污水处理厂提标改造案例

污水处理厂提标改造案列污水厂提标改造案例污水厂提标改造中A2/O工艺的应用和发展趋势污水厂提标改造中MBR工艺应用争议问题及改进污水厂提标改造中滤池的应用 污水厂提标改造案例 污水粗中格栅细格栅沉砂池出水初沉池厌氧缺氧好氧二沉池污水粗中格栅细格栅沉砂池出水初沉池厌氧缺氧好氧二沉池回流污泥反硝化段 填料滤布滤池/膜过滤池加氯消毒/紫外消毒 改 造 案 例 一 污水粗中格栅细格栅沉砂池出水初沉池厌氧缺氧好氧二沉池污水粗中格栅细格栅沉砂池出水初沉池厌氧缺氧好氧二沉池 悬浮填料DN生物滤池纤维转盘滤池 改 造 案 例 二 加药加氯消毒 污水粗中格栅细格栅沉砂池出水初沉池厌氧缺氧好氧二沉池污水粗 中格栅细格栅沉砂池出水初沉池厌氧缺氧好氧二沉池混凝沉淀池V型滤池 改 造 案 例 三 紫外消毒UCT厌氧缺氧好氧二沉池混合液回流缺氧液回流污泥回流剩余污泥 污水粗中格栅细格栅沉砂池初沉池厌氧缺氧好氧二沉池污水粗中格栅细格栅沉砂池出水初沉池厌氧缺氧好氧缺氧MBR池改 造 案 例 四臭氧消毒出水混凝沉淀池过滤加氯消毒填料 污水粗中格栅细格栅沉砂池氧化沟二沉池污水粗中格栅细格栅沉砂池出水氧化沟BIOFOR生物滤池V型滤池改 造 案 例 五臭氧脱色出水加氯消毒二沉池BIOFOR生物滤池加氯消毒碳源加药 污水粗中格栅细格栅沉砂池DE氧化沟二沉池污水粗中格栅细格栅沉砂池出水DE氧化沟反硝化滤池活性砂滤池改 造 案 例 六出水加氯消毒二沉池曝气生物滤池加氯消毒碳源加药加药 污水粗中格栅细格栅沉砂池Orbal氧化沟二沉池污水粗中格栅细格栅沉砂池出水水解池外沟盘片式微过滤池改 造 案 例 七出水中心导沟紫外消毒碳源 混凝剂 初沉池中沟内沟出水区 污水细格栅沉砂池水解池氧化沟二沉池出水 混凝沉淀池 改 造 案 例 八出水 一级压滤助滤剂初沉池二级压滤混凝沉淀池紫外消毒 加药污水细 格栅沉砂池水解池氧化沟二沉池初沉池加药粉末活性炭紫外消毒 污水厂提标改造中A2/O工艺的应用和发展趋势 A2/O工 艺 的 应 用 与 挑 战据 统 计 ， A2/O及 以 其 为 基 础 的 脱 氮 除 磷 工 艺 目 前 在 我 国已 占 据 50%以 上 的 市 场 。 然 而 ， A2/O工 艺 自 身 特 点 注 定 了 其将 面 临 硝 化 菌 、 反 硝 化 菌 和 聚 磷 菌 在 有 机 负 荷 、 泥 龄 以 及 碳源 需 求 上 存 在 着 矛 盾 和 竞 争 , 因 此 难 以 同 时 实 现 碳 、 氮 、 磷的 高 效 去 除 ， 并 满 足 日 益 严 格 的 排 放 限 值 。 1.1基 于 一 级 B达 标 排 放 的 A2/O工 艺 典 型 问 题 污 水 处 理 厂 从 GB18918-2002二 级 排 放 标 准 提 升 为 一 级 B的 难 度 相 对 较 低 ， 采 用 A2/O工 艺 需 解 决的 技 术 问 题 也 较 为 明 确 ， 一 般 通 过 对 溶 解 氧 (DO)、 混 合 液 回 流 比 (RN)、 污 泥 回 流 比 (R)和 水力 停 留 时 间 (HRT)等 各 参 数 优 化 控 制 即 可 达 到 。1.2溶 解 氧 (DO)控 制 好 氧 池 过 高 的 DO不 仅 会 抑 制 硝 化 菌 的 硝 化 作 用 ， 而 且 破 坏 厌 氧 池 和 缺 氧 池 的 低 DO状 态 ;过 低的 DO会 限 制 硝 化 菌 的 生 长 率 ， 严 重 影 响 污 水 的 脱 氮 效 果 。 缺 氧 池 DO变 化 可 通 过 抑 制 硝 酸 盐 还原 酶 的 合 成 和 活 性 ， 影 响 反 硝 化 过 程 。 早 期 研 究 者 对 A 2/O工 艺 各 阶 段 DO的 控 制 总 结 得 出 ： 好氧 池 DO控 制 在 2.0mg/L左 右 、 缺 氧 池 DO在 0.20.5mg/L、 厌 氧 池 DO在 0.2mg/L以 内 为 宜 1.基 于 一 级 B达 标 排 放 的 A2/O工 艺 的 难 点 与 主 要 技 术 措 施 1.3混 合 液 回 流 比 (RN)和 污 泥 回 流 比 (R)的 影 响 与 选 择 选 择 合 适 的 混 合 液 回 流 比 (RN)和 污 泥 回 流 比 (R)对 污 水 脱 氮 效 果 至 关 重 要 。 RN过 大 时 增 加 能耗 ， 过 小 时 脱 氮 效 率 降 低 。 R过 小 时 ， 厌 氧 池 污 泥 负 荷 增 加 ， 将 影 响 各 段 的 生 化 反 应 效 率 ;R过 大 则 抑 制 聚 磷 菌 释 放 磷 的 效 果 ， 降 低 总 磷 去 除 率 。 李 明 等 人 通 过 对 A2/O工 艺 的 研 究 对 比 得出 ， 一 般 R=50%100%， 最 低 不 可 低 于 40%;李 银 波 等 人 采 用 A2/O脱 氮 除 磷 工 艺 中 试 试 验 表 明 ，RN为 200%时 系 统 处 理 效 果 最 佳 。1.4水 力 停 留 时 间 (HRT)的 影 响 与 设 定 一 般 来 说 ， 延 长 HRT时 间 有 利 于 提 高 COD去 除 效 果 ， 但 对 于 厌 氧 池 ， 过 长 的 HRT容 易 产 生 污 泥膨 胀 ， 过 短 水 流 速 度 较 大 ， 易 导 致 活 性 污 泥 流 失 ;相 对 于 好 氧 池 ， 过 长 的 HRT则 使 SRT缩 短 ，影 响 污 泥 释 磷 效 果 ， 增 加 污 泥 排 放 量 ;较 短 的 HRT使 污 水 中 硝 化 过 程 不 充 分 ， 不 利 于 脱 氮 。 李永 峰 等 与 林 琳 等 人 研 究 结 果 对 比 表 明 ， HRT对 TN、 TP和 NH3-N的 去 除 率 影 响 较 大 ， 对 COD去 除 率 影 响 相 对 较 小 ;HRT控 制 在 58h时 ， 系 统 整 体 功 能 性 较 好 。 1.基 于 一 级 B 达 标 排 放 的 A2/O工 艺 的 难 点 与 主 要 技 术 措 施 2.1针 对 一 级 A 达 标 排 放 的 A2/O工 艺 难 点 出 水 水 质 进 一 步 从 一 级 B标 准 提 标 至 一 级 A标 准 回 用 时 ， COD、 TN、 氨 氮 和 TP要 求 均 有 所 提 高。 在 合 理 C/N比 以 及 非 低 温 环 境 下 ， 通 常 采 用 A2/O工 艺 进 行 优 化 调 试 能 够 达 到 一 级 A标 准 要 求 ;但 对 于 C/N比 较 低 或 低 温 环 境 等 不 可 控 问 题 ， 仅 通 过 简 单 工 艺 调 试 很 难 达 到 一 级 A水 质 要 求 。 2.2低 C/N比 问 题 及 其 技 术 措 施 根 据 住 建 部 “ 全 国 城 镇 污 水 处 理 信 息 系 统 ” 数 据 显 示 ， 我 国 大 部 分 城 镇 都 面 临 着 C/N比 偏 低的 现 象 ， 多 数 城 市 污 水 中 C/N比 在 34之 间 。 在 采 用 A2/O工 艺 处 理 低 C/N值 污 水 时 ， 一 般 脱 氮 除磷 效 率 不 高 ， 因 此 较 难 达 到 一 级 A标 准 。 目 前 常 用 的 解 决 措 施 主 要 从 外 加 碳 源 和 内 碳 源 两 方面 着 手 。2.针 对 一 级 A达 标 排 放 的 A2/O工 艺 的 难 点 与 主 要 技 术 措 施 2.2低 C/N比 问 题 及 其 技 术 措 施 投 加 碳 源 ： 能 够 快 速 有 效 提 高 C/N值 的 最 简 单 办 法 。 为 反 硝 化 过 程 提 供 足 够 的 碳 源 (如 甲醇 、 葡 萄 糖 、 乙 酸 钠 等 )能 够 有 效 地 提 高 脱 氮 效 率 ， 但 长 期 投 入 增 加 污 水 处 理 成 本 。 投 加 垃 圾 渗 滤 液 ： 陈 杰 明 等 人 对 重 庆 市 某 大 型 污 水 厂 投 加 垃 圾 渗 滤 液 补 充 碳 源 方 法 进 行了 研 究 ， 当 垃 圾 滤 液 的 投 配 率 为 0.1%时 ， 活 性 污 泥 不 会 受 到 垃 圾 滤 液 的 毒 性 干 扰 ， 同 时 可 为系 统 增 加 约 15%的 碳 源 ， 一 方 面 可 以 解 决 垃 圾 滤 料 的 排 放 问 题 ， 另 一 方 面 投 入 成 本 低 ， 是 一种 较 经 济 实 用 的 借 鉴 。 增 设 单 元 ： 池 年 平 等 人 通 过 在 传 统 A2/O工 艺 前 端 增 设 预 缺 氧 池 形 成 A-A2/O(预 缺 氧 厌 氧 缺 氧 好 氧 )工 艺 得 出 相 较 于 A 2/O工 艺 脱 氮 除 磷 效 果 有 显 著 的 提 升 ;A-A2/O工 艺 脱 氮 主 要 在预 缺 氧 池 和 缺 氧 池 完 成 ， 且 两 者 脱 氮 量 相 当 ， 厌 氧 池 则 可 专 注 于 除 磷 ， 是 一 种 克 服 低 C/N比的 有 效 方 法 。 2.针 对 一 级 A达 标 排 放 的 A2/O工 艺 的 难 点 与 主 要 技 术 措 施 2.2低 C/N比 问 题 及 其 技 术 措 施 工 艺 优 化 ： 通 过 对 倒 置 A2/O研 究 ， 黄 理 辉 、 张 杰 等 人 发 现 缺 氧 段 之 前 能 够 优 先 得 到 碳 源， 单 位 容 积 反 硝 化 能 力 增 强 ， 反 硝 化 效 果 能 够 得 到 有 效 地 保 证 ;同 时 ， 回 流 污 泥 经 过 完 整 的吸 磷 和 释 磷 过 程 ， 除 磷 效 果 也 较 好 。 分 段 进 水 ： 通 过 分 段 进 水 的 形 式 可 有 效 强 化 系 统 对 原 水 中 碳 源 的 利 用 ， 提 高 对 污 染 物的 去 除 能 力 。 青 岛 城 阳 污 水 处 理 厂 (5万 吨 /日 )通 过 分 段 进 水 的 方 式 提 高 系 统 对 原 水 中 碳 源 的利 用 率 ， 强 化 了 脱 氮 除 磷 能 力 ， 并 成 为 中 国 环 保 产 业 协 会 评 出 的 城 市 污 水 处 理 达 一 级 A标 准的 示 范 工 程 。 改 良 后 的 生 物 池 出 水 水 质 达 到 一 级 A 标 准 基 础 上 ， 每 天 可 节 省 电 耗 约 672 kW h。2.针 对 一 级 A达 标 排 放 的 A2/O工 艺 的 难 点 与 主 要 技 术 措 施 2.3低 温 问 题 及 其 解 决 措 施 目 前 ， 低 温 低 碳 是 我 国 大 部 分 污 水 处 理 厂 面 临 的 最 棘 手 的 问 题 。 温 度 对 微 生 物 细 胞 的 繁 殖 、生 物 种 群 的 组 成 、 活 性 污 泥 的 絮 凝 性 能 、 曝 气 池 对 氧 的 利 用 效 率 以 及 水 的 粘 度 等 都 有 较 大 的影 响 。 低 温 显 著 降 低 硝 化 菌 和 反 硝 化 菌 的 活 性 ， 严 重 影 响 脱 氮 除 磷 效 果 。 针 对 低 温 问 题 ， 倒 置 A2/O工 艺 也 可 作 为 缓 解 手 段 之 一 。 张 智 等 人 对 重 庆 市 鸡 冠 石 污 水 处 理 厂的 倒 置 A2/O工 艺 在 低 温 脱 氮 除 磷 效 果 不 稳 定 的 问 题 进 行 了 研 究 ， 表 明 低 温 条 件 下 将 污 泥 浓 度提 高 到 55006000mg/L、 好 氧 池 DO控 制 在 1.2mg/L左 右 时 ， 出 水 能 够 达 到 国 标 一 级 A标 准 。 A2/O-BAF（ 曝 气 生 物 滤 池 ） 是 目 前 克 服 低 碳 氮 比 下 的 低 温 问 题 最 常 用 工 艺 之 一 。 通 过 后 置 BAF工 艺 ， 王 建 华 等 人 得 出 A 2/O-BAF工 艺 在 低 温 条 件 下 脱 氮 除 磷 能 够 同 时 取 得 良 好 的 效 果 ， 不 仅出 水 达 到 国 家 一 级 A标 准 ， 而 且 A2/O段 活 性 污 泥 的 平 均 SVI 为 85.4mL/g， 具 有 良 好 的 沉 降 性 。萧 县 城 北 污 水 处 理 厂 (5万 吨 /日 )于 2015年 采 用 水 解 酸 化 -A2/O-BAF工 艺 处 理 市 政 污 水 ， 强 化 了脱 氮 除 磷 效 果 ， 出 水 满 足 国 标 一 级 A排 放 标 准 。 2.针 对 一 级 A达 标 排 放 的 A2/O工 艺 的 难 点 与 主 要 技 术 措 施 3.1对 于 地 表 水 IV类 及 以 上 回 用 要 求 的 A2/O工 艺 采 取 的 主 要 措 施 一 般 来 说 ， 将 污 水 通 过 A2/O工 艺 处 理 至 地 表 水 IV类 回 用 要 求 时 ， 不 仅 要 具 有 较 高 的 脱 氮 除 磷水 平 ， 还 要 求 具 有 很 高 的 有 机 污 染 物 去 除 性 能 。 在 进 水 满 足 要 求 基 础 上 ， 可 采 取 的 总 体 策 略是 ： 一 方 面 ， 采 用 现 有 的 二 级 强 化 ， 特 别 是 新 型 生 化 强 化 工 艺 ， 尽 可 能 提 高 二 级 处 理 段 的 脱氮 除 磷 能 力 ;另 一 方 面 ， 需 引 入 深 度 处 理 工 艺 ， 尤 其 是 以 膜 技 术 及 其 组 合 工 艺 为 代 表 的 深 度回 用 水 处 理 工 艺 ， 可 将 二 级 处 理 出 水 处 理 至 地 表 水 IV类 或 以 上 水 质 。3.针 对 地 表 水 IV类 回 用 要 求 的 A2/O工 艺 的 典 型 问 题 及 主 要 技 术 措 施 3.2对 于 地 表 水 IV类 及 以 上 回 用 要 求 的 A2/O工 艺 采 取 的 主 要 措 施 A2/O-MBR及 其 改 进 工 艺 A2/O工 艺 脱 氮 效 率 很 难 进 一 步 提 高 。 为 此 ， Adam等 一 批 学 者 提 出 了 将 A2/O与 MBR相 结 合 的 污 水处 理 方 式 ， 不 仅 出 水 水 质 效 果 好 、 污 染 物 指 标 去 除 率 高 ， 而 且 实 现 了 HRT与 SRT相 互 独 立 ， 很好 地 解 决 了 传 统 活 性 污 泥 法 同 步 脱 氮 除 磷 时 两 者 所 需 污 泥 龄 不 同 的 矛 盾 。 为 提 高 A2/O工 艺 的 脱 氮 除 磷 能 力 ， 可 在 一 级 A提 标 改 造 的 基 础 上 进 一 步 形 成 倒 置 A2/O-MBR和A2/O-A-MBR等 组 合 工 艺 。 张 健 君 等 人 对 倒 置 A2/O-MBR中 试 表 明 ， 该 系 统 具 有 高 效 的 生 物 除 磷效 果 ， 主 要 由 于 倒 置 A2/O段 理 想 的 释 磷 环 境 和 MBR段 膜 分 离 对 胶 体 形 态 磷 的 截 留 作 用 ;董 良 飞等 在 A 2/O基 础 上 开 展 了 A2/O-A-MBR工 艺 处 理 低 碳 源 城 市 污 水 的 中 试 研 究 ， 经 过 60天 的 调 试 运行 ， 出 水 已 基 本 达 到 地 表 水 IV类 的 回 用 要 求 ， 进 一 步 提 高 了 脱 氮 除 磷 的 水 平 。 3.针 对 地 表 水 IV类 回 用 要 求 的 A2/O工 艺 的 典 型 问 题 及 主 要 技 术 措 施 3.2对 于 地 表 水 IV类 及 以 上 回 用 要 求 的 A2/O工 艺 采 取 的 主 要 措 施 A2/O-MBR+膜 分 离 工 艺 在 A2/O-MBR组 合 工 艺 及 其 改 进 工 艺 的 基 础 上 ， 进 一 步 引 入 膜 分 离 单 元 作 为 再 生 回 用 的 三 级 处理 单 元 ， 可 以 实 现 污 水 资 源 化 高 效 回 用 。 根 据 深 度 处 理 膜 单 元 自 身 的 特 点 ， 可 将 二 级 处 理 出水 处 理 至 地 表 水 IV类 或 以 上 水 质 。 A2/O-MBR+人 工 湿 地 工 艺 对 于 氮 磷 等 部 分 指 标 偶 尔 超 标 的 A2/O-MBR工 艺 ， 可 后 续 采 用 潜 流 人 工 湿 地 ， 发 挥 植 物 根 系 吸收 和 富 氧 作 用 、 基 质 填 料 截 留 及 微 生 物 的 分 解 作 用 ， 进 一 步 去 除 氮 磷 等 植 物 营 养 物 ， 可 有 效保 障 A 2/O-MBR工 艺 出 水 达 到 地 表 水 IV类 限 值 。 3.针 对 地 表 水 IV类 回 用 要 求 的 A2/O工 艺 的 典 型 问 题 及 主 要 技 术 措 施 3.3基 于 再 生 水 厂 提 标 改 造 A2/O工 艺 未 来 发 展 趋 势 截 止 目 前 ， A2/O及 其 改 进 工 艺 已 在 我 国 的 大 中 型 污 水 处 理 厂 中 广 泛 应 用 并 对 生 态 环 境 保 护 产 生 了 积极 的 作 用 。 然 而 ， 我 国 的 污 水 处 理 工 艺 首 要 目 标 是 “ 去 除 污 染 物 ” 而 不 是 “ 回 收 能 源 ” ， 造 成 了A2/O工 艺 和 国 内 其 他 污 水 处 理 工 艺 类 似 ， 在 实 际 应 用 中 仍 然 表 现 出 能 耗 高 、 能 源 自 给 率 低 和 出 水 需深 度 处 理 等 特 点 。 随 着 污 水 处 理 厂 的 进 一 步 发 展 ， 以 实 现 “ 工 艺 能 耗 最 小 化 ” 、 “ 消 化 产 能 最 大 化” 和 “ 能 源 回 收 自 给 最 大 化 ” 的 可 持 续 脱 氮 除 磷 将 是 A2/O工 艺 未 来 发 展 的 主 要 趋 势 。 这 就 要 求 未 来污 水 处 理 厂 除 了 做 好 节 能 降 耗 优 化 和 水 资 源 可 持 续 循 环 利 用 以 外 ， 还 需 要 集 中 消 化 水 解 污 泥 、 最 大程 度 回 收 有 用 资 源 和 提 高 污 水 处 理 厂 能 源 自 给 率 ， 甚 至 包 括 在 有 适 度 外 源 有 机 废 物 协 同 处 理 的 情 况下 ， 尽 可 能 做 到 能 源 零 能 耗 。3.针 对 地 表 水 IV类 回 用 要 求 的 A2/O工 艺 的 典 型 问 题 及 主 要 技 术 措 施 污水厂提标改造中MBR工艺应用争议问题及改进 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议 近 年 来 ， 我 国 MBR市 场 正 在 加 速 成 长 ， 至 2014年 底 ， 我 国 已 有 近 100座 规 模 超 1万 m3/d的 MBR工 程 投 入 运 行 ， 并 出 现 了 近 20座 超 10万 m3/d处 理 规 模 的 MBR工 程 。 据 不 完 全 统计 ， 在 市 政 领 域 中 ， 2014年 底 投 入 运 行 的 MBR工 程 累 计 处 理 能 力 近 350万 m3/d。 预 计2015年 底 投 入 运 行 或 在 建 的 MBR工 程 累 计 处 理 能 力 将 超 过 600万 m3/d。1.现 状 应 用 情 况 2.1技 术 方 面 2.1.1产 水 量 下 降 产 水 量 下 降 的 问 题 主 要 表 现 在 以 下 3个 方 面 ： (1)膜 通 量 下 降 (2)膜 清 洗 周 期 缩 短 (3)稳 定 性 下 降 在 膜 池 设 计 时 宜 每 组 预 留 一 定 的 膜 组 件 安 装 空 间 ， 或 设 置 一 些 空 置 的 膜 池 ， 以 备 在 某 些 膜 组 件 性能 下 降 后 ， 可 以 安 装 新 的 膜 组 件 以 保 证 维 持 正 常 的 产 水 量 。MBR工艺应用争议问题分析及改进建议2.应 用 中 存 在 的 争 议 问 题 分 析 2.1技 术 方 面 2.1.2耐 水 量 冲 击 负 荷 能 力 差 当 进 水 水 量 超 过 膜 的 极 限 通 量 时 ， 跨 膜 压 差 急 剧 加 大 ， 导 致 抽 吸 出 水 量 下 降 ， 但 出 水 水 质 不 受 影响 。 传 统 活 性 污 泥 工 艺 中 ， 峰 值 流 量 超 过 设 计 值 会 加 大 沉 淀 池 的 水 力 负 荷 ， 出 水 水 质 受 到 影 响 而导 致 处 理 效 率 下 降 ， 峰 值 水 流 通 过 适 当 加 大 沉 淀 池 出 水 堰 的 堰 上 水 头 流 出 。 因 此 与 传 统 工 艺 相 比， MBR工 艺 可 以 保 证 出 水 水 质 ， 但 难 以 承 受 较 大 的 水 量 冲 击 负 荷 ， 所 以 对 于 水 量 波 动 较 大 的 污 水 处理 厂 应 慎 重 使 用 MBR工 艺 。 对 于 小 型 污 水 处 理 厂 ， 建 议 通 过 加 大 生 化 池 超 高 、 加 大 抽 吸 泵 的 额 定 流 量 、 适 当 增 大 膜 片 面 积 来解 决 ， 但 是 会 增 加 投 资 费 用 ;对 于 大 型 污 水 处 理 厂 ， 建 议 与 传 统 污 水 处 理 工 艺 配 套 使 用 ， 以 应 对 水量 冲 击 ， 而 且 MBR工 艺 的 高 品 质 产 水 ， 还 可 适 当 降 低 配 套 平 行 工 艺 的 出 水 要 求 。MBR工艺应用争议问题分析及改进建议2.应 用 中 存 在 的 争 议 问 题 分 析 2.1技 术 方 面 2.1.3存 在 技 术 壁 垒 由 于 各 膜 厂 商 的 膜 材 料 和 膜 组 件 差 异 较 大 ， 相 关 的 技 术 参 数 多 掌 握 在 各 个 膜 厂 商 处 ， 存 在 较 严 重的 技 术 壁 垒 。 MBR工 艺 实 际 上 是 改 进 型 或 强 化 型 的 生 物 处 理 工 艺 ， 是 膜 与 生 物 反 应 器 的 整 合 。 目前 ， 前 端 预 处 理 、 污 泥 和 空 气 系 统 没 有 根 据 膜 分 离 的 特 点 加 以 优 化 调 整 ， 生 化 处 理 部 分 与 后 续 膜分 离 系 统 之 间 的 衔 接 缺 乏 优 化 设 计 经 验 ， 全 流 程 设 计 经 验 和 参 数 不 全 ， 忽 视 控 制 仪 表 和 设 备 的 选择 ， 缺 乏 标 准 化 的 运 行 指 导 ， 影 响 了 MBR工 艺 的 运 行 效 果 、 膜 寿 命 和 能 耗 。MBR工艺应用争议问题分析及改进建议2.应 用 中 存 在 的 争 议 问 题 分 析 2.2经 济 方 面 2.2.1投 资 费 用 较 高 MBR工 艺 技 术 含 量 较 高 ， 自 动 化 程 度 较 高 ， 一 次 性 投 资 较 高 。 据 统 计 ， 市 政 领 域 MBR工 艺 的 总 投 资费 用 为 2100 7000元 /(m3 d) ， 平 均 约 3800元 /(m3 d) 。 据 统 计 ， 我 国 2012年 所 有 市 政 污 水 处 理 厂 的 平 均 总 投 资 费 用 是 2200元 /(m3 d)， 比 MBR工 艺 低 很多 。 以 生 物 处 理 和 再 生 水 处 理 两 部 分 的 费 用 之 和 与 MBR工 艺 做 比 较 ， 二 级 生 物 处 理 +滤 布 滤 池 的 投资 费 用 最 低 ， 但 出 水 水 质 不 如 MBR工 艺 ； 考 虑 接 近 的 出 水 水 质 ， 二 级 生 物 处 理 +浸 没 式 超 滤 投 资 与MBR工 艺 相 差 不 大 。 据 不 完 全 统 计 ， 用 于 市 政 领 域 的 MBR工 艺 的 占 地 面 积 为 0.12 0.69m 2/(m3 d)， 而 包 含 三 级 处 理的 传 统 工 艺 市 政 污 水 处 理 厂 的 占 地 面 积 为 1.2 1.6m2/(m3 d)， 在 占 地 面 积 方 面 有 明 显 优 势 。 如果 进 一 步 考 虑 征 地 费 用 ， 投 资 差 距 会 进 一 步 缩 小 。 MBR工艺应用争议问题分析及改进建议2.应 用 中 存 在 的 争 议 问 题 分 析 2.2经 济 方 面 2.2.2能 耗 高 根 据 数 据 ， 市 政 领 域 MBR工 艺 的 电 耗 为 0.5 0.8(kW h)/m3， 其 中 ， 控 制 膜 表 面 污 堵 的 膜 池 擦 洗占 能 量 消 耗 的 比 例 最 大 ， 约 为 25%;生 化 段 供 氧 曝 气 占 比 也 较 大 ， 约 为 21%。 与 传 统 工 艺 相 比 ， 膜池 擦 洗 、 膜 抽 吸 系 统 及 膜 清 洗 系 统 是 MBR工 艺 能 耗 增 加 的 主 要 方 面 ， 总 占 比 近 40%。 MBR工 艺 比 传 统 活 性 污 泥 法 能 量 消 耗 高 是 其 主 要 的 劣 势 所 在 。 近 年 来 ， 各 方 也 在 研 究 并 采 用 了 多种 有 效 的 优 化 方 式 来 减 少 能 源 需 求 ， 如 通 过 多 段 氧 平 衡 分 析 ， 重 新 设 计 生 物 曝 气 量 ;改 善 膜 组 件配 置 ， 调 整 膜 擦 洗 曝 气 系 统 降 低 擦 洗 风 量 ;通 过 模 型 模 拟 技 术 和 自 动 化 控 制 ， 寻 求 更 有 效 的 曝 气模 式 来 提 高 曝 气 效 率 。MBR工艺应用争议问题分析及改进建议2.应 用 中 存 在 的 争 议 问 题 分 析 2.2经 济 方 面 2.2.3运 行 成 本 较 高 MBR工 艺 的 处 理 成 本 主 要 是 由 电 费 、 药 剂 费 、 人 工 费 、 污 泥 处 理 处 置 和 膜 组 件 设 备 的 折 旧 费 用 (寿命 )等 组 成 。 其 中 ， 电 费 和 设 备 折 旧 费 所 占 比 例 较 大 ， 成 本 分 别 约 为 0.3 0.5、 0.15 0.30元 /m3。 运 行 成 本 的 差 异 与 项 目 规 模 、 膜 组 件 形 式 、 进 水 水 质 、 结 构 形 式 等 均 有 较 大 关 系 。 根 据 2013中 国 环 境 状 况 公 报 ， 传 统 工 艺 的 直 接 经 营 成 本 平 均 约 为 0.62元 /m3， 而 MBR工 艺 的 直 接 经 营 成 本在 0.5 0.9元 /m3， 较 传 统 工 艺 高 约 0.15元 /m3， 加 上 设 备 折 旧 费 要 高 出 近 0.4元 /m3。 节 能 降 耗 及 运 行 成 本 的 优 化 降 低 将 是 MBR工 艺 发 展 的 主 要 方 向 ， 涉 及 到 膜 材 质 改 性 、 膜 材 料 价 格、 膜 组 件 构 造 、 曝 气 方 式 及 参 数 的 优 化 、 项 目 水 质 特 性 的 匹 配 性 、 项 目 自 控 水 平 和 项 目 运 行 管 理水 平 等 方 面 ， 需 要 综 合 优 化 提 升 。MBR工艺应用争议问题分析及改进建议2.应 用 中 存 在 的 争 议 问 题 分 析 3.1提 高 膜 的 制 造 水 平 为 了 更 好 地 发 挥 MBR工 艺 的 优 势 ， 应 提 高 膜 的 制 造 水 平 ， 开 发 新 型 的 针 对 市 政 污 水 处 理 的 膜 材 料及 对 现 有 的 膜 材 料 进 行 改 性 ， 制 备 出 具 有 高 通 量 、 高 强 度 、 高 亲 水 性 能 且 价 格 低 廉 的 膜 材 料 。3.2改 进 膜 组 件 膜 组 件 的 优 化 对 于 实 际 装 置 运 行 十 分 重 要 ， 是 制 约 膜 技 术 广 泛 运 用 的 一 个 关 键 因 素 。 开 发 研 制性 能 优 越 、 抗 污 堵 能 力 强 、 节 能 的 新 型 膜 组 件 才 能 促 进 MBR工 艺 更 广 泛 运 用 。MBR工艺应用争议问题分析及改进建议3.改 进 措 施 与 建 议 3.3整 体 流 程 的 优 化 既 要 保 证 MBR工 艺 的 处 理 效 果 ， 又 要 保 证 其 能 长 时 间 稳 定 运 行 。 目 前 主 要 包 括 ： (1)膜 与 新 型 污 水 处 理 技 术 的 组 合 ; (2)降 低 能 耗 的 措 施 和 技 术 ; (3)膜 污 染 的 控 制 及 运 行 条 件 的 稳 定 化 ; (4)提 升 氮 、 磷 的 去 除 能 力 ; (5)反 应 器 各 段 氧 平 衡 分 配 技 术 ; (6)运 行 方 式 的 控 制 与 优 化 。MBR工艺应用争议问题分析及改进建议3.改 进 措 施 与 建 议 3.4标 准 化 虽 然 MBR工 艺 的 应 用 已 越 来 越 广 泛 ， 但 是 仍 没 有 国 家 统 一 的 标 准 规 范 。 首 先 ， 膜 产 品 的 种 类 众多 ， 形 式 多 样 ， 不 同 膜 厂 商 的 膜 产 品 之 间 缺 乏 可 靠 的 比 较 结 果 ， 在 选 择 上 缺 乏 可 靠 的 依 据 ;其次 ， 各 个 膜 厂 商 的 自 身 数 据 库 较 完 善 ， 有 自 己 的 设 计 参 数 和 规 范 ， 但 彼 此 之 间 相 差 较 大 ， 对 于全 行 业 来 说 没 有 统 一 或 综 合 的 设 计 手 册 和 规 范 ， 对 于 技 术 人 员 来 说 没 有 充 分 的 设 计 依 据 ;同 时， MBR工 艺 对 运 行 管 理 的 要 求 较 高 ， 但 是 膜 厂 商 大 多 只 是 提 供 膜 组 件 ， 工 程 公 司 仅 负 责 工 程 建造 ， 对 于 后 续 维 护 和 管 理 无 相 应 的 规 范 指 导 和 标 准 。 因 此 ， 建 议 应 从 膜 组 件 、 设 计 、 运 行 操 作3方 面 建 立 一 整 套 合 理 的 MBR工 艺 的 规 范 和 标 准 ， 有 利 于 提 高 经 济 性 和 竞 争 力 ， 促 进 其 进 一 步 广泛 应 用 。MBR工艺应用争议问题分析及改进建议3.改 进 措 施 与 建 议 3.5引 入 市 场 评 估 与 准 入 机 制 膜 厂 商 较 多 且 在 膜 组 件 的 设 计 上 又 形 式 多 样 ， 用 户 选 择 比 较 困 难 ， 许 多 膜 产 品 在 运 行 开 始 的 1年 内 差 别 不 是 很 大 ， 但 是 在 离 线 清 洗 后 恢 复 性 较 差 ， 运 行 1、 2年 后 差 别 加 大 。 因 此 ， 建 议 能 建立 统 一 的 评 估 机 构 ， 对 拟 应 用 的 各 膜 厂 商 产 品 做 1年 以 上 的 运 行 评 估 ， 综 合 考 虑 膜 通 量 的 稳 定性 、 冲 击 负 荷 的 耐 受 性 、 清 洗 的 恢 复 性 、 低 温 的 稳 定 性 等 ， 通 过 整 套 的 评 估 后 ， 设 定 同 等 业 绩或 规 模 的 准 入 许 可 。 同 时 ， 目 前 在 国 内 市 政 领 域 应 用 的 主 要 膜 组 件 绝 大 多 数 已 超 过 5年 ， 建 议对 其 实 际 的 运 行 情 况 进 行 跟 踪 核 查 评 定 ， 并 设 定 逐 步 晋 级 制 度 。MBR工艺应用争议问题分析及改进建议3.改 进 措 施 与 建 议 污水厂提标改造中生物滤池和滤池的应用 生物滤池与生物接触氧化法 生物滤池与生物接触氧化法 生 物 滤 池 ：以 土 壤 自 净 原 理 为 依 据 ， 在 污 水 灌 溉 的 实践 基 础 上 ， 经 较 原 始 的 间 歇 砂 滤 池 和 接 触滤 池 而 发 展 起 来 的 人 工 生 物 处 理 技 术 。碳 氧 化 滤 池 （ DC生 物 滤 池 ）硝 化 滤 池反 硝 化 生 物 滤 池 （ DN生 物 滤 池 ）碳 氧 化 /硝 化 滤 池前 置 反 硝 化 生 物 滤 池后 置 反 硝 化 生 物 滤 池生物滤池与滤池滤 池 ：滤 池 是 用 于 过 滤 的 目 的 ， 有 的 用 来去 除 水 中 的 悬 浮 物 ， 以 获 得 浊 度 更低 的 水 ;有 的 是 用 来 去 掉 污 泥 中 的水 ， 以 获 得 含 水 量 较 低 的 污 泥 。快 滤 池 ： 虹 吸 滤 池 、 无 阀 滤 池 压 力 滤 池 移 动 罩 滤 池 1.活 性 砂 滤 池2.高 效 纤 维 滤 池3.纤 维 转 盘 滤 池4.磁 混 凝 滤 池5.盘 片 式 过 滤 器滤池 1.1工 艺 概 况 活 性 砂 过 滤 器 是 一 种 集 絮 凝 、 澄 清 、 过 滤为 一 体 的 连 续 过 滤 设 备 ， 广 泛 应 用 于 饮 用水 、 工 业 用 水 、 污 水 深 度 处 理 及 中 水 回 用处 理 领 域 。 系 统 采 用 升 流 式 流 动 床 过 滤 原理 和 单 一 均 质 滤 料 ， 过 滤 与 洗 砂 同 时 进 行， 即 打 开 位 于 过 滤 器 中 央 的 空 气 提 升 泵 ，将 下 层 的 石 英 砂 滤 料 提 至 过 滤 器 顶 部 的 洗沙 器 中 进 行 清 洗 滤 砂 清 洗 后 返 回 滤 床 ， 同时 将 清 洗 所 产 生 的 污 染 物 外 排 ； 能 够 24小时 连 续 自 动 运 行 ， 巧 妙 的 提 砂 和 洗 砂 结 构代 替 了 传 统 大 功 率 反 冲 洗 系 统 ， 能 耗 极 低。 1.活 性 砂 过 滤 器 1.2技 术 特 点 (1)石 英 砂 滤 料 层 较 厚 ， 滤 池 较 深 ， 土 建 费 用 较 高 ; (2)过 滤 效 率 较 高 ， 过 滤 效 果 较 好 ， 无 需 停 机 反 冲 洗 ， 运 行 费 用 低 ; (3)水 头 损 失 较 高 ， 一 般 需 要 设 置 二 次 提 升 泵 房 ， 增 加 了 运 行 费 用 ; (4) 可 根 据 水 量 变 化 灵 活 增 加 或 减 少 过 滤 器 数 量 ， 主 要 适 应 于 小 规 模 的 污 水 处 理 厂。 1.活 性 砂 过 滤 器 2.1工 艺 概 况 高 效 纤 维 滤 池 是 一 种 全 新 的 重 力 式 滤 池 ， 采 用 了 一种 新 型 的 纤 维 束 软 填 料 作 为 滤 元 ， 其 滤 料 直 径 可 达几 十 微 米 甚 至 几 微 米 ， 具 有 比 表 面 积 大 ， 过 滤 阻 力小 等 优 点 。 微 小 的 滤 料 直 径 ， 极 大 地 增 加 了 滤 料 的比 表 面 积 和 表 面 自 由 能 ， 增 加 了 水 中 杂 质 颗 粒 与 滤料 的 接 触 机 会 和 滤 料 的 吸 附 能 力 ， 从 而 提 高 了 过 滤效 率 和 截 污 容 量 。 滤 池 内 从 上 至 下 依 次 设 有 反 洗 排 水 槽 、 纤 维 密 度 调节 装 置 、 纤 维 束 滤 料 、 滤 板 、 布 气 装 置 、 布 水 装 置。 设 备 运 行 时 水 流 经 纤 维 滤 料 层 ， 软 性 纤 维 滤 料 被压 实 ， 纤 维 密 度 增 大 ， 实 现 了 深 层 过 滤 。 当 滤 层 需清 洗 再 生 时 ， 在 反 洗 水 作 用 下 纤 维 滤 层 被 放 松 ， 使 滤 料 恢 复 自 由 状 态 ， 对 滤 料 进 行 气 水 混 合 反 洗 。 2.高 效 纤 维 滤 池 2.2特 点 ： (1)过 滤 速 度 快 ， 一 般 为 20 30m/h; (2)占 地 相 对 较 小 ; (3)设 备 均 国 产 化 ， 有 利 于 日 后 维 护 管 理 ; (4)设 备 费 用 较 高 ; (5)滤 池 水 头 损 失 较 大 ， 运 行 费 用 较 高 。2.高 效 纤 维 滤 池 3.1工 艺 概 况 污 水 重 力 流 或 压 力 流 进 入 滤 池 ， 滤 池 中 设 有 挡板 消 能 设 施 。 污 水 通 过 滤 布 过 滤 ， 重 力 流 通 过溢 流 槽 排 出 滤 池 。 过 滤 中 部 分 污 泥 吸 附 于 纤 维滤 布 外 侧 ， 逐 渐 形 成 污 泥 层 。 随 着 纤 维 滤 布 上污 泥 的 积 聚 ， 纤 维 滤 布 过 滤 阻 力 增 加 ， 滤 池 水位 逐 渐 升 高 。 测 压 装 置 监 测 到 滤 池 与 出 水 池 之间 的 水 位 差 达 到 反 冲 洗 设 定 值 时 ， PLC起 动 反 冲洗 过 程 。 纤 维 转 盘 滤 池 用 于 污 水 的 深 度 处 理 ， 设 计 水 质： 进 水 SS=2050mg/L， 出 水 SS 5mg/L， 浊 度 2NTU， 实 际 运 行 出 水 更 优 质 ， 一 般 出 水 浊 度在 1左 右 或 更 低 。 3.纤 维 转 盘 滤 池 3.2纤 维 转 盘 滤 池 技 术 特 点 (1)设 计 新 颖 。 重 力 运 行 ， 根 据 水 位 差 自 动 反 冲 洗 。 反 冲 洗 期 间 连 续 过 滤 ， 过 滤 期 间 滤 池 维 持 静态 ， 滤 盘 仅 于 清 洗 旋 转 。 (2)占 地 面 积 小 ， 滤 盘 垂 直 中 空 管 设 计 ， 使 小 的 占 地 面 积 即 可 保 证 大 的 过 滤 面 积 。 (3)运 行 自 动 化 程 度 高 。 (4)水 头 损 失 小 ， 纤 维 转 盘 滤 池 进 出 水 水 头 损 失 仅 0.3m。 (5)采 用 水 力 反 冲 洗 ， 反 冲 洗 泵 扬 程 高 ; (6)需 更 换 滤 盘 滤 布 ， 年 更 换 率 约 5%。3.纤 维 转 盘 滤 池 4.1工 艺 概 况 磁 混 凝 工 艺 在 常 规 中 混 凝 沉 淀 工 艺 中 添 加 了磁 粉 ， 并 使 磁 粉 与 混 凝 絮 体 有 效 结 合 。 由 于磁 粉 的 比 重 大 ， 因 此 大 大 增 加 了 混 凝 絮 体 的比 重 ， 加 快 了 絮 体 的 沉 降 速 度 。 磁 混 凝 工 艺同 时 设 置 了 污 泥 回 流 系 统 ， 使 得 污 泥 中 磁 粉及 混 凝 剂 循 环 使 用 ， 有 利 于 节 约 混 凝 剂 用 量。 剩 余 污 泥 中 经 过 磁 粉 回 收 后 排 出 本 系 统 。4.磁 混 凝 滤 池 4.2磁 混 凝 工 艺 技 术 特 点 磁 混 凝 工 艺 沉 淀 表 面 负 荷 可 达 2040m3/m2h， 同 时 具 有 优 良 的 沉 淀 效 果 。 其 技 术 特 点 是 ： (1)极 短 的 混 凝 与 沉 淀 时 间 ， 总 计 HRT20分 钟 ， 占 地 面 积 小 ; (2)沉 淀 出 水 SS5mg/L， 浊 度 1.0NTU; (3)优 异 的 除 磷 效 果 ， TP0.02mg/L; (4)由 于 系 统 内 部 具 有 5g/L以 上 的 磁 粉 ， 因 此 耐 受 流 量 及 固 体 负 荷 冲 击 ; (5)磁 粉 损 耗 低 ， 折 合 费 用 0.005元 /m 3。 4.磁 混 凝 滤 池 4.3主 要 优 缺 点 优 点 ： (1)磁 混 凝 本 质 上 是 混 凝 沉 淀 工 艺 ， 较 过 滤 水 头 损 失 很 少 ， 而 出 水 达 到 过 滤 的 效 果。 (2)磁 混 凝 占 地 面 积 很 小 。 10万 吨 的 双 组 磁 混 凝 占 地 面 积 约 600m2。 (3)运 行 费 较 低 。 对 于 城 市 污 水 的 深 度 处 理 ， 磁 混 凝 的 运 行 药 剂 费 很 省 ， 混 凝 剂 PAC(聚 合 氯 化 铝 )约510mg/L， PAM(聚 丙 烯 酰 胺 )约 0.51.0mg/L， 磁 粉 损 耗 率 约 1.0mg/L， 以 上 消 耗 品 合 计 费 用 约0.020.025元 /m 3。 磁 混 凝 电 耗 大 约 0.025kWh/m3， 主 要 体 现 在 搅 拌 机 、 污 泥 泵 以 及 磁 粉 回 收 系 统 。 缺 点 ： (1)国 内 应 用 案 例 较 少 ， 磁 混 凝 技 术 尚 未 全 面 推 广 ; (2)与 其 他 滤 池 相 比 ， 增 加 了 磁 粉 投 加 费 用 及 混 合 液 回 流 电 耗 。 4.磁 混 凝 滤 池 反冲洗过滤5.盘 片 式 过 滤 器