膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，處理效果高效穩(wěn)定。無錫市碩放污水處理廠二期工程即采用了先進(jìn)的一體化MBR工藝。一體化MBR池將生化池、膜池、膜設(shè)備間以及消毒池等組合為一體，有效節(jié)省了占地面積，并降低了工程造價(jià)。

1 工程概況

無錫市碩放污水處理廠一期工程(2．0×104m3／d)已建成投產(chǎn)，用于處理碩放鎮(zhèn)區(qū)及工業(yè)園污水。污水規(guī)劃調(diào)整后，碩放污水處理廠收水范圍擴(kuò)大，本次二期工程新建2．0×104m3／d，建成后規(guī)模達(dá)4．0×104m3／d，遠(yuǎn)期規(guī)模為7．0×104m3／d。出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

2 設(shè)計(jì)水質(zhì)  

3 工藝流程

本工程采用預(yù)處理／A3／O生化池／膜池／臭氧消毒處理工藝，污泥處理采用污泥濃縮脫水一體化工藝。工藝流程如圖1所示。   

4 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

本次工程用地按遠(yuǎn)期規(guī)模統(tǒng)一征用，部分土建及設(shè)備安裝規(guī)模按遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)。

4．1粗格柵及進(jìn)水泵房

粗格柵及進(jìn)水泵房采用格柵間與進(jìn)水泵房合建的半地下式濕式泵房，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，平面尺寸為18．9 m×11．2 m。土建按5×104m3／d規(guī)模建成，設(shè)備按2．0×104m3／d規(guī)模安裝。粗格柵2臺(tái)(1用1備)，柵寬為1 200 mm，柵距為20 mm，安裝角度為75°；潛水排污泵3臺(tái)(2用1備)，流量為625 m3／h，揚(yáng)程為150 kPa，功率為35 kW；螺旋壓榨機(jī)1套；起重設(shè)備1套。

4．2細(xì)格柵及曝氣沉砂池

細(xì)格柵及曝氣沉砂池采用合建形式，為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，平面尺寸為(11．6 m×4．0 m)+(20．2 m×7．9 m)。土建及設(shè)備安裝均按5．0×104m3／d規(guī)模完成。為保證膜處理系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，在曝氣沉砂池上設(shè)置撇油裝置；轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵2臺(tái)(1用1備)，柵寬為1 400 mm，柵距為5 mm，安裝角度為35°；鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)，風(fēng)量為4．1 m3／min，風(fēng)壓為40 kPa，功率為5．11 kW；沖洗水泵2臺(tái)，流量為12m3／h，揚(yáng)程為750 kPa，功率為5．5 kW；橋式吸砂機(jī)1套；砂水分離器1套；無軸螺旋輸送機(jī)1套。

4．3精細(xì)格柵池

為了避免污水中雜質(zhì)對后續(xù)膜處理系統(tǒng)的影響，設(shè)置精細(xì)格柵池一座，為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，平面尺寸為4．8 m×11．9 m。土建及設(shè)備安裝均按5．0×104m3／d規(guī)模完成。安裝2臺(tái)過濾精度為1 mm的轉(zhuǎn)鼓式濾孔型細(xì)格柵，轉(zhuǎn)鼓直徑為1．8m；沖洗水泵2臺(tái)，流量為12 m3／h，揚(yáng)程為750 kPa，功率為5．5 kW；無軸螺旋輸送機(jī)1套。

4．4一體化MBR池

一體化MBR生化處理系統(tǒng)是污水處理的核心部分，由生化反應(yīng)池、膜池、膜設(shè)備車間組成，其中生化反應(yīng)池露天設(shè)置，MBR膜組件池和所需膜設(shè)備放置在車間內(nèi)。

一體化MBR池采用合建形式，為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，平面布置見圖2，設(shè)計(jì)參數(shù)詳見表2，土建及設(shè)備安裝均按2．0×104m3／d規(guī)模完成。

4．4．1生化反應(yīng)池

生化反應(yīng)池主要包括厭氧區(qū)、缺氧池I、好氧區(qū)以及缺氧區(qū)Ⅱ，有效水深為6 m，總水力停留時(shí)間為17．76 h。精細(xì)格柵池的出水與缺氧區(qū)Ⅱ末端的回流污泥混合進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，在厭氧條件下聚磷菌完成磷的釋放及其活性的恢復(fù)。厭氧區(qū)出水與好氧區(qū)回流污泥混合進(jìn)入缺氧區(qū)I進(jìn)行反硝化反應(yīng)完成TN的去除，同時(shí)BOD5得到快速降解。缺氧區(qū)I出水進(jìn)入好氧區(qū)，并與膜池回流污泥混合，在好氧環(huán)境下有機(jī)污染物被大量降解、氨氮得以硝化，聚磷菌在此完成對磷的過量吸收。好氧區(qū)的出水富含大量NO2-和NO3-進(jìn)入缺氧區(qū)Ⅱ，由于該區(qū)外碳源耗盡，反硝化菌以微生物內(nèi)源代謝為碳源進(jìn)行內(nèi)源反硝化，進(jìn)一步保障TN的去除，出水進(jìn)入膜池。

厭氧區(qū)設(shè)低速推流器4臺(tái)，功率為3 kW；缺氧區(qū)I設(shè)低速推流器8臺(tái)，其中6臺(tái)功率為3 kW，2臺(tái)功率為4 kW；好氧區(qū)設(shè)低速推流器8臺(tái)，功率為4kW；缺氧區(qū)Ⅱ設(shè)低速推流器8臺(tái)，功率為4 kW。缺氧區(qū)Ⅱ與厭氧區(qū)之間設(shè)回流泵2臺(tái)，流量為860 m3／h，揚(yáng)程為5 kPa，功率為2．5 kW；好氧區(qū)與缺氧區(qū)I之間設(shè)回流泵2臺(tái)，流量為1670 m3／h，揚(yáng)程為5kPa，功率為4 kW；好氧區(qū)設(shè)微孔曝氣器2090套，通氣量為3～5 m3／(h&S226;套)。

4．4．2膜池

膜池設(shè)計(jì)4格，并列運(yùn)行，有效水深為4．0 m，單格平面尺寸為15．8 m×6．25 m，前后分別設(shè)置進(jìn)水渠道和回流渠道。缺氧區(qū)Ⅱ的出水進(jìn)入膜池，膜出水匯入集水管中由抽吸泵排出，實(shí)現(xiàn)泥水分離。為保證膜組件的正常過水能力，設(shè)置3格膜清洗池，以對膜組件進(jìn)行定期清洗。同時(shí)在日常運(yùn)行過程中對膜組件鼓風(fēng)，使其周圍氣水振蕩，保持膜表面清潔，同時(shí)起到曝氣的作用。

膜池內(nèi)共安裝膜組件20箱，單個(gè)膜箱產(chǎn)水量為1000 m3／d、膜面積為1500 m2；膜池回流渠道內(nèi)安裝回流泵2臺(tái)，流量為2000 m3／h，揚(yáng)程為6 kPa，功率為7．5 kW；剩余污泥泵2臺(tái)，流量為30 m3／h，揚(yáng)程為188 kPa，功率為3．7 kW。

4．4．3膜設(shè)備車間

膜設(shè)備車間與配電間、臭氧發(fā)生間合建，內(nèi)設(shè)抽吸泵、反沖洗泵、CIP泵、真空泵、壓縮空氣系統(tǒng)、次氯酸鈉投加系統(tǒng)、檸檬酸投加系統(tǒng)等配套設(shè)備。產(chǎn)水抽吸泵4臺(tái)，流量為240 m3／h，揚(yáng)程為100 kPa，功率為11kW；離心反洗水泵2臺(tái)，流量為280 m3／h，揚(yáng)程為140 kPa，功率為15 kW；真空泵2臺(tái)，流量為120 m3／h，壓力為5 kPa，功率為4 kW；空壓機(jī)2臺(tái)，流量為0．67 m3／min，壓力為0．8 MPa，功率為5．5kW；壓縮空氣罐2個(gè)，容量為1 m3，壓力為0．8MPa；冷干機(jī)1臺(tái)，流量為0．8 m3／min，功率為0．21kW；CIP泵2臺(tái)，流量為40 m3／h，揚(yáng)程為150 kPa，功率為5．5 kW；冷卻泵2臺(tái)，流量為10．8 m3／h，揚(yáng)程為240 kPa，功率為1．5 kW；檸檬酸、次氯酸鈉加藥系統(tǒng)各1套；起重設(shè)備2套。

4．5臭氧消毒池

本次工程采用臭氧接觸消毒工藝，空氣源現(xiàn)場制備臭氧，按2×104 m3／d流量配置臭氧發(fā)生器1套，設(shè)計(jì)接觸反應(yīng)時(shí)間為20 min。設(shè)臭氧發(fā)生器1臺(tái)，發(fā)生量為2 kg／h，臭氧產(chǎn)生濃度為2．3％，功率為34 kW；吸附干燥系統(tǒng)l套，流量為4 m3／min；冷凍干燥機(jī)1臺(tái)，流量為7 rn3／min，功率為1．17 kW；空氣壓縮機(jī)1臺(tái)，流量為2．68 m3／min，功率為15kW；儲(chǔ)氣罐1個(gè)，有效容積為0．3 m3，工作壓力為0．8 MPa；接觸消毒池上設(shè)置尾氣破壞系統(tǒng)1套。

臭氧發(fā)生間和接觸消毒池均與一體化MBR池合建。

4．6鼓風(fēng)機(jī)房

鼓風(fēng)機(jī)房為地面式磚混結(jié)構(gòu)，土建按5．0×104m3／d完成，設(shè)備按2．0×104m3／d安裝，平面尺寸為63．2 m×9．2 m。生化池鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2用1備)，風(fēng)量為75 m3／min，風(fēng)壓為75 kPa，功率為132 kW；膜池鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2用1備)，風(fēng)量為75 m3／min，風(fēng)壓為55 kPa，功率為110 kW；除磷加藥系統(tǒng)1套；起重設(shè)備l套。
4．7貯泥池

貯泥池為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，土建按5×104 m3／d規(guī)模建成，設(shè)備按2．0×104 m3／d安裝，平面尺寸為18．9 m×9．6 m。潛水?dāng)嚢杵鱨臺(tái)，功率為4．0 kW。

4．8脫水機(jī)房

脫水機(jī)房為地面式磚混結(jié)構(gòu)，土建按5×104m3／d規(guī)模建成，設(shè)備按2．0×104m3／d安裝，平面尺寸為(29．3 m×15．2 m)+(16．2 m×10．4 m)。帶式濃縮脫水一體機(jī)1臺(tái)，帶寬為2 m，流量為40～80m3／h，功率為3 kW；污泥螺桿泵2臺(tái)，流量為40～80 m3／h，揚(yáng)程為200 kPa，功率為7．5 kW；反沖洗泵2臺(tái)，流量為28 m3／h，揚(yáng)程為600 kPa，功率為11kW；水平、傾斜螺旋輸送機(jī)各1臺(tái)；污泥料倉1個(gè)，容量為40 m3；起重設(shè)備1套。

4．9變電所

變電所為地面式磚混結(jié)構(gòu)。新建變電所遠(yuǎn)期為整個(gè)廠區(qū)7．0×104 m3／d規(guī)模供電，近期為一期老廠區(qū)及二期新建廠區(qū)供電，建成后取消一期現(xiàn)狀臨時(shí)變壓箱。變電所設(shè)2臺(tái)1600 kVA–10／0．4 kV干式變壓器。
5 工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)

①在膜處理系統(tǒng)前設(shè)置精細(xì)格柵池，并在曝氣沉砂池上設(shè)置撇油裝置，可以保證后期膜處理系統(tǒng)良好的運(yùn)行環(huán)境和處理效果。

②本工程生化處理部分采用強(qiáng)化內(nèi)源反硝化的脫氮除磷A3／O工藝，該工藝在原A2／O基礎(chǔ)上增加了第二段缺氧區(qū)，第二段缺氧區(qū)主要以微生物內(nèi)源代謝作為碳源進(jìn)行反硝化，從而保障出水TN值達(dá)標(biāo)。

③將生化池、膜池、消毒池合建，改善了水力條件，減小了水頭損失，并有效節(jié)省了用地面積，降低了工程造價(jià)。

6 工程投資分析

本工程總投資為8 604．96萬元，其中工程直接費(fèi)為6 410．26萬元；污水處理廠總運(yùn)行成本為1．66元／m3，其中經(jīng)營成本為1．30 元／m3。

7 結(jié)論

無錫市碩放污水處理廠二期工程已建設(shè)完成，目前正在調(diào)試運(yùn)行當(dāng)中，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。相對于傳統(tǒng)工藝而言，MBR工藝擁有更加高效穩(wěn)定的處理效果，在污水處理工程中將得到日益廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王阿華．城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造的若干問題探討[J]．中國給水排水，2010，26(2)：19–22．

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