田 力，張照元

(丹東北方環(huán)保工程有限公司，遼寧 丹東 118002)

罐頭廠廢水處理工程的MBR系統(tǒng)介紹

田 力，張照元

(丹東北方環(huán)保工程有限公司，遼寧 丹東 118002)

罐頭廠每天排放大量廢水，有機(jī)物含量較高，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。以丹東罐頭廠為例，通過采用氣浮+MBR處理工藝，可使罐頭廠排水達(dá)到國(guó)家城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

有機(jī)物;氣浮;MBR膜

前言

MBR全稱膜生物反應(yīng)器，是將膜技術(shù)應(yīng)用于污水處理的一項(xiàng)新興技術(shù)。MBR 可在緊湊的空間內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)微生物對(duì)污染物質(zhì)的降解和超濾膜對(duì)污染物質(zhì)的分離，而降解與分離之間又存在著協(xié)同作用，是一種高效、實(shí)用的污水處理技術(shù)。其出水中不含懸浮物，COD也很低，而且只需投加少量消毒劑，避免了管道的二次污染，排水可以回用或直接排放，實(shí)現(xiàn)了污水的資源化。但MBR在國(guó)內(nèi)應(yīng)用于實(shí)際工程的卻不多，主要原因是因?yàn)槟さ膬r(jià)格較高，增加了工程投資。不過隨著膜技術(shù)的成熟、膜組件的大規(guī)模生產(chǎn)，膜的價(jià)格已在逐年降低。同時(shí)，廢水排放標(biāo)準(zhǔn)提高后，MBR工藝比傳統(tǒng)廢水三級(jí)處理方法的優(yōu)勢(shì)明顯，所以該工藝具有廣闊的應(yīng)用前景。本文結(jié)合丹東罐頭廠污水處理工程，介紹了該廠污水處理工程的MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

丹東罐頭廠是一家生產(chǎn)、加工、貯存板栗和水果罐頭的企業(yè)，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷日本、韓國(guó)和東南亞等國(guó)家及地區(qū)。在罐頭生產(chǎn)的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量廢水，而且懸浮物和有機(jī)物濃度較高，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和國(guó)家節(jié)能減排力度的加大，丹東罐頭廠建成了一座污水處理系統(tǒng)，采用氣浮+MBR處理工藝，使罐頭廠的排水達(dá)到了國(guó)家城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 污水水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)丹東罐頭廠的原始資料，污水水量為200m3/d，處理能力按10m3/h設(shè)計(jì)，工藝設(shè)施按24h連續(xù)運(yùn)行設(shè)計(jì)。出水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918/2002）一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

2 工程主體工藝流程的確定

2.1 MBR與傳統(tǒng)三級(jí)污水處理工藝的比較（見表2）

從表2比較可見，MBR比傳統(tǒng)三級(jí)污水處理工藝有明顯優(yōu)點(diǎn)。因此本工程選用氣浮+MBR處理工藝。

2.2 處理工藝流程

根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量及排放標(biāo)準(zhǔn)，本工程采用先進(jìn)的膜生物反應(yīng)器法（MBR法），處理工藝流程如下圖。

MBR法處理工藝流程圖

表2 MBR與傳統(tǒng)三級(jí)污水處理工藝的比較

3 污水處理工藝流程說明

3.1 格柵

格柵用以去除污水中較大顆粒和纖維狀的雜質(zhì)，防止泵的阻塞和損傷，減輕處理負(fù)荷。來水具有一定的作用水頭，重力自流到格柵，格柵出水重力自流入調(diào)節(jié)池。因來水水量較少，大顆粒雜物不多，格柵采用無動(dòng)力式，截留下來的污物由人工清除。格柵寬度200mm，格柵縫隙1mm，材質(zhì)為304鋼。

3.2 污水調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池用以調(diào)節(jié)水量、均化水質(zhì)，使后續(xù)處理工藝在相對(duì)穩(wěn)定的條件下工作，同時(shí)調(diào)節(jié)池設(shè)風(fēng)機(jī)曝氣，除臭降溫，還可防止懸浮物沉積。調(diào)節(jié)池出水由提升泵提升至氣浮單元。池內(nèi)沉積的污泥和砂礫由人工定期清理。調(diào)節(jié)池主要設(shè)計(jì)參數(shù)：有效水深為3m；有效容積為80m3；HRT為8h。

3.3 氣浮池

罐頭產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的廢水含有較多的蛋白質(zhì)、果膠和懸浮物，而這些物質(zhì)比重小、可生化性較差，因此只能通過氣浮的方式將這些物質(zhì)去除。

氣浮池由池本體、刮油機(jī)、空壓機(jī)、溶氣罐和溶氣泵等組成。處理能力為30m3/h，尺寸4.50×2×2.2（m）。材質(zhì)碳鋼（Q235-A），內(nèi)部防腐襯玻璃鋼外涂醇酸磁漆。

3.4 MBR生化處理

（1）生物接觸氧化

生物接觸氧化由氧化池、填料、布水裝置和曝氣系統(tǒng)四部分組成，運(yùn)行時(shí)填料全部浸沒在污水中，利用機(jī)械裝置向水體充氧，生物膜絕大部分附著在固體填料上。由于吸附作用，生物膜表面上附著一層滯流薄水層，空氣中的氧通過滯流層進(jìn)入生物膜，在有氧條件下，污水層內(nèi)的有機(jī)物不斷被膜中微生物吸附、氧化分解。滯流層內(nèi)的有機(jī)物濃度大大低于流動(dòng)層，在傳質(zhì)推動(dòng)力作用下，流動(dòng)層內(nèi)的有機(jī)物不斷向附著層轉(zhuǎn)移，使流動(dòng)層在整體流動(dòng)中逐步得到凈化，達(dá)到處理污水中有機(jī)物的目的。

（2）膜生物反應(yīng)器（MBR）

在本工程的膜生物反應(yīng)器中，采用的是日本三菱公司生產(chǎn)的膜元件。膜元件以一種獨(dú)特結(jié)構(gòu)組合成膜組件浸放于曝氣池中，由于膜0.3微米的孔徑能夠阻止細(xì)菌通過，所以可將曝氣池中的細(xì)菌膠團(tuán)和游離細(xì)菌全部保留在曝氣池中，從而實(shí)現(xiàn)了泥水分離，免除了后續(xù)的二沉池，各種懸浮顆粒、細(xì)菌、藻類、COD及有機(jī)物均可得到有效去除，保證了出水懸浮物接近零的優(yōu)良出水水質(zhì)，可以直接回用。

由于微濾膜的近乎百分之百的細(xì)菌隔離作用，可使曝氣池中的生物濃度達(dá)到1萬mg/L以上，不僅提高了曝氣池抗沖擊負(fù)荷的能力，而且將所需的曝氣池容積縮減至傳統(tǒng)曝氣方式的1/8～1/5。池容積的縮小大大降低了生化系統(tǒng)的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。

采用鼓風(fēng)機(jī)曝氣，在提供微生物生長(zhǎng)所必須的溶解氧之外，還可使上升的氣泡及其產(chǎn)生的紊動(dòng)水流清洗膜絲表面，阻止污泥聚集，保持膜通量穩(wěn)定，設(shè)計(jì)氣水比為20∶1。MBR中產(chǎn)生的剩余污泥由氣提泵定量提升至污泥濃縮池，污泥在其中濃縮，并使污泥減容，上清液回流至調(diào)節(jié)池。因來水營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，為保證活性污泥反應(yīng)正常進(jìn)行，調(diào)節(jié)來水的營(yíng)養(yǎng)平衡，在MBR的進(jìn)水管道中注入營(yíng)養(yǎng)劑（由磷酸氫二銨和尿素配制），MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。

（3）膜清洗

使用膜分離活性污泥法時(shí)，為了保持長(zhǎng)期的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，藥品清洗是不可缺少的。系統(tǒng)外浸漬清洗指從活性污泥池中取出膜組件，在裝有規(guī)定藥液的其它清洗池內(nèi)浸漬一定時(shí)間，分解附著到膜表面的有機(jī)物等，恢復(fù)膜間壓差的方法。系統(tǒng)外浸漬清洗需要浸漬清洗池、膜組件取出用設(shè)備（提升機(jī)等）、高壓水清洗設(shè)備（可以使用自來水），以及各藥液池等。一般是先堿洗，后酸洗。但根據(jù)膜堵塞情況（排水種類不同），也可只使用堿洗，具體措施需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。

（4）污泥消化池

膜生物反應(yīng)器所排放的剩余污泥在池中進(jìn)行好氧消化穩(wěn)定處理，以減少污泥的體積和提高污泥的穩(wěn)定性。好氧消化后的污泥量較少，定期排至菜地用做堆肥（或環(huán)衛(wèi)部門定期用車外運(yùn)）。上清液回流至調(diào)節(jié)池。

上述生化處理系統(tǒng)設(shè)備為半地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括一、二級(jí)接觸生化池、MBR反應(yīng)池和污泥池，外形尺寸：16×55×3.5（m），處理水量為10m3/h。

3.5 消毒裝置

消毒方式采用次氯酸鈉殺菌。

3.6 風(fēng)機(jī)

用于膜生物反應(yīng)器、調(diào)節(jié)池預(yù)曝氣及污泥消化池的好氧消化處理等。

4 系統(tǒng)的自控設(shè)計(jì)

廢水處理系統(tǒng)的控制全部集成在電控柜中。各設(shè)備的運(yùn)行由電控柜中的PLC控制， PLC由電源、框架、處理器和I/O模板四部分組成，可以和現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、變送器、自動(dòng)化儀表相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)管理。如調(diào)節(jié)池和MBR的水位情況通過浮球液位計(jì)傳送到PLC，通過PLC控制移送泵和自吸泵的動(dòng)作。當(dāng)調(diào)節(jié)池超過一定水位，并且MBR水位在中水位以下時(shí)，移送泵開始工作，將污水送至MBR，直到MBR水位達(dá)到高水位。當(dāng)MBR水位在低水位以上時(shí)，自吸泵開始間歇工作，抽出的膜處理水送入回用水池。如果MBR的水位降至中水位以下，污水會(huì)由移送泵自動(dòng)補(bǔ)充至高水位，此動(dòng)作反復(fù)進(jìn)行，直至調(diào)節(jié)池水位下降至低水位，移送泵停止工作，MBR水位降至低水位以下時(shí)，自吸泵停止工作。

投加消毒劑和營(yíng)養(yǎng)劑的計(jì)量泵分別與移送泵和自吸泵同步，藥劑自動(dòng)投加。另外，泵與風(fēng)機(jī)均有熱過載和空開過載保護(hù)，所有潛水泵均有漏電保護(hù)。風(fēng)機(jī)、移送泵、自吸泵均為1用1備，24h自動(dòng)切換。

改變?cè)O(shè)備狀態(tài)的界面為電控柜上的觸摸屏。觸摸屏上的畫面可顯示包括系統(tǒng)中全部設(shè)備的列表，點(diǎn)擊后可看到相應(yīng)設(shè)備的當(dāng)前工作狀態(tài)，并可對(duì)設(shè)備現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行改變；同時(shí)還可以看到當(dāng)前所有設(shè)備的累計(jì)工作時(shí)間、各水池的水位、系統(tǒng)運(yùn)行期間出現(xiàn)的報(bào)警等等。當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)，觸摸屏上有相應(yīng)的報(bào)警畫面出現(xiàn)，同時(shí)有解決報(bào)警的提示。

5 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

（1）人員編制

由于本工程基本無需人員操作，現(xiàn)實(shí)行三班一人制，即一共三班，每班一人，主要工作為檢查各機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行情況。

（2）投資情況

廢水處理站工程總投資92萬元。其中，土建構(gòu)筑物26萬元，設(shè)備66萬元。根據(jù)以上總投資，折合單位廢水投資為3750元/m3。

（3）運(yùn)行費(fèi)用

運(yùn)行費(fèi)用為1.6元/m3污水，詳見表3。

表3 運(yùn)行費(fèi)用統(tǒng)計(jì)

6 工程運(yùn)行結(jié)果及環(huán)境效益

工程經(jīng)四個(gè)月調(diào)試后，環(huán)境監(jiān)測(cè)單位對(duì)工程出水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果為：COD為38mg/L，BOD為5mg/L，SS為0，pH為7.43，色度為1倍。

采用氣浮+MBR處理工藝，該罐頭廠排水達(dá)到了國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，每年可少向環(huán)境排放污染負(fù)荷COD 525t、BOD589t、SS9t，環(huán)境效益顯著。

7 結(jié)論

（1）丹東罐頭廠污水處理工程采用氣浮+MBR工藝，自2009年10月投產(chǎn)以來運(yùn)行情況良好，出水水質(zhì)COD平均為38mg/L，BOD平均為8mg/L，SS為0，其水質(zhì)完全達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918/2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)和《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ25.1-89）。設(shè)計(jì)規(guī)模為10m3/h的MBR污水系統(tǒng)運(yùn)行成本為1.6元/m3。該工藝應(yīng)用于各種工業(yè)企業(yè)、賓館、寫字樓等是經(jīng)濟(jì)可行的。

（2）MBR除污效率高，出水水質(zhì)穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，易于管理。

MBR System Design of Wastewater Treatment Engineering in a Cannery

TIAN Li, ZHANG Zhao-yuan
(Dandong North Environmental Protection Project Co., Ltd., Dandong Liaoning 118002, China)

A lot of wastewater with higher organic matter content is drained from Dandong cannery per day. Through using the air fl oatation +MBR treatment techniques, the drainage from Dandong canning factory accords with the fi rst A eff l uent standards of town sewage treatment plant.

organics; fl oatationg; MBR membrane

X703

A

1006-5377（2010）11-0051-04