膜生物反應(yīng)器處理生活污水的探討

摘要：隨著科技水平的不斷提升，污水處理工藝也不斷提高，其中膜生物反應(yīng)器是近幾年出現(xiàn)并采用的高端污水處理工藝。因此本文對膜生物反應(yīng)器在生活污水處理問題上做出探討，并得出結(jié)論利用此工藝處能夠?qū)U水轉(zhuǎn)化為可直接使用的干凈水。筆者對兩種不同膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行費(fèi)用做出分析，認(rèn)為一體式膜生物反應(yīng)器的經(jīng)濟(jì)性最高。同時還對膜生物反應(yīng)器在運(yùn)行過程中存在的影響因素進(jìn)行分析，并指出將膜生物反應(yīng)器應(yīng)用在生活污水處理當(dāng)中，要做好尾氣處理、降低噪音、注重消毒等。

關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器；生活污水；處理

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）01-0092-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.054

Membrane bioreactor treatment of domestic sewage

Ma Yanjie

（Hebei Environmental Engineering College， Qinhuangdao Hebei 066102，China）

Abstract：With the continuous improvement of science and technology， the sewage treatment process is also continuously improved. The membrane bioreactor is a high-end sewage treatment process that has appeared and adopted in recent years. Therefore， this paper discusses the domestic wastewater treatment of membrane bioreactor and concludes that this process can be used to convert wastewater into clean water that can be used directly. The author analyzes the running costs of two different membrane bioreactors and thinks that the integrated membrane bioreactor is the most economical. At the same time， the influencing factors existed in the process of membrane bioreactor were also analyzed. It was pointed out that the application of membrane bioreactor in domestic sewage treatment should be done well in tail gas treatment， noise reduction and disinfection.

Key words：Membrane bioreactor； Domestic sewage； Treatment

在生活污水處理上，應(yīng)用膜生物反應(yīng)器相比起傳統(tǒng)生化污水處理擁有著諸多優(yōu)勢。經(jīng)過膜生物反應(yīng)器處理過后的水質(zhì)更能被居民接受，且應(yīng)用該處理技術(shù)占用空間小、環(huán)保、安全穩(wěn)定。所以膜生物反應(yīng)器在我國生活污水處理中得到廣泛運(yùn)用是必然趨勢。但膜生物反應(yīng)器在我國生活污水處理上的應(yīng)用還尚未普及，因此需要有關(guān)方面人員繼續(xù)深入研究，解決膜生物反應(yīng)器在生活污水處理過程中存在的部分問題并予以解決。

1 生活污水水質(zhì)及膜生物反應(yīng)器處理效果

生活污水和城市污水、工業(yè)污水有著較大差異，前者在水質(zhì)、水量上存在較大波動，且富含有機(jī)物和固體懸浮物、可生化性高。研究表明，經(jīng)過膜生物反應(yīng)器處理后的生活污水水質(zhì)能夠充分達(dá)到國家對城市污水再生利用的標(biāo)準(zhǔn)，因此其處理后水質(zhì)能夠直接在城市園林綠化、道路清潔、洗車等方面進(jìn)行使用。并且由于膜生物反應(yīng)器能夠處理的污水種類多、適用范圍較大，不同污水之間無須分開處理，因此大大降低了污水處理成本。

2 兩種膜生物反應(yīng)器的費(fèi)用對比

膜生物反應(yīng)器分離式和一體式兩種，其中一體式一次性投資費(fèi)用多于分離式，而分離式的運(yùn)行費(fèi)用多于一體式。決定膜生物反應(yīng)器運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)鍵在于動力費(fèi)用和更換生物膜的費(fèi)用，其中一體式膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行費(fèi)用更多取決于生物膜更換費(fèi)；相反分離式膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行費(fèi)用則更多的取決于動力費(fèi)。

在膜生物反應(yīng)器長期的使用過程中，盡管一體式一次性投資費(fèi)用多于分離式，但投入運(yùn)行后一體的運(yùn)行費(fèi)用同分離式相比減少了25%。其中，兩種膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行能耗為：分離式3～4kW·h/m3，一體式0.6～2kW·h/m3，活性污泥污水處理的能耗僅有0.3～0.4kW·h/m3，不難看出膜生物反應(yīng)器運(yùn)行費(fèi)用高的很大一部分原因是能耗較大。

就一體式膜生物反應(yīng)器而言，其能耗中占最大比例的是工藝泵和鼓風(fēng)機(jī)。數(shù)據(jù)顯示，在膜生物反應(yīng)器全部能耗中鼓風(fēng)機(jī)占超過九成。所以降低能耗的最主要對象是減少鼓風(fēng)機(jī)的能耗，換言之應(yīng)減少曝氣強(qiáng)度。但若曝氣強(qiáng)度下降，比流量也會同步降低，如果要保證其污水處理質(zhì)量，在膜面積和反應(yīng)器體積等方面的成本則會相應(yīng)上升。因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，為了保證污水處理的質(zhì)量同時提升經(jīng)濟(jì)性，可以選擇減少通量、增大膜面積，不可選擇加大曝氣量。現(xiàn)階段我國內(nèi)膜生物反應(yīng)器在生活污水處理上的應(yīng)用中，一體式所占比例高于分離式。

3 影響膜生物反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定性因素分析

影響膜生物反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定性的因素有兩個，分別是能夠?qū)ξ鬯幚碣|(zhì)量產(chǎn)生影響的生物動力學(xué)參數(shù)，以及能夠?qū)ξ鬯幚砟芰Ξa(chǎn)生影響的膜分離參數(shù)。

3.1 生物動力學(xué)參數(shù)

數(shù)據(jù)顯示，處理生活污水過程中，不同膜生物反應(yīng)器在水力停留時間為1.5h、5.8h，且CODCr容積負(fù)荷為高負(fù)荷情況中擁有相同的處理成效，不同類別的膜生物反應(yīng)器都能去除超過九成的CODCr。這表明出水受容積負(fù)荷和水力停留時間對膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行效果不會產(chǎn)生較大影響，但NH3—N受沖擊負(fù)荷對其運(yùn)行效果有著較大影響。

3.2 膜分離參數(shù)

提升膜通量、延長膜使用時長、減少膜的價格都能夠很大程度上減少膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行成本。在不影響污水處理效果的基礎(chǔ)上，膜通量要盡量提高，進(jìn)而降低膜的使用面積，從而減少基建成本和運(yùn)行成本。膜通量的大小受到材料、操作方式、水力環(huán)境等條件的影響。其中微濾膜的操作壓力在0.01～0.3MPa之間。很多從業(yè)人員指出膜有一個臨界壓力值，如果操作壓力未達(dá)到臨界壓力值，膜通量和壓力的大小成正比；如果操作壓力超過臨界壓力值，則會導(dǎo)致膜表面污染加劇，且此時壓力對膜通量的影響不大。

4 膜生物反應(yīng)器在生活污水處理中存在的問題和解決措施

4.1 膜污染與能耗

同傳統(tǒng)的污水處理方法相比，膜生物反應(yīng)器一直存在著膜污染的問題，且該問題始終沒有得到較好的解決。膜污染會導(dǎo)致膜的透水率減小，對污水的處理質(zhì)量有著很大的負(fù)面影響，這也是膜生物反應(yīng)器沒有得到普及的一個重要原因，目前對膜污染的原因和規(guī)律還在深入研究。能耗是評判污水處理綜合水平的重要依據(jù)，能耗的大小直接影響到處理方法能否應(yīng)用，并且能耗問題和膜污染并非獨(dú)立存在的問題，事實(shí)上能耗問題的本質(zhì)還是膜污染。

解決措施：為了降低能耗，可采用位差驅(qū)動出水和低水頭間斷工作的一體式膜生物反應(yīng)器，選用該種膜生物反應(yīng)器能夠在最大程度上降低膜污染，讓膜通量維持在一個較高的標(biāo)準(zhǔn)，不僅如此，還可以免去煩瑣的氣水反沖洗設(shè)備，也不用減少曝氣量。采用該生物膜反應(yīng)器，其運(yùn)行過程中的能耗能夠保持在1.0kW·h/m3以下。

4.2 尾氣處理

由于在居民居住范圍內(nèi)的污水處理站同住宅位置較近，在污水處理過程中散發(fā)出的氣味會對居民的正常生活造成很大負(fù)面影響，因此必須對尾氣進(jìn)行處理。

解決措施：生活污水處理過程中散發(fā)的臭味主要是由于曝氣時的尾氣擴(kuò)散，其中會令人產(chǎn)生生理不適的氣體是硫化氫和氨?？衫靡L(fēng)機(jī)收集曝氣尾氣，再利用活性炭纖維過濾器將其吸收。由于活性炭纖維的表面上附有很多孔洞，具有很強(qiáng)的吸附力，其對硫化氫的吸附量能超過1500mg/g。

4.3 噪音控制

污水處理過程中產(chǎn)生噪音的來源是鼓風(fēng)機(jī)。由于住宅區(qū)的污水處理規(guī)模較小，鼓風(fēng)機(jī)通常應(yīng)用羅茨風(fēng)機(jī)，其噪音在75到90分貝之間，超出國家對晝間55分貝之內(nèi)、夜間45分貝之內(nèi)的噪音要求[1-2]。

解決措施：在建立污水處理中心時可以建立專門的鼓風(fēng)機(jī)房進(jìn)行噪音控制，且機(jī)房的門要使用隔音門，在機(jī)房墻面上應(yīng)覆蓋一層吸音棉和一層吸音板，進(jìn)一步控制噪音。

5 結(jié)語

應(yīng)用膜生物反應(yīng)器處理生活污水，能夠減少占地面積、提升固液分離率、提高污水處理質(zhì)量[3-4]。由于一體式膜生物處理器一次性投資費(fèi)用多于分離式，而分離式膜生物處理器的運(yùn)行費(fèi)用多于一體式，因此更適合應(yīng)用一體式膜生物反應(yīng)器進(jìn)行生活污水處理。在小區(qū)污水處理設(shè)計中應(yīng)充分考慮污水處理設(shè)施的建設(shè)形式和位置、做好污水廢物和尾氣處理工作、嚴(yán)選消毒工藝，選擇消毒工藝時，要注重安全和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2017-11-23

作者簡介：馬艷杰（1986-），女，助教，碩士研究生，研究方向?yàn)槟ど锓磻?yīng)器。