)排放[1]。其中，以膜生物反應(yīng)器(MBR)組合工藝為代表，在針對(duì)不同高標(biāo)準(zhǔn)排放要求的項(xiàng)目中均以得到廣泛運(yùn)用。

1 項(xiàng)目背景及概況

本項(xiàng)目建成前，流村鎮(zhèn)中心區(qū)及其周邊地區(qū)尚無集中污水處理廠，有部分小型污水處理裝置，大部分污水經(jīng)地表徑流至周邊河道或滲入地下，造成河道及地下水污染嚴(yán)重。根據(jù)規(guī)劃要求，區(qū)域內(nèi)將完善管網(wǎng)建設(shè)，提高污水的收集率和處理率，并同步實(shí)現(xiàn)污水的資源化。為了解該區(qū)域污水排除與處理問題，改善地區(qū)水環(huán)境質(zhì)量，需新建1座再生水廠，利用中水滿足區(qū)域內(nèi)建筑沖廁用水、綠地澆灑用水、道路澆灑用水、部分河湖補(bǔ)水的要求。項(xiàng)目建成后，可解決地區(qū)污水排放與處理的問題，有效緩解區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水環(huán)境污染之間的矛盾，提高該地區(qū)水資源的循環(huán)利用能力，促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

項(xiàng)目位于北京西北部山區(qū)生態(tài)屏障的重點(diǎn)區(qū)域，所處區(qū)域水環(huán)境介于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的II類及Ⅲ類水。為滿足區(qū)域水環(huán)境及再生水回用的要求，出水水質(zhì)應(yīng)滿足北京市《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/890—2012)要求。本文以北京某再生水廠為例，介紹采用的“MBR+臭氧脫色氧化+活性炭吸附”工藝和該項(xiàng)目的技術(shù)路線要點(diǎn)及運(yùn)行結(jié)果。

2 技術(shù)路線及工藝流程

2.1 設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)

再生水廠工程分兩期建設(shè)：近期處理規(guī)模為2 000 m3/d，遠(yuǎn)期處理規(guī)模達(dá)到1.3萬m3/d。一期工程占地9 000 m3，遠(yuǎn)期占地25 000 m3。

2.1.1 進(jìn)水水質(zhì)

本項(xiàng)目進(jìn)水主要是城市生活污水，另有少量接管范圍內(nèi)制藥企業(yè)的工業(yè)廢水(達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)，未來不斷遷出)，工業(yè)廢水量所占比例較小(<10%)。類比北京地區(qū)類似項(xiàng)目的進(jìn)水水質(zhì)，參照相關(guān)的主要標(biāo)準(zhǔn)，包括《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)以及北京市《水污染綜合物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/307—2013)，考慮到鎮(zhèn)區(qū)建設(shè)的發(fā)展，排水系統(tǒng)將逐步完善，并適當(dāng)留有一定的余地，根據(jù)實(shí)測(cè)水質(zhì)情況，其生化性較好，確定再生水廠進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及實(shí)測(cè)水質(zhì)表Tab.1 Design Influent Quality and Measured Water Quality

2.1.2 出水水質(zhì)

根據(jù)規(guī)劃及環(huán)評(píng)要求，再生水廠出水水質(zhì)指標(biāo)執(zhí)行北京《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(DB 11/890—2012)》規(guī)定的新(改、擴(kuò))建城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施基本控制項(xiàng)目排放限值A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)，本項(xiàng)目的建筑沖廁用水、綠地澆灑用水、道路澆灑用水、部分河湖補(bǔ)水可由中水代替。再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18920—2002)、《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 18921—2002) 等相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。因此，確定再生水廠主要指標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)Tab.2 Design Effluent Quality

2.2 重點(diǎn)難點(diǎn)

本項(xiàng)目位于北京市北部地區(qū)，為重要的生態(tài)保護(hù)區(qū)域，重點(diǎn)需解決以下幾個(gè)難點(diǎn)。

(1)主要出水指標(biāo)均要達(dá)到地表準(zhǔn)Ⅲ類的要求，特別是色度、SS及TN要求極高，實(shí)際工程應(yīng)用案例較少，需確保工藝的可靠性和穩(wěn)定性。

(2)如何統(tǒng)籌兼顧C(jī)OD、TN出水指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，盡可能降低投資及運(yùn)營(yíng)成本。

(3)確定臭氧投加量，充分發(fā)揮臭氧輔助脫色及與活性炭吸附組合降解COD的作用。

2.3 主要工藝流程

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)取樣，實(shí)測(cè)進(jìn)水水質(zhì)如表3所示。由表3可知，該項(xiàng)目實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)情況滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其生化性較高。污水通過進(jìn)水渠道進(jìn)入裝有粗格柵的格柵間，在此攔截污水中較大雜質(zhì)。然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池經(jīng)均質(zhì)調(diào)節(jié)后由污水泵提升，再經(jīng)細(xì)格柵進(jìn)一步去除水中雜質(zhì)，進(jìn)入旋流沉砂池去除砂礫[2]。沉砂池出水進(jìn)入膜(超細(xì))格柵間進(jìn)一步去除毛發(fā)纖維類物質(zhì)，出水進(jìn)入生化池及MBR池，去除BOD5、TN、TP、SS等污染物。出水經(jīng)臭氧接觸氧化后進(jìn)入活性炭吸附裝置進(jìn)行吸附處理，最終經(jīng)消毒處理后進(jìn)入回用水池，多余出水排入現(xiàn)況排洪溝。

表3 實(shí)測(cè)水質(zhì)表Tab.3 Measured Water Quality

主體工藝流程：MBR(膜生物反應(yīng)器)工藝+臭氧氧化+活性炭吸附+消毒工藝，工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖Fig.1 Process Flow Chart of System

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1 預(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理系統(tǒng)主要包括：粗格柵、調(diào)節(jié)池及提升泵房、細(xì)格柵、旋流沉砂池及膜格柵。系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量Q=2 000 m3/d，總變化系數(shù)為1.91。考慮到初期管網(wǎng)系統(tǒng)的完善程度及本項(xiàng)目一期規(guī)模較小，為減少?zèng)_擊負(fù)荷，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在預(yù)處理系統(tǒng)中增設(shè)調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量。粗格柵渠尺寸為12 m×7 m×4.7 m，過水流速V=0.6 m/s，鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量為1座。調(diào)節(jié)池尺寸為14 m×12 m×7.7 m，停留時(shí)間為8 h，鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量為1座。提升泵房尺寸為12 m×6 m，與調(diào)節(jié)池合建，鋼砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量為1座。細(xì)格柵與旋流沉砂池合建，細(xì)格柵間尺寸為12.6 m×4.0 m×1.2 m，旋流沉砂池直徑為1 830 mm，2座。旋流沉砂池出水進(jìn)入膜格柵間，膜格柵進(jìn)水渠道共分為2條，膜格柵結(jié)構(gòu)尺寸為12.8 m×4.0 m×1.2 m，進(jìn)水渠道內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)鼓超細(xì)格柵，膜格柵柵條間距為1 mm，安裝角度為5°，膜格柵的柵渣用泵提升至螺旋壓榨機(jī)，然后將柵渣送至垃圾小車外運(yùn)。

3.2 生化池

再生水廠一期工程生化池設(shè)計(jì)規(guī)模為2 000 m3/d，MBR生物池采用AAO處理工藝，設(shè)1個(gè)系列，厭氧區(qū)設(shè)1組，缺氧區(qū)和好氧區(qū)設(shè)2組。

本項(xiàng)目進(jìn)水管網(wǎng)由政府統(tǒng)籌規(guī)劃，并對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行雨污分流改造，原水水質(zhì)滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)可生化性較好，滿足脫氮除磷及去除COD的要求。原水經(jīng)進(jìn)水井進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，生物池內(nèi)分為5條廊道，中間為厭氧區(qū)，兩側(cè)依次為缺氧區(qū)、好氧區(qū)，各功能區(qū)之間設(shè)置隔墻，以保持各區(qū)內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的生化反應(yīng)環(huán)境及穩(wěn)定的水力推流狀態(tài)，同時(shí)可避免進(jìn)水及回流污泥發(fā)生短流現(xiàn)象。缺氧池末端設(shè)混合液回流泵，將缺氧混合液回流到厭氧區(qū)進(jìn)水端，好氧區(qū)末端設(shè)混合液回流泵，將好氧混合液回流到缺氧區(qū)進(jìn)水端。膜生物反應(yīng)池的污泥由泵提升回流到好氧區(qū)前段，剩余污泥進(jìn)入儲(chǔ)泥池。COD去除率可達(dá)92.6%。

由于本項(xiàng)目出水對(duì)TN要求較高，為保證出水TN達(dá)標(biāo)，在進(jìn)水碳源不足的情況下采用投加乙酸鈉的方式補(bǔ)充碳源，以滿足脫氮的需要。TN去除率可達(dá)93.6%。

(1)進(jìn)出水設(shè)計(jì)

污水經(jīng)過預(yù)處理由DN300管道進(jìn)入生物池進(jìn)水井，進(jìn)水井內(nèi)設(shè)進(jìn)水堰，堰頂高程為111.5 m，污水經(jīng)堰溢流通過進(jìn)水孔進(jìn)入?yún)捬醭亍?/p>

經(jīng)生物池處理后的污水通過出水堰進(jìn)入出水渠，出水堰位于每組好氧池末端，出水渠出水經(jīng)DN500出水管道，進(jìn)入MBR膜車間。

(2)主要設(shè)計(jì)參數(shù)

生物池長(zhǎng)為23.6 m，寬為12.6 m，高為7.25 m，設(shè)計(jì)水深6.0 m。生物池主要工藝參數(shù)：生物池?cái)?shù)量為1座，設(shè)計(jì)規(guī)模為2 000 m3/d，厭氧區(qū)停留時(shí)間為2.8 h，缺氧區(qū)停留時(shí)間為7.3 h，好氧區(qū)停留時(shí)間為11.2 h，平均混合液濃度為7 500 mg/L，好氧區(qū)污泥負(fù)荷為0.065 kg BOD5/(kg SS·d)，總污泥齡為26.4 d，膜池污泥回流比為500%，好氧-缺氧混合液回流比為400%，缺氧-厭氧混合液回流比為100%，剩余污泥量為0.39 t/d，生化總實(shí)際需氧量為763 kg O2/d，標(biāo)準(zhǔn)氧傳輸效率為25%，生化總空氣需求量為16.1 m3/min。

(3)化學(xué)除磷

為了保證出水的磷達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，在本工程采用化學(xué)除磷作為生物除磷的補(bǔ)充方式[3]。在生物池出水渠設(shè)1根DN20加藥管內(nèi)投加PAC，設(shè)計(jì)投加量為20.17 mg/L(含10%Al2O3)，設(shè)計(jì)產(chǎn)生化學(xué)污泥0.16 t DS/d。

(4)污泥回流

MBR膜池的回流污泥經(jīng)2根管道分別進(jìn)入2組好氧池前段?；亓魑勰酀舛葹? 000 mg/L，污泥回流比為500%，根據(jù)膜池污泥沉降性能，通過調(diào)整污泥泵的運(yùn)行控制污泥回流量。

(5混合液回流

為保證脫氮效果，需將好氧區(qū)混合液回流至缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化，本工程設(shè)計(jì)生物池內(nèi)回流比例為400%，在MBR生物池2組好氧區(qū)末端各設(shè)計(jì)1臺(tái)內(nèi)回流泵，全部變頻，流量為167 m3/h，揚(yáng)程為1 m，內(nèi)回流混合液回流至缺氧區(qū)的首端。

為保證厭氧池的污泥濃度，需將缺氧區(qū)混合液回流至厭氧區(qū)，本工程設(shè)計(jì)此段內(nèi)回流比例為100%，在MBR生物池2組缺氧區(qū)末端各設(shè)計(jì)1臺(tái)內(nèi)回流泵，全部變頻，流量為83 m3/h，揚(yáng)程為1 m，內(nèi)回流混合液回流至厭氧區(qū)的首端[4]。

(6)曝氣裝置及排空管設(shè)置

好氧池曝氣裝置采用微孔曝氣器，設(shè)計(jì)總曝氣量為16.1 m3/min。每組好氧區(qū)安裝1套曝氣系統(tǒng)。從鼓風(fēng)機(jī)房出來1根DN250空氣總管，設(shè)2根DN200空氣支管。每根空氣支管上設(shè)置1個(gè)空氣流量計(jì)、1個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、1個(gè)手動(dòng)蝶閥?？諝夤艿涝O(shè)在生物池頂，DN200空氣支管上設(shè)置空氣立管的接口。

MBR生物池設(shè)DN200放空井3個(gè)，其中，1個(gè)用于放空厭氧區(qū)，另2個(gè)分別用于放空缺氧區(qū)和好氧區(qū)。放空管直接進(jìn)入廠區(qū)排水系統(tǒng)，最終進(jìn)入進(jìn)水泵房。

3.3 MBR膜系統(tǒng)

MBR膜系統(tǒng)作為工藝系統(tǒng)的核心，取代了傳統(tǒng)二沉池固液分離和顆粒濾料濾池的過濾功能。本工程MBR膜車間內(nèi)分膜系統(tǒng)車間、膜系統(tǒng)風(fēng)機(jī)房、膜系統(tǒng)加藥間。膜系統(tǒng)風(fēng)機(jī)房平面尺寸為6.5 m×6 m，膜系統(tǒng)加藥間平面尺寸為9 m×6 m。MBR膜車間土建設(shè)計(jì)規(guī)模為2 000 m3/d，設(shè)備安裝規(guī)模為2 000 m3/d，總變化系數(shù)Kz=1.91，其中膜箱按1.3的變化系數(shù)配置，為降低負(fù)荷變化對(duì)膜系統(tǒng)的影響，膜池預(yù)留膜箱位置以應(yīng)對(duì)未來的水量波動(dòng)及膜組件通量下降的影響。

膜系統(tǒng)處理工藝流程如圖2所示。

圖2 MBR工藝流程圖Fig.2 Process Flow Chart of MBR

(1)進(jìn)出水設(shè)計(jì)

MBR生物池出水經(jīng)1根DN500管道接至MBR膜池進(jìn)水渠，再由2根DN300管道分別接入2個(gè)膜池，DN300進(jìn)水管道上分別設(shè)置蝶閥調(diào)節(jié)流量。MBR膜池出水經(jīng)2臺(tái)產(chǎn)水泵(Q=60 m3/h，H=11 m)，通過DN250的管道接至臭氧接觸池進(jìn)水井。

(2)主要設(shè)計(jì)參數(shù)

浸沒式膜組件放在單獨(dú)的膜池中，在真空條件下，污水經(jīng)中空纖維膜絲過濾后，由各產(chǎn)水支管收集，從位于膜箱上部?jī)蓚?cè)的集水總管匯集到出水管集中排出。

膜組件主要包括膜片、集水裝置、膜箱、布?xì)庋b置、底座等部件。其中，集水裝置位于膜箱上部[5]，由集水支管、集水總管和出水管組成；布?xì)庋b置安裝在底座上，由曝氣支管、布?xì)夤芎瓦M(jìn)氣管組成；在每套膜組器的布?xì)獗P四端設(shè)置了法蘭，用來定期吹掃沉積在進(jìn)氣管和曝氣管中的污泥。

本工程車間內(nèi)膜池和反洗水池合建：膜池分2組，單組尺寸為5.42 m×3.5 m×4.5 m，有效水深為3.36 m，每個(gè)膜池各設(shè)2個(gè)膜組，預(yù)留1個(gè)膜組位置；反洗水池1座，尺寸為4.19 m×6.82 m×4.5 m，內(nèi)設(shè)膜箱離線清洗區(qū)。

主要工藝參數(shù)：膜池至好氧池循環(huán)比為500%，剩余污泥濃度(膜池內(nèi)污泥濃度)為9 000 mg/L，單個(gè)膜箱設(shè)54支中空纖維膜，單組膜面積為1 620 m2，膜平均孔徑為0.1 μm，名義膜通量為15 L/(m2·h)；膜擦洗需氣量為1 600 m3/h，反沖洗強(qiáng)度為1.13 L/(m2·min)。

(3)MBR膜系統(tǒng)風(fēng)機(jī)房

膜系統(tǒng)風(fēng)機(jī)房平面尺寸為6.5 m×6 m，風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)2臺(tái)，Q=20 m3/min，P=0.04 MPa，全部變頻，為膜池提供氣源，通過曝氣抖動(dòng)膜絲，對(duì)膜組件進(jìn)行擦洗。

設(shè)置空壓機(jī)2臺(tái)，同時(shí)配套空氣過濾器和冷干機(jī)及空氣儲(chǔ)罐，用以工藝和控制提供氣源。

(4)MBR膜系統(tǒng)加藥間

膜系統(tǒng)加藥間平面尺寸為9 m×6 m，內(nèi)設(shè)氫氧化鈉加藥系統(tǒng)1套，檸檬酸加藥系統(tǒng)1套，還原劑加藥系統(tǒng)1套，次氯酸鈉加藥系統(tǒng)1套。

(5)清洗說明

運(yùn)行一段時(shí)間，MBR間歇次數(shù)達(dá)到EFM(在線維護(hù)清洗)設(shè)定值或跨膜壓差升高到EFM設(shè)定值后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行EFM，通過反洗泵和加藥裝置將藥劑注入膜絲內(nèi)進(jìn)行維護(hù)性清洗，使膜絲通量恢復(fù)；間歇次數(shù)達(dá)到CIP(在線化學(xué)清洗)設(shè)定值或TMP(跨膜壓差)達(dá)到CIP設(shè)置值后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行CIP，通過反洗泵和加藥裝置將藥劑注入膜絲內(nèi)進(jìn)行化學(xué)清洗，使膜絲通量恢復(fù)；EFM & CIP均分酸、堿2種方式，加藥間設(shè)置次氯酸鈉、氫氧化鈉、檸檬酸、還原劑4套加藥裝置，程序內(nèi)會(huì)設(shè)定進(jìn)行何種清洗方式。同時(shí)，系統(tǒng)設(shè)置了離線清洗裝置，用于水量高峰時(shí)的膜箱恢復(fù)清洗。

3.4 臭氧氧化

臭氧車間主要包括臭氧發(fā)生間、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、接觸反應(yīng)系統(tǒng)以及臭氧尾氣處理系統(tǒng)。

(1)進(jìn)出水設(shè)計(jì)

膜池出水經(jīng)泵提升后直接進(jìn)入臭氧接觸池的進(jìn)水井，由井底的過水孔(2個(gè))分別進(jìn)入2組臭氧接觸氧化池，后流入臭氧接觸池出水井，最后由1根DN250出水管接至活性炭過濾器進(jìn)水泵的進(jìn)口，出水井設(shè)有1根DN300的超越管，出水溢流可超越活性炭過濾器進(jìn)入清水池進(jìn)水井。

(2)主要設(shè)計(jì)參數(shù)

臭氧接觸池1座分2部分，臭氧反應(yīng)區(qū)和出水井。臭氧反應(yīng)區(qū)分2組，每組分2個(gè)接觸反應(yīng)段，臭氧投加比例為1∶1，布?xì)饬繛楦?0%。

臭氧反應(yīng)區(qū)單組水池寬為1.8 m，進(jìn)水端長(zhǎng)為1 m，第一布?xì)鈪^(qū)長(zhǎng)為0.8 m，第一反應(yīng)區(qū)長(zhǎng)為1.2 m，第二布?xì)鈪^(qū)長(zhǎng)為0.8 m，第二反應(yīng)區(qū)長(zhǎng)為1.2 m，緩沖區(qū)長(zhǎng)為0.95 m，池高為7.15 m；出水井尺寸為7.2 m×1.8 m×7.15 m。配套2臺(tái)臭氧尾氣消除裝置。臭氧投加量根據(jù)MBR出水色度指標(biāo)及COD情況進(jìn)行微調(diào)。

主要設(shè)計(jì)參數(shù)：臭氧投加量為20 mg/L[6]，接觸時(shí)間為15 min，接觸后停留時(shí)間20 min，臭氧接觸池有效水深為6 m。

(3)臭氧發(fā)生間

臭氧發(fā)生間平面尺寸為17.5 m×8.0 m，臭氧投加量為20 mg/L，采用空氣源，設(shè)置2臺(tái)臭氧發(fā)生器(1用1備)，單臺(tái)能力3.5 kg O3/h。設(shè)置空氣處理系統(tǒng)2套(1用1備)，包括空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、冷干機(jī)、吸干機(jī)等設(shè)備。設(shè)置電源控制柜2臺(tái)。

3.5 活性炭吸附裝置

活性炭吸附裝置主要包括活性炭吸附罐及其反沖洗系統(tǒng)。來水經(jīng)臭氧氧化后，可使水中大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，改變其分子結(jié)構(gòu)形態(tài)，提供了有機(jī)物進(jìn)入較小空間的可能性，使得活性炭可以充分吸附有機(jī)物，從而達(dá)到水質(zhì)深度凈化的目的[7]。

為保證出水可以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，在臭氧脫色氧化后通過活性炭吸附裝置確保出水COD等指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，在日常運(yùn)行中，主要起輔助作用，根據(jù)實(shí)際情況適時(shí)開啟運(yùn)行。活性炭吸附裝置主要包括活性炭吸附罐及其反沖洗系統(tǒng)，罐體材質(zhì)采用SS316L，可有效防腐，壽命長(zhǎng)，運(yùn)行穩(wěn)定，根據(jù)實(shí)際情況活性炭更換周期為3年一換。

活性炭過濾間平面尺寸為14 m×6.5 m，設(shè)置3臺(tái)Φ3 200 mm×6 000 mm的活性炭過濾器，2用1備，配套。主要工藝參數(shù)：接觸時(shí)間為12 min，最大濾速為10 m/h，反沖洗強(qiáng)度為5 L/(m2·s)。

4 運(yùn)行結(jié)果

本項(xiàng)目試運(yùn)行期間出水水質(zhì)情況，如表3所示。

表3 實(shí)測(cè)日均出水水質(zhì)Tab.3 Values of Measoured Data of Effluent Water Quality

由表3可知，本項(xiàng)目試運(yùn)行期間，平均進(jìn)水量約為1 600 m3/d，平均負(fù)荷率達(dá)80%，為周邊區(qū)域提供高品質(zhì)再生水平均為1 500 m3/d，出水CODCr為12.1～18.8 mg/L，TN為4～8 mg/L，TP為0.07～0.15 mg/L，SS為0.6～2 mg/L，色度為2～5倍，各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)可穩(wěn)定達(dá)到排放及回用標(biāo)準(zhǔn)。

5 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

該工程總投資為3 715.33萬元(不含土地)，試運(yùn)行成本費(fèi)用：①電費(fèi)為1.53元/m3；②人工費(fèi)為0.71元/m3；③藥劑費(fèi)(含碳源、PAM、PAC、次氯酸鈉等)為0.62元/m3；④污泥處置費(fèi)為0.6元/m3；⑤日常檢修維護(hù)及其他費(fèi)用為0.9元/m3。水處理成本費(fèi)用合計(jì)為4.36元/m3(不含折舊費(fèi)和稅費(fèi)，含外供增壓)。

考慮到本項(xiàng)目出水為到達(dá)再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可對(duì)外銷售，以補(bǔ)貼生產(chǎn)成本，同時(shí)具有顯著的社會(huì)效益。

6 結(jié)語

實(shí)踐表明工程采用“MBR+臭氧氧化+活性炭”組合工藝，滿足北京市新的地方排放標(biāo)準(zhǔn)，具有出水水質(zhì)好的特點(diǎn)，該項(xiàng)目具有一定的示范作用。本工程無論是技術(shù)上，還是運(yùn)行費(fèi)用上都是可行的、合理的，是一種適宜推廣應(yīng)用的高標(biāo)準(zhǔn)再生水處理及回用技術(shù)。

(1)充分發(fā)揮膜生物反應(yīng)器高活性污泥濃度和高效率硝化的特性，使除磷脫氮能力大大提高。同時(shí)，運(yùn)行中根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)和運(yùn)行情況，靈活調(diào)整缺氧區(qū)和厭氧區(qū)的進(jìn)水比例和回流量，最大程度平衡生物除磷脫氮作用。

(2)水力停留時(shí)間HRT與污泥停留時(shí)間SRT分離，使反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度提高，從而提高了系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)水量的抗沖擊能力。

(3)化學(xué)除磷采用多點(diǎn)投加，在一定程度上減緩了膜污染，且根據(jù)出水TP調(diào)整投加量，保障了出水TP達(dá)標(biāo)。

(4)為保證出水TN能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，需加大缺氧段的停留時(shí)間，合理控制膜系統(tǒng)混合液的回流比及DO，同時(shí)輔助投加碳源，以確保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

(5)充分發(fā)揮臭氧氧化功能，在氧化脫色的同時(shí)，有效去除難降解有機(jī)物、臭味等，具有一定的殺菌作用。

(6)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)情況合理使用活性炭吸附系統(tǒng)，確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)的情況下，延長(zhǎng)活性炭使用時(shí)間，降低運(yùn)行費(fèi)用。