膜生物反应器与臭氧技术在小区生活污水综合处理中的应用

李守博南 博

(1.武汉钢铁集团房地产开发有限责任公司 湖北 武汉:430080;2.武汉钢铁集团民用建筑工程有限责任公司 湖北 武汉:430080)

膜生物反应器与臭氧技术在小区生活污水综合处理中的应用

李守博1南 博2

(1.武汉钢铁集团房地产开发有限责任公司 湖北 武汉:430080;2.武汉钢铁集团民用建筑工程有限责任公司 湖北 武汉:430080)

为推进住宅建筑实现节能减排、循环利用,应用膜生物反应器及臭氧技术对住宅小区生活污水进行处理,并回收利用,实现生活污水排放清洁化、减量化、资源化。

中水处理;膜生物反应器;臭氧消毒;回收利用

随着经济社会的发展,能源和环境问题日益突出,大力发展循环经济是社会发展的必然选择,节能减排成为我国十二五规划的重要内容。将膜生物反应器与臭氧技术处理技术应用在住宅小区生活污水的处理上是推进节能减排的新工艺,具有良好的经济效益和环境效益。

1 工程概况及工艺设计

1.1 工程概况

项目位于武汉市青山区商业繁华中心,占地面积5.24万m2,建筑面积10.3万m2,22层,总户数1125户,日排水量约为5000m3,一级生活污水处理通过化粪池后排市政管网。

1.2 中水处理设计指标

(1)污水处理规模:日处理污水量200 m3/d,出水要求达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)标准。处理后的中水回用于浇洒绿地。系统运行时间为24小时全天运行。

(2)设计进水水质:系统生活污水水源按化粪池出水进行设计。污水处理系统原水,即生活污水的主要指标限定如下:

COD≤350mg/L,BOD≤200mg/L,NH3-N≤30mg/L,p H值6～9。

(3)设计出水标准:设计将该项目园区内部分生活污水进行深度净化处理,使得处理后出水达到《城市污水再生利用·城市杂用水水质》(GB/T18920—2002)标准,回用做小区相关景观用水和绿化用水。

2 工艺选择及施工组织

2.1 总体平面布置

根据生产、使用、安全、卫生等要求,综合利用环境条件,合理安排建筑物、构筑物、工程管线、绿化和美化等设施的平面位置。

本工程主要构筑物为调节预处理池、中间水池、清水池及设备间,采用地下钢混结构。工艺管线采用埋地方式和沿管沟敷设。外部输配电电缆、控制电缆则采用地下电缆沟敷设方式。总体占地面积为93m2,全部考虑建在绿地下面。

2.2 主要的工艺流程

根据本项目处理水质的目标,从节省建设投资和运行维护费用、方便后期运行管理以及提高污水处理效率考虑,采用膜生物反应器处理工艺(Membrane Bio-Reaetor,MBR)具体工艺流程如图1:

图1 小区污水处理工艺流程

2.3 主要的工艺单元设计

2.3.1 格栅池与调节池

主要作用:在污水综合集水口处设人工格栅和两级筛网以去除污水中较粗的漂浮物与悬浮物,同时调节进水水质与水量,确保固定淹没载体生物反应膜进水均匀性。

设计尺寸:有效池容5.0 m3,控制水深2.5m。

结构形式:地下式砼结构。

主要设备与参数:潜水提升泵(Q=15 m3/h,H=6m,N=1.5kW)2台。

2.3.2 缺氧池

主要作用:主要目的用于强化生物除磷,故在对回流污泥进行中间浓缩之前进行反硝化脱氮、浓缩后进入厌氧池进行磷的释放。

设计尺寸:有效池容10 m3,控制水深2.5m。结构形式:地下式砼结构。

2.3.3 厌氧池

主要作用:主要用于降解高分子微生物。

设计尺寸:有效池容10 m3,控制水深2.5m。

结构形式:地下式砼结构。

2.3.4 MBR生物反应池

主要作用:生物反应去除COD、BOD、N、P污染。

设计尺寸:有效池容40 m3,控制水深3.5m。

结构形式:地下式砼结构。

主要设备与参数:

三叶罗茨鼓风机(风量7.2m3/min,风压39.2kPa,功率6kW)2台。

混合污水回流泵(Q=12 m3/h,H=12m,N=1.5kW)2台。

自吸泵(Q=12 m3/h,H=32m,N=2.5kW)。

2.3.5 消毒池

主要作用:杀灭水中的致病细菌。

设计尺寸:有效池容4m3,接触消毒时间0.6h。

结构形式:地下式砼结构。

主要设备与参数:臭氧发生器及相关设备。

2.4 土建工程技术措施

本系统土建工程大多属于特种结构,如化粪池及调节预处理池为地下式现浇钢筋砼水池,对裂缝宽度,抗渗性等控制严格,施工精度要求高,砼捣制要求连续施工,对施工单位的施工能力和装备水平要求比较高,要求具有水工建构筑施工经验。构筑物采用C25的防水混凝土,抗渗标号S8,外表面并作防腐处理。

构筑物施工完毕后(防水砂浆抹面施工前)必须进行闭水试验。闭水试验必须严格按照《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ141-90)执行,水池渗水量不得超过2L/m2·d。

2.5 电气控制要求

根据用电设备的情况,污水处理站设有一台电控柜,分别控制各用电设备。它们是:潜污泵控制系统、鼓风机控制柜和消毒等设备控制柜,控制柜集中置于污水站控制室内。

污水处理站内所有用电设备,除在柜面上可以手动单台逐个运行外,泵类设备还可以通过液位控制自动运行。

3 技术优势、运行效果及价值分析

3.1 MBR+臭氧技术的技术特点和工艺优势

膜生物反应器污水处理技术是膜技术与生物技术的有机结合。与传统污水处理工艺相比,最大的区别是使用膜组器替代了沉淀池,膜组器直接侵入生化池中,生化池混合液通过膜进行固液分离,得到高标准的出水。主要体现在:

3.1.1 出水水质标准高,安全,稳定性好

出水水质标准高,安全,稳定性好是膜生物反应器技术最为显著的优点,处理效果优于传统沉淀池及砂滤等处理单元,出水水质良好稳定,悬浮物和浊度低,一般低污染度市政废水处理后,可直接做为中水用水或现场资源回收水使用。

3.1.2 污泥排放量比传统工艺减少三分之二

膜防止各种有效微生物菌群的流失,高浓度微生物有利于有机污染物的彻底降解,大大减少剩余污泥的生产量,明显降低污泥处理费用和二次污染威胁。

3.1.3 自动化程度高

在实际应用中,由于膜的高效分离作用,不必设立沉淀、过滤等固液分离设备,不需反冲洗,且出水悬浮物浓度远低于传统固液分离设备,使整个系统流程简单,易于集成,系统占地大为缩小,运行管理简单、易于实现自动化等。

3.1.4 占地面积小,基建费用低

膜生物反应器的高浓度的微生物条件,使污水停留时间比传统工艺大大缩短,处理系统占地面积只有传统工艺的50%左右,节省了土地和土建资源。

3.2 中水处理效果

(1)经MBR处理后经当地环境检测部门检测的出水水质指标为:COD=65.5mg/L,SS=5.7 mg/L,NH3-N=0.19mg/L,NO3-N=25mg/L,观感清澈,无任何异味,完全满足设计要求及灌溉绿化用水质量标准。

(2)经MBR与臭氧消毒处理后与小区内灌溉管网进行连接,用于住宅小区日常的园林绿化灌溉、道路清洗喷洒以及停车场车辆的洗车用水,日用水量为160 m3/d,年节约用水量约43800 m3/d。

3.3 MBR与臭氧技术经济效益分析

该项目按照设计图纸进行招标并组织施工,设备材料、安装费、调试费等实际不含土建部分的实际工程费用为29.45万元/年,经测算运行费用(电费、人工费、污泥外运费)为1.13万元/年。

3.3.1 经济效益分析

年节约自来水费(当地水价暂按2.0元/吨计算)

M1=200×2.0×365×60%=87600(元)(60%为综合利用率)

年运行费用:M2=11328(元)

年收益:M=M1―M2=87600―11328=76272(元)

3.3.2 环境效益分析

中水处理系统可以有效地降低生活污水的排放量,减少对城市污水处理的压力,同时处理的中水还可以用于灌溉,大大节约了清洁水的使用和消耗量,具有典型的节能减排意义。

3.3.3 社会效益分析

中水处理系统的引入同时还能够改善人们的生态观念以及提倡节约资源、重复利用资源、尊重自然的生活新观念。

4 结论

(1)中水处理技术能够实现污水资源化、就地收集、就近处理和就近利用,是开展节能减排、发展循环经济的有效途径,应在开发项目中加以推广和应用。

(2)住宅建筑规模在20万m2以内的住宅小区,投资建设200t/d日处理能力的中水处理系统,在经济上可实现投资效益合理化,同时具有良好的社会和环境效益。

(3)采用MBR+臭氧消毒的处理工艺在处理住宅小区生活污水中效果明显,稳定可靠。

[1] 建筑中水设计规范.(GB 50336—2002)[M].北京:中国计划出版社,2003.

[2] 给水排水设计手册[M].第二版.北京:中国建筑工业出版社,2001.

[3] 污水再生利用工程设计规范(GB 50335—2002)[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

Application of MBRand Ozone in Comprehensive Treatment of Domestic Sewerage in Residence Communities

LI Shoubo NAN Bo

MBR and ozone are utilized in the treatment and recirculation of domestic sewerage,which clarifies and reduces the discharge of domestic sewerage.It is a good way to promote energy saving and pollutant reduction.

MBR;sewage disposal;ozone disinfection;recirculation

TU992.3

A

1671-3524(2010)04-0024-03

(责任编辑:李文英)

2010-10-10

2010-11-13

李守博(1976～),男,工程师.E-mail:lsb-76@163.com