纤维转盘过滤器在某工业园区污水厂改造中的应用

钱　进

（1南京大学环境工程学院江苏南京2100932江苏欧鹏环保科技有限公司江苏无锡214212）

纤维转盘过滤器在某工业园区污水厂改造中的应用

钱进

（1南京大学环境工程学院江苏南京2100932江苏欧鹏环保科技有限公司江苏无锡214212）

某工业园污水处理厂工程主要收集和处理工业园区生活和工业污水，工程建设规模为2.0×104m3/d。污水处理厂目前采用以A2/O+MBR生化池为主体的生化污水处理工艺，污泥撇水池+带式浓缩脱水机+外运处置的污泥处理处置工艺，紫外线消毒尾水消毒工艺，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准，并回用于电厂作为冷却补给水源。但在初期运行中就出现MBR膜组件故障频繁、出水超标、运行能耗高、维护管理难度大、运行成本高等问题。故此综合考虑工业园区实际情况，对污水厂末端工艺进行改造和完善，将污水厂末端工艺改造为：A2/O+斜管沉淀+混凝反应+纤维转盘滤池。改造工程利用原有构筑物、流程简洁、投资低、大幅度降低运行成本低和维护管理的难度。

纤维转盘滤池；斜管沉淀池；工业园区污水；MBR；改造

某工业园区是经国家发改委核定省政府批准设立的省级工业园区，规划面积12 km2，先期开发3.8km2，是相对集中独立的工业区。园区分为八大功能区：生物化工区、食品加工区（I）、食品加工区（II）、综合加工区、商贸服务区、高新技术产业区、仓储物流区和生态绿化区。初步形成玉米淀粉、啤酒麦芽、畜产品加工、精细化工、生物化工、蔬菜加工等多个生态工业延伸链条。

某工业园污水处理厂工程主要收集和处理工业园区生活和工业污水，工程建设规模为2.0×104m3/d，远期建设规模根据园区的发展状况考虑模块化建设。污水处理厂厂址位于工业园区以东的清水河下游区域，工程占地面积约31.6亩。污水处理厂目前采用以A2/O+MBR生化池为主体的生化污水处理工艺，污泥撇水池+带式浓缩脱水机+外运处置的污泥处理处置工艺，紫外线消毒的尾水消毒工艺，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准，并回用于电厂作为冷却补给水源。但在运行中MBR膜组件故障频繁、出水超标、运行能耗高、维护管理难度大。

某工业园区污水处理厂工程进出水水质及处理程度如表1。

表1　某工业园区污水处理厂工程进出水水质及处理程度表

2　污水厂运行存在问题

2.1进水水质超出设计指标，部分设计不合理

污水厂设计进水指标COD为600mg/L，而实际进水达到700mg/L，使得污水厂的负荷增加，需氧量增大。目前污水厂进水水量约为8000m3/d，污水厂的运行负荷还处于正常工况，如水量达到满负荷运行时，势必会带来过载的情况。

污水厂膜池没有设置前置超细格栅，只有生化池前置的间隙6mm细格栅，污水中纤维状物质无法拦截，导致膜池运行故障率高。

2.2MBR膜池运行故障率高，运行维护难度大，运行成本高

污水厂投入运行不到一年，所购MBR中空纤维膜断丝、缠绕频现，产水率低，出水不达标，出水SS甚至达到80mg/L，另外膜使用过程中清洗药剂量大，运行能耗高，吨水处理成本高。导致这些问题出现的原因分析如下。

2.2.1中空纤维膜需要严格的预处理，一般需要在膜池前设置间隙1mm～2mm超细格栅，而本项目只有在生化段前置6mm细格栅，纤维状毛发、纤维等无法被拦截，进入膜池后与膜丝缠绕，并切割膜丝，导致过滤失效，且污泥进入膜丝之后，造成个膜组件污堵，产水率低。

2.2.2工业园区污水厂进厂水质硬度高，膜丝在长期的高硬度水质下容易被钙化，变脆，在高粗纤维、高曝气、人工维护、清洗的操作下，容易断丝，出现如上故障。

2.2.3MBR膜组件采购成本高，目前安装10000m3/d实际中标价为600万元以上，更换的成本太高。

2.2.4工业园区日处理1×104tMBR膜组件年清洗费：药剂费：132530元，人工工资：60000元，目前为止实际花费，根据实际情况逐年还会增加。

2.2.5MBR中空纤维膜的使用，处理好氧区风机，膜组件另外需要配套强力的吹扫装置，配套2台（1用1备），气量75 m3/min，功率110kW风机，导致污水厂电单耗达到2.71kW·h/t，运行能耗居高不下。

3　改造工艺选择

根据污水处理厂常用的污水深度处理工艺（出水达到一级A标准），本工程结合污水的特点和处理要求，选择几种有代表性的深度处理工艺，从技术、管理和经济等方便综合进行比较，如下表所示。

表2　污水深度处理常用工艺投资及运行费用比较表

综合考虑园区实际情况，改造工程量小，尽量利用原有构筑物、流程简洁、投资低、运行成本低、占地面积小等诸多因素，本改造工程污水深度处理工艺采用：AAO+二次沉淀+混凝反应+纤维转盘过滤。

4　纤维转盘滤池

纤维转盘安装在特别设计的钢结构滤池内，它的作用在于去除污水中以悬浮状态存在的各种杂质，提高污水处理厂出水水质，使处理水SS达到一级A标准。纤维转盘滤池的运行状态包括：过滤、反冲洗、排泥状态。

4.1过滤：污水重力流进入滤池，滤池中设有布水堰。滤布采用全淹没式，污水通过滤布外侧进入，过滤液通过中空管收集，重力流通过出水堰排出滤池。整个过程为连续。

4.2清洗：过滤中部分污泥吸附于滤布外侧，逐渐形成污泥层。随着滤布上污泥的积聚，滤布过滤阻力增加，滤池水位逐渐升高。通过压力传感器监测池内液位变化。当该池内液位到达清洗设定值(高水位)时，PLC即可启动反抽吸泵，开始清洗过程。清洗时，滤池可连续过滤。

过滤期间，过滤转盘处于静态，有利于污泥的池底沉积。清洗期间，过滤转盘以每2分钟1转的速度旋转。抽吸泵负压抽吸滤布表面，吸除滤布上积聚的污泥颗粒，过滤转盘内的水自里向外被同时抽吸，并对滤布起清洗作用。瞬时冲洗面积仅占全过滤转盘面积的1%左右。反冲洗过程为间歇。

清洗时，2个过滤转盘为一组，通过自动切换抽吸泵管道上的水泵控制，纤维转盘滤池一个完整的清洗过程中各组的清洗交替进行，其间抽吸泵的工作是交替的。当进水水质突然之间恶化，池内液位迅速上升到反洗液位，清洗时同时启动两台反冲洗泵，对两组过滤转盘（4个转盘）进行反冲洗，直至反冲洗周期恢复正常。

4.3纤维转盘滤池的过滤转盘下设有斗形池底，有利于池底污泥的收集。污泥池底沉积减少了滤布上的污泥量，可延长过滤时间，减少反洗水量。经过一设定的时间段，PLC启动排泥泵，通过池底穿孔排泥管将污泥回流至厂区排水系统。其中，排泥间隔时间及排泥历时可予以调整。

5　改造后工艺技术参数

5.1主体工艺：AAO+斜管沉淀+纤维转盘过滤器，设计规模2.0×104m3/d，分2个系列。厌氧区、缺氧区、好氧区、斜管沉淀池、纤维转盘过滤器组成，是污水处理厂的核心部分。

5.2外部结构总尺寸：L×B×H＝75.6×52.4×6.0m（构筑物）+ 52.0×27.6×（6.0+9.3）m（下部构筑物上部建筑）。

5.3厌氧池：有效容积1702.58m3，停留时间：2.04h；

5.4缺氧池：有效容积3378.07m3，停留时间：4.05h；

5.5好氧池：11591.5m3，停留时间：13.9h；

斜管沉淀池：表面负荷：q=1.74m3/(m2·h)，配套不锈钢三角出水堰，堰口负荷1.6l/(m·s)；

5.6设计混合液回流比R=100%～400%，设计污泥回流比R=60%～150%；

5.7生化池污泥浓度X=4500mg/L，回流污泥浓度Xr=9000mg/L；

5.8混凝反应池：停留时间10min，PAC投加量10mg/L；

5.9纤维转盘过滤器：2套，单套处理水量5000t/d。

[1]孙力平.污水处理新工艺与设计计算实例.北京:科学出版社.2002.

[2]孙永利,等.城镇污水处理厂提标改造中的几个问题[C].全国城镇污水处理厂除磷脱氮及深度处理技术交流大会论文集,2010:7-12.