生活污水处理装置工艺介绍(九江石化)

生活污水处理及回用装置工艺介绍MBR(膜-生物反应器）工艺流程介绍•装置建设前九江石化生活区的住宅生活排水初步沉淀处理后，经管网排放长江。生活区排入长江的生活污水总量每年约450万立方米。•随着我国人口的增长，工农业生产的发展，以及城市建设速度的加快，长江水资源污染逐步加重，给生态环境造成了较为严重的影响。•工业中循环冷却水用水量逐渐大，经过二级处理的生活污水又是循环冷却水较好的水源，这样不仅节约了水资源，保护了环境，还可变废为宝。九江石化本着节水减排的目标建设了该套装置，目的是将这部分生活污水回用于厂区循环冷却水。•排水流量依据实测给水量推算：生活区实测给水用量450万吨/年，扣除管网漏损水量（约20％），依据生活污水总变化系数1.2－1.3，生活污水排放量约520t/h。•生活污水回用处理厂设计规模为：520t/h。•由于场地限制，要在一块150米×50米的场地建一座450万吨/年规模的污水处理场，选择了较为先进的MBR(膜-生物反应器)处理工艺。设计规模•MBR工艺，膜-生物反应器（Membrane-Bioreactor，简称MBR）是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺。•在国内再生水处理工程中也得到了较大的推广和应用。•该技术通过膜组件的高效分离技术，大大提高了生化反应速率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中优势菌种的出现，提高了生化反应速率。•在膜生物反应器中，由中空纤维膜组成的膜组件浸放于好氧曝气区中，由于中空纤维膜0.1μm的孔径可以完全阻止细菌的通过，所以将菌胶团和游离细菌全部保留在曝气池中，从而达到泥水分离，免除了二沉池，各种悬浮颗粒、细菌、藻类、浊度和COD及有机物均得到有效去除，保证了出水悬浮物接近于零的优良出水水质。•由于微滤膜的近乎百分之百的菌种隔离作用，可使曝气池中的生物浓度达到10000mg/L以上，这样大大提高了曝气池的负荷能力。•膜-生物反应器工艺污泥回流进水出水曝气池膜池MBR工艺的特点•处理效率高，出水水质优良稳定，处理出水SS极低，可直接作为生活杂用水回用；•MBR工艺的污泥泥龄一般为30天左右，可以使生化池中的硝化菌含量远远高于常规工艺。同时，由于采用膜过滤的泥水分离方式，使在常规工艺中不易沉淀的硝化菌全部被截留在生化处理池中。MBR工艺具有很好的硝化和反硝化能力，具有很高的氨氮和总氮的去除率，氨氮的去除率可达95％。•运行灵活，对水质水量的变化适应性很强。尤其对于一些新建社区或季节性的度假场所，即使进水量远低于设计水量，通过PLC编程调节运行周期，使运行不受影响。•工艺流程简单，结构紧凑，占地少，适用于任何场合；易于完全实现自动化，无需专人负责运行维护；剩余污泥产量低。•传统活性污泥法工艺流程污泥回流曝气池二沉池传统曝气池传统二沉池•生活区的生活污水经提升泵送入本套处理装置，首先经过自清洗过滤器过滤后，再经沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、膜池进行生物脱氮、除磷、降COD等处理，然后由抽吸泵至清水池，最后由回用水泵送至供水等车间回用。•清水池的部分出水经反冲洗泵输送至膜池进行反冲洗。回用泵的少量出水用于膜组件的离线清洗配药和污泥脱水机的滤布冲洗。流程简介•好氧池溢流和排空、离线化学清洗池排空、清水池溢流、污泥池上清液、污泥脱水间冲洗水等一起自流到废水池，由潜污泵输送至污泥堆放池处理。•生活污水在沉砂池沉淀的污泥可排空至污泥池，膜池产生的剩余活性污泥由剩余污泥泵打入污泥池，再经污泥脱水机脱水处理后送至厂外填埋或送往焦化车间处理。简易流程方框图•流程方框图自清洗过滤器平流沉沙池厌氧池缺氧池好氧池膜池清水池回用格栅生活污水•工艺流程图储泥池脱水机房清水池泵站回用膜池好氧池缺氧池厌氧池流回泥污沉砂池过滤器污泥外运工艺流程图•北污泥脱水间平流沉沙厌氧池缺氧池好氧池清水池膜池泵房、风机房简易平面图工艺平面图总占地面积3099.27平方米，长为105.06米，宽为29.5米；水质指标与回用要求序号水质项目单位生活污水1pH6.5～8.52CODcrmg/L40～1303氨氮mg/L5～204总磷（以P计)mg/L3～55悬浮物mg/L150～2506浊度FTU*7动植物油mg/L1～58钙硬（以CaCO3计）mg/L100～2509总碱度（(以CaCO3计)mg/L100～25010铁mg/L0.2～111菌落总数cfu/ml设计进水水质指标水质指标与回用要求序号水质项目单位处理后出水质1pH6.5～8.52CODcrmg/L≤203氨氮mg/L≤14总磷（以P计)mg/L≤15悬浮物mg/L≤86浊度NTU≤37动植物油mg/L≤18钙硬（以CaCO3计）mg/L≤1209总碱度（(以CaCO3计)mg/L≤12010铁mg/L≤0.311菌落总数cfu/ml≤100设计回用水水质指标序号主要单元主要作用1格栅去除水中的较大颗粒，保证后续设备正常运行，原有。2调节池均衡水质水量，保证后续水量的稳定性。3自清洗过滤器去除水中较1mm以上固体颗粒。4沉砂池去除大于0.2mm悬浮颗粒。5厌氧池、缺氧池其主要脱磷除氮。6好氧池主要去除有机物7MBR反应池主要降解水中的有机物，同时可过滤悬浮物使浊度小于3NTU，可以为回用系统提供良好的水质。自清洗过滤器•自清洗过滤器•自清洗过滤器的目的是进一步去除污水中粒径大于1mm的悬浮物，自清洗过滤器设于沉砂池进水端。自清洗水力筛过滤精度为1mm。自清洗过滤器回收率≥99％，自清洗过滤器反冲洗排水汇集至厂内排水沟。•设计流量：Q=520m3/h自清洗过滤器平流沉沙池沉砂池：9.7mx2mx6m•生化部分采用具有除磷脱氮功能和高效泥水分离的A2/O+MBR工艺•A2/O工艺是在厌氧-好氧除磷工艺的基础上加入缺氧池，并将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池，同时达到反硝化脱氮的目的一种工艺方法，其污水处理机制完全同于活性污泥法。生化部分•A2/O工艺中生物除磷是依靠回流污泥中聚磷菌的活动进行的，聚磷菌是活性污泥在厌氧、好氧交替过程中大量繁殖的一种好氧菌，能在细胞内贮存聚磷酸盐。在厌氧-好氧过程中，聚磷菌在厌氧池中为优势菌种，构成活性污泥絮体的主体，它吸收分子态的有机物。生化部分•聚磷菌将贮存在细胞中的聚磷酸盐中的磷通过水解释放出来，并提供必需的能量。•聚磷菌能从污水中摄取比厌氧条件下所释放更多的磷，在数量上远远超过其细胞合成所需磷量，将磷以聚磷酸盐的形式贮存在菌体内而形成高磷污泥，通过剩余污泥系统排出，获得好的除磷效果。生化部分•缺氧池的首要功能是脱氮，部分氨氮因细胞的合成得以去除。•好氧池是多功能的：有机物被微生物生化氧化，COD再降解，有机氮被氨化继而被硝化，随着硝化过程的进行，氨氮浓度不断增加。生化部分•这是一种推流式的前置反硝化型工艺，厌氧、缺氧和好氧三段功能明确，界线分明，可根据进水条件和出水要求，人工创造和控制三段的时空比例的运转条件。•只要碳源充足（TKN/CODCr＞0.08或BOD/TKN＞4）便可根据需要达到比例高的脱氮率。生化部分厌氧池厌氧池——主要设计参数序号名称规格主要参数数量1厌氧池24.5mx3.9mx6mHRT=1.0h1座2潜水推流器叶轮直径：1800mm功率：3.0kw2台3PH/T计PH:0-141台4ORP计1台缺氧池缺氧池——主要设计参数序号名称规格主要参数数量1缺氧生化池22.2mx3.9mx6mHRT＝1h1座2潜水推进器Φ400；2.5kw1台3缺氧潜水搅拌机390m3/hΦ320；4.0kw2台缺氧池好氧池好氧池——主要设计参数序号名称规格主要参数数量1好氧生化池24.5mx11.6mx6mHRT＝3h1座2管式曝气器1m360根3鼓风机43.3m3/min；58.8kPa；75kw2台4溶氧仪1个好氧池膜池膜池膜池MBR膜池——主要设计参数序号名称规格主要参数数量1膜池15.02mx3.425mx6mHRT＝2.2h泥龄：15天污泥负荷：0.15kgBOD/(kgMLVSS)需氧量：23.17kg/d风量：130m3/min污泥浓度：7000mg/LBOD-SS负荷：0.07kgBOD/kg.MLSS.d4座2膜组件材质：PVDF（聚偏氟乙烯）公称孔径：0.１μm膜面积：25m2单支膜产水量：12.5m3/d过滤压力（kPa）：80反洗压力（kPa）：300使用温度上限（℃）：40常用pH范围：1～104列24个膜架864支膜元件ＭＢＲ膜组件规格中空纤维膜断面中空纤维膜(5000倍）項目仕様组件类型浸入式微滤膜组件膜材料PVDF公称孔径0.１μm膜总面积25m2组件尺寸6英寸（直径）×２米（长）污泥微粒产水组件曝气组件曝气处理槽曝气清水池清水池——主要设计参数序号名称规格主要参数数量1清水池25mx12.5mx5.5mHRT=3.0h1座2回用水泵带变频流量：Q=500m3/h扬程：H=45m功率：90kw2台3液位开关2个污泥脱水间污泥处理系统——主要设计参数序号名称规格主要参数数量1污泥池3.5x3.5x5.55m1座2污泥浓缩脱水一体机DYQ1500C带宽：1.0m处理量：10m3/h出泥含水率：80%总功率：10Kw1套（配套设备：包含送泥螺杆泵、配药加药装置、投药螺杆泵）3污泥搅拌机功率：0.85kw叶轮直径：260mm1台监控仪表仪表及自动化控制1.监控及数据采集系统：采用PLC控制，使用其配套计算机进行监视。2.主要控制内容：膜池渗透抽吸泵、膜池反冲洗泵的恒流量自动控制鼓风机的变频控制回用供水泵组的自动变频控制3.在线仪表主要监测内容：膜池液位、回用水池液位测量鼓风机流量测量膜渗透抽吸泵、反冲洗水泵出口流量测量膜渗透抽吸泵出水浊度测量污泥浓度测量、溶解氧DO测量及PH测量在线监测仪表COD，氨氮，浊度仪•膜区设置MBR膜组件系统及配套的出水、反洗、在线清洗、吹扫、吊装等系统。•MBR膜区内的曝气有两个用途，一是用于膜组件周围的气水振荡，保持膜表面清洁。二是为提供生物降解所需要的氧气。•生物降解后的水在滤液自吸泵的抽提作用下通过MBR膜组件，滤过液经由MBR集水管汇集送到清水池。通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除氨氮。关键设备的操作•MBR膜还可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解。•MBR膜组件下部设置专用的吹扫系统，吹扫抖动膜元件，以缓解膜组件周边的污泥浓度累积。剩余污泥通过膜区剩余污泥泵定期排出，可控制系统内活性污泥的浓度及污泥龄。•为了保证MBR膜组件有良好的水通量，能持续、稳定地出水，使用了专有的反洗、化学清洗、化学药品及化学清洗程序对膜组件进行定时清洗。关键设备的操作•膜组件按列布置在单独的膜池中，可与其它膜池隔离而不会对系统运行造成不利影响。相对于将所有的膜箱集中布置在一个或两个膜池中，此方法可增加整个系统的可靠性、备用性及灵活性。关键设备的操作膜污染问题•在膜分离过程中，主体溶液带到膜表面的溶质，被膜截留而累积增多，所以在膜表面处的溶质浓度变得比原主体溶液浓度高得多，这种现象称为浓差极化，是对膜透过现象产生很大影响的因素之一。当膜面上溶质浓度增加到一定值时，在膜面上会形成一层称为凝胶层的非动层，这个凝胶层对膜的透过通量有很大阻力，因而膜的透过通量急剧下降。0100200300400500201020112012设计值生活污水回用装置产水量对比图96110125450万吨产水量（万吨）•化学清系统•膜的化学清洗有两种方式：•1）在线清洗：此类清洗持续时间较短，采用较低的化学药品浓度、清洗频率较高。其目的在于保持膜的透水性和延长恢复性清洗周期。•2）离线清洗：此类清洗持续时间比在线清洗长,采用化学药品浓度较高，清洗频率较低。其目的在于恢复膜的透水性。化学清洗•膜一般采用的两种化学药剂为：•1）次氯酸钠-用于去除有机和生物污堵•2）柠檬酸-用于去除无机污堵•针对生活污水处理，通常有机污染比无机污染更为严重。所以我们在在