利用MBR系统提标改造SBR系统的中水回用工程

北京泰普森环境工程技术有限公司 北京 100069

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1 工程概述

北京铁路局某培训中心于2003年在新建时就按照“三同时”制度建设一座日处理160m3污水处理站，污水主要来源于日常生活污水和洗浴废水，由于污水水量水质波动较大、设备陈旧老化、生化效果差和系统设备的运行缺陷，原有系统运行不稳定，出水水质波动较大，中水回用系统也不能正常运行。随着北京市新地标(DB11/890-2012)实施，必须对原有系统进行深度处理的升级改造并实现全部中水回用。

2 水量及水质

2.1 水量

工程设计水量为Q=160m3/d，按照20h计处理量为Qh=8m3/h。

2.2 水质

工程出水水质标准符合北京市地方标准《污水综合排放标准》（DB11/890-2012）中的B级标准，进出水水质见下表1。

表1 进出、水水质

3 污水原有处理工艺及存在的问题

原有一套SBR工艺的污水处理设施，主要工艺流程如图1所示。

图1 改造前SBR工艺流程

由于污水站建成投入运行年代较长，设备老化严重，设计采用SBR工艺，该工艺控制管理复杂，自动化要求程度较高，维护维修成本高，运行工艺调整比较困难。从进水水质水量来看，波动较大，长期以来对生化系统会造成冲击较大， SBR反应池内被油泥和粘泥附着严重，活性生物含量较少，生化效果差；运行中化验分析不完善，控制系统无触摸屏，不能及时指导工艺运行和调整运行参数；砂滤池系统污堵严重。

4 工艺改造

4.1 工艺流程

改造后污水处理工艺流程如图2所示。

污水经过收集后经两级粗、细格栅，去除水中大的悬浮和漂浮物，保护后续的设备及管道系统。污水经收集后进入调节池，在调节池中进行均值均量后，由提升泵提升进入A2/O（厌氧、缺氧和好氧）池。污水在厌氧池中经过上进水下出水和池内设置3道折流板进行混合；在缺氧池中通过微曝气和混合液回流，溶解氧控制在0.5mg/L左右；好氧池通过曝气，溶解氧控制在3mg/L左右，在此段投加PAC除磷，设置气提方式的混合液回流；膜池安装平板式膜，利用抽吸泵出水，在此设置气提方式的污泥回流和剩余污泥排放。污水在生化系统中对COD、BOD5、SS、氨氮、TN和TP去除。剩余污泥排入污泥池，池中上清液回流调节池，底泥定期外排处置。

4.2 主要构筑物及设备的工艺参数

①格栅渠

格栅用于拦截污水中漂浮和悬浮物、长短纤维、杂物等，避免后续管道和水泵的堵塞。格柵渠长2200mm，宽500mm，高1600mm，钢结构。安装设备有人工中格栅和机械细格栅各1台，人工中格栅栅条间距5mm，宽500mm；机械细格栅栅条间距2mm，格栅宽500mm。

②调节池

收集污水，其中一格SBR池改造成调节池和污泥池，污水停留时间为8h。主要设备：超声波液位计1套； 污水提升泵2台，单台流量Q=8 m3/h，扬程H=10m，功率P=0.75Kw。设置空气搅拌装置1套和排泥系统1套。

③A2/O池

A2/O池和MBR池由一个SBR池改造而成，池内需要分隔为四段，采用A3碳钢隔板分隔；第一段为缺氧池，第二段为缺氧池，第三段为好氧池，第四段为膜池，各段内部均采用玻璃钢加强防腐，并重新进行池底浇筑校平。池顶需重新开槽作为设备孔和检查孔。A2/O池停留时间为2:2:4h。池内安装曝气系统、填料系统和混合液回流系统。好氧池内，通过投加聚合氯化铝去除总磷，通过好氧污泥回流与原水进行缺氧反应去除TN，使氮指标合格，O段进行COD、BOD5去除反应。

④ MBR反应池

MBR池停留时间3h，安装2组平板膜组件，膜片TIPS，PVDF材质，设计通量30L/m2*h，2套，膜机架材质为AISI304。

⑤ 污泥池

设计停留时间3h，储泥周期为3个月。安装2台污泥提升泵，单台流量Q=8 m3/h，扬程H=10m，功率P=0.75Kw。

⑥清水池

设计停留时间10h，安装超声波液位计1台。

⑦设备间

鼓风机2台 ，1用1备（调节池、好氧池、MBR共用，按照流量计调节风量）

风量4.8m3/min,风压5m ,N=5.5Kw；抽吸泵 3台，2用1备，Q=10m3/h ,H=12m ,吸程△h=6m，P=0.75Kw；PAC投加系统 1套，型号为BR-500S，N=0.37Kw ；膜清洗系统1套，型号为BR-1000S，P=0.75Kw ；地漏排污泵1台，Q=10m3/h, H=12m,P=0.75Kw；氯消毒系统1套，型号为BR-500S，P=0.37Kw ；恒压供水泵 2台，Q=15m3/h, H=50m, P=4Kw，压力传感器1台，电磁流量计1台，DN80。

⑧中控室

彩钢结构，1座，规格为4m×3m×3.0m；安装中控柜，800×600×2200mm，配置12寸液晶触摸屏和西门子s7-200型PLC系统。

4.3 工艺特点

改造工程对原有构筑物全部合理利用，对个工艺段停留时间做到合理分配，采用MBR工艺技术，是将膜分离技术和生物处理技术有机结合的一种优化的污水处理技术，基本原理是膜分离取代二沉池的沉淀分离，在国内再生水处理工程中也得到了较大的推广和应用。MBR工艺出水水质很好，运行稳定，工艺流程简洁，完全自动化PLC控制，减少了人员投入。

5 运行效果及经济效益

5.1 运行效果

该工程于2017年6月初开始施工，2017年9月初改造完成并开始生物调试。2017年10月上旬起运行稳定，出水指标皆达到了设计要求。2017年11～12月，出水指标监测结果平均值：COD为20mg/L，BOD5≤3mg/L，SS≤3mg/L，NH3-N为0.5mg/L，TP为0.2mg/L，TN为8mg/L，pH为6.8～7.2，粪大肠菌群数≤100个/L，已通过了有关主管部门的环保验收。

5.2 经济效益

改造后污水处理站运行费用分别电费0.92元/m3，人工费1.2元/ m3，药剂费为0.1元/m3，合计为2.22元/m3。每天回用水量为180m3计，自来水水费为4元/m3，可节约水费320元/天，年节约水费为11万元。

6 结论

6.1 采用MBR工艺对SBR工艺改造后，工艺运行稳定，出水各项指标达到了北京市地方标准《污水综合排放标准》（DB11/890-2012）中的B级标准，对于同类型改造工程具有一定的示范作用。

6.2 工程改造后，经济效益显著，同时收到良好的环境效益和社会效益。