MBR+臭氧工艺在工业区水回用中的应用

 

1 工程概况

此次工业水回用项目位于某工业区，占地总面积达10 m2，每日污水排量近5 000m3，日污水处理量达200 m3，处理后的水用来进行绿化灌溉，具体指标如下：COD ≤ 350mg/L，NH3-N ≤ 30mg/L，BOD ≤ 200mg/L，pH 为6~9。项目园区的部分工业废水经专门设计用于深度处理，处理后的水质符合《城市污水回收和城市杂用水质》（GBT 18920—2002）的标准。根据生产、使用、安全和健康要求，充分结合实际，做好管道工程和园林绿化设施工业回水利用。污水回用处理主要结构是均化调节池、水处理池和机房等，工艺管道铺设在地下沟槽中，沿着管道沟槽铺设，控制电缆铺设在地下电缆沟槽中。根据项目的水质指标，采用了膜生物反应器处理工艺，以节省空间并方便后续操作。

2 主要构筑物及设计参数

2.1 预处理系统

膜生物反应器处理工艺的预系统包括调节池，粗、细格栅，膜格栅等。系统设计流量为Q =200m3/d，总变化系数为1.91。考虑到初始管道网络系统的完整性和项目第一阶段的规模小，在预处理系统中增加了一个均化调节池，确保工业废水处理的水质和水量均衡，以减少冲击负荷并确保系统稳定运行。预处理中包含了一道粗格栅通道的尺寸为12m×7m×4.7m，水流速为V=0.6m/s，主要为钢混凝土结构。调整后的水箱尺寸为14m×12m×7.7m，停留时间为8h，钢筋混凝土结构的数量相同。提升泵房的大小为12m×6m，是在调节和钢框架混凝土结构中建造的，同样为钢混凝土结构。细格栅和旋流沉砂池一起建造，小格栅之间的尺寸为12.6m×4.0m×1.2m，旋流沉砂池的直径为1 830mm，设置有两个。旋流沉渣池产生的废物进入膜格栅，膜栅的入口通道分为两个通道，膜栅的结构尺寸为12.8m×4.0m×1.2m，超细转鼓式格栅位于入口处，通道与膜栅的烧烤杆之间的距离为1mm，安装角度为5°。转鼓式格栅上的栅渣被泵送到螺旋挤压脱水机，然后送到垃圾车向外运输。

2.2 生化池

MBR 处理与臭氧化处理技术相结合能够实现更佳的氧化处理效果，达到净水目标。此次项目中的再生水厂一期工程中，主要采用了AAO 处理工艺，包括一个厌氧区，两个缺氧区和两个好氧区，本项目的进水网管主要由政府进行统一的规划设计，本身就具有较好的雨污分流改造功能，水质基本能够满足设计需求，另外，系统本身具有较好的可生化性能，原水经过水井进入厌氧区后，生物池内又分为五条廊道，分别具有隔墙设置，反应池中的污泥通过水泵提升回流到好氧区的前段部分，剩余的污泥则进入到储泥区域，污泥处理率较高，即使是在进水碳源不足的情况下，也能够通过补充乙酸钠的方式满足脱氮需求。

2.3 MBR膜系统

MBR 膜系统作为膜生物反应处理器与臭氧技术相结合的工业回水处理工艺的核心，相当于传统的二沉池固液分离和颗粒滤料滤池，主要功能为过滤，本次项目所使用的MBR 膜系统，内部构造复杂，包括膜系统风机房、膜系统加药间等，风机房的平面尺寸为6.5m×6m，而系统建设的平面尺寸为9m×7m，设计安装规格为200m3/d，为降低内部负荷对膜系统的影响，要求做好预留膜箱位置确定。

2.4 臭氧氧化

臭氧氧化车间主要包括臭氧发生间以及接触反应系统，这几项系统非常直接地表明了臭氧氧化净水的过程：①首先是臭氧氧化作用的发生区域，工业废水、污水进入到臭氧氧化池中，经过膜池出水泵的提升后，可以直接与臭氧接触，经过井底的两个过水孔进入到臭氧氧化池，然后接至活性炭过滤口，实现活性炭吸附。②接触反应系统膜生物反应器相结合的新技术必须做好主要参数的设计，保证其臭氧接触池为臭氧反应区和出水井两部分，现将臭氧氧化反应区分为两组，每组分为两个接触区域，臭氧投加比例为1 ∶ 1。

2.5 活性炭吸附装置

活性炭吸附装置主要由活性炭吸附罐及其反冲洗系统组成，用臭氧氧化实现第一步净水后，水中的高分子量有机物转化为小分子有机物，废水在通过活性炭时，其中的有机物分子被吸附到活性炭表面，从而达到深水净化的目的。从技术优势上来，活性炭吸附装置清洁力好，使用简单，不会造成水质二次污染。

3 技术优势

膜生物反应处理器与臭氧氧化技术相结合的污水处理技术结合先进现代手段，使用膜组器代替沉淀池，实现固液分离和净水作用，拥有出水水质稳定、水量高、净化效果好、污泥排放量高等优势，同时，结合了两项优质技术的污水处理手段，自动化程度更高，占地面积小，使用简单，工业废水污水处理完后可以直接作为中水回用，同时，生物膜又具有避免各种微生物细菌存活，降低污泥的能力，因此能够显著减少污水处理费用， 很后，此次选用的膜反应器与臭氧氧化技术相结合的新型工艺，属于特色技术，设计要求较高，实际应用价值较高。

4 运行效果与价值

膜生物反应器污水处理技术本身就具有使用效果好、占地面积小、污染小等优势，与臭氧氧化技术相结合后其净化性能更进一层楼，本身所具有的膜组能够代替沉淀池进行过滤反应，提供自动化程度更高，处理污水效果更好的生物膜。另外，其中所包含的高浓度微生物污泥处理质量高，不需要单独设立固液分离设备，既提高了自动化管理水平，又实现了简单易行的污泥处理，此次项目使用了膜生物反应器与臭氧氧化技术相结合的新技术，施工成本有效降低，污水回收利用效率显著提高， 很后，回收利用的污水可以用来进行绿植灌溉，既降低城市水资源消耗率，也能培养人们的节约意识。

4 结语

膜生物反应器与臭氧氧化组合工艺完美结合能够更好地实现污水处理，达到污水资源化，节能减排的发展目标，降低成本投入，节约资源，实现综合效益的提升，但由于此技术属于新型技术，因此使用过程中存在多项问题，技术人员需不断进行深入研究，为后续发展提供参考。

参考文献

[1] 宋飞. 膜生物反应器与臭氧氧化组合工艺强化处理煤化工废水技术研究[D]. 济南：山东大学，2019.

[2] 蔡鑫. 膜生物反应器结合臭氧工艺在工业区水回用处理中的应用[J].中国资源综合利用，2019，37（5）：36-38.