MBR中水回用方案

（125m3/d MBR）

一、编制原则

1、处理工艺应因地制宜并力求技术先进可靠、经济合理、高效节能、操作方便并易于维护；

2、合理布置建、构筑物；

3、极稳妥地采用新技术，在合理利用资金的同时，充分利用先进技术和设备以提高行业的装备和技术水平；

4、设计中尽可能采用先进设备，监测、自控仪表立足于稳妥实效；

二、概况

1、处理水量

本系统设计水量为125m3/d

2、运行方式

本系统采用24小时间歇运行方式（总运行时间为20小时）

3、进水水质

进水水质为职工生活污水、业务用房洗涤污水、职工餐厅污水。

三、工艺方案

1、工艺选定

目前的生活污水处理及再生主要采用预处理（格栅或格网、调节池、沉砂池等），生化处理（A/O法、SBR、接触氧化等），然后经过二沉池进行泥水分离，经砂滤和消毒后回用；或预处理后经曝气生物滤池（集生化与过滤为一体），再消毒后回用。但是传统的污水处理工艺污水处理和再生普遍存在处理效果不理想，出水水质波动大等特点。

膜生物反应器（MBR，Membrane Bioreactor）结合了膜分离技术和生化技术并强化了生化处理效果，它可以取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，大大提高反应器污泥浓度，出水水质良好、稳定，悬浮物和浊度接近于零。经消毒后可直接回用 于生活杂用水。因此，本方案拟采用MBR膜系统，去除COD，氨氮等污染物，再经消毒后回用。

生活污水通常含大量细菌，其中一些可能属于病原菌，再生水必需经过有效的消毒才能回用，特别是用作生活杂用水可能与人体接触。二氧化氯消毒一般只起氧化作用，不起氯化作用，所以形成很少DBPs(消毒副产物，如三氯甲烷)。它的氧化性能高于氯而仅次于臭氧，又因有剩余消毒效果而优于臭氧。

MBR出水SS接近于零，浊度很小，一般低于0.5NTU，有效氯直接持续作用于微生物，使微生物死亡或失去继续生存、 繁殖的能力，因此可以确保出水水质不会对周围的生活环境造成危害。

MBR处理工艺结合了生化处理和膜分离技术，并且取代了二沉池进行固液分离，与传统的生化处理比较有如下优点：

能够高效地进行泥水分离，出水水质良好、稳定，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用。

膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。

反应器内的微生物浓度高，可达10,000毫克/升以上，生化效率高，耐冲击负荷强。

可控制较长的SRT，有利于增殖缓慢的硝化菌的截流、生长和繁殖，氨氮去除率高。

膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，有利于专性菌的培养，大大提高了难降解有机物的降解效率,COD去出率高。

遭受负荷或毒性物质冲击发生污泥膨胀时，细菌不会随水流失，当来水水质正常后，系统可快速恢复正常工作。

泥龄泥龄长，剩余污泥少，大大减小污泥处理费用和二次污染。

污泥浓度高，容积负荷高，占地面积小。

模块化设计易于扩容。

系统采用PLC控制，可实现全程自动化控制和远程监控。

2、工艺流程

其工艺流程如下：

工艺流程说明：

小区生活污水(125m3/d)经化粪池后出水先经过格栅，去除较大杂物，避免对管路和泵的堵塞；然后自流入集水调节池，其中一部份通过高位溢流口自流进入市政污水管网，剩余部份经提升泵泵入预过滤器，除去较小颗粒杂物，以免杂物损坏MBR膜丝；过滤污水流进MBR池，MBR池底铺设有曝气装置，提供生化需氧，污水中有机物在微生物作用下进行生化降解，有机物转化为无毒无害的二氧化碳和水，氨氮在硝化菌的作用下转化为硝态氮，以去除污水中的BOD，COD和氨氮。生化池内置MBR膜组件，处理后的水汇集于MBR集水管后由清水泵抽出，几乎全部细菌及悬浮物均被截流在好氧曝气池中，因此省去了二沉池，并使出水达到悬浮物接近于零的优良水质。MBR出水经二氧化化氯消毒后回用。

MBR膜区内的曝气的有两个用途，一是用于膜的气水振荡清洗，保持膜表面清洁，二是为提供生物降解所需要的氧气。生物降解后的水在滤液自吸泵的抽提作用下通过MBR膜组件，滤过液经由MBR集水管汇集到贮水池。通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除氨氮；同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解。MBR膜下部设置有间歇式的充气装置，定时吹扫抖动膜片，以缓解MBR周边的污泥浓度累积。通过膜好氧区剩余污泥泵定期排出剩余污泥，可控制系统内活性污泥的浓度。MBR生化剩余污泥由污泥泵排放，经与市政污水管网污水混合后排入市政污水处理厂再处理。

同时为了保证MBR膜组件有良好的水通量，能持续、稳定地出水，使用了清水反洗、化学清洗程序对膜进行定时清洗。

清水反洗程序：MBR按一定的周期（可根据运行情况调整），以组件为单位依次自动进行反洗，以恢复膜的水通量。在反洗过程中，由反洗泵从反清水池内将清水由MBR膜组件的清水出口打入到中空纤维膜内进行反向清洗。

化学清洗程序：化学清洗是在MBR运行约半年（具体时间需根据进水水质以及设备运行情况确定）后对膜组件进行的彻底清洗。清洗时用吊车将一组膜组件从膜好氧池内提出，浸泡到预先配好药品（柠檬酸或次氯酸钠）的化学清洗槽中，每次可浸泡一套膜组件，时间为24小时，以充分去除附在膜组件上的污染物，清洗完毕后再由吊车吊回膜好氧池内。

工艺中的电机设备运行采用手动和自动两种控制方式，设有手动/自动转换开关，手动状态时，可在机旁手动操作，主要在安装调试和设备检修时使用，手动控制级别高于远程控制。当置于自动时，可根据工艺要求，在PLC单元自动控制，也可在中控室进行远程控制。正常运行采用自动控制方式。

四、主要设备和构筑物

1、格栅

功能：主要是用来去除污水中较大的悬浮物和漂浮物，防止管道和泵体的堵塞。设计人工和机械格栅各一道，机械格栅检修时人工格栅备用。

格栅池

数量：1座

尺寸：2.5m×0.62m×1.5m

材质：RC 

附属设备：机械格栅

数量：1台

间隙：3mm

2、集水调节池

功能：调节水质水量

规格：W×L×H＝5m×4m×4m

数量：1座

有效水深：h＝3.5m

材质：钢筋混凝土结构

结构形式：地埋式

附属设备： 提升泵

流量：Q＝10m3/h

扬程：H＝15m

功率：P＝1.5Kw

数量：2台（1用1备）

液位开关  一台

3、MBR一体化反应器

功能： MBR池底铺设有曝气装置，提供生化需氧，污水中有机物在微生物作用下进行生化降解，有机物转化为无毒无害的二氧化碳和水，氨氮在硝化菌的作用下转化为硝态氮。MBR膜组件置于MBR池膜区，主要功能是进行泥水分离。处理后的泥水混合液在清水泵（或虹吸）的抽吸作用下，清水进入MBR中空纤维膜丝，再汇集于MBR集水管后由清水泵抽出，几乎全部细菌及悬浮物均被截流在好氧曝气池中，因此省去了二沉池，并使出水达到悬浮物接近于零的优良水质。同时，MBR中0.2微米的中空纤维膜可以完全阻止细菌的通过，将菌胶团和游离细菌保留在生化反应器中，大大提高了反应器内的污泥浓度，强化生化效果。

    MBR因膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。反应器内的微生物浓度高，可达10,000毫克/升以上，生化效率高，停留时间一般设计在2—10h。本方案设计了较长的HRT和SRT，同时，也设计了较大的曝气量，提高溶氧水平（大于3mg/L），以减少剩余污泥量，增加污泥稳定性，减少污泥处理费用，降低二次污染的可能性，并避免污泥脱水带来的臭气污染。

规格：W×L×H＝12m×2.5m×3m

数量：1座

停留时间：T＝7.2h

材质：Q235B

结构形式：地埋式

附属设备：膜组件

数量：2组

膜数：30片/组

设计通量：6.25m3/h

产水泵

流量：Q＝10m3/h

扬程：H＝15m

功率：P＝1.5Kw

数量：2台（1用1备）

流 量 计：控制恒流出水

鼓风机

功能：一部分采用大孔曝气，提供膜区搅拌曝气所需的气量，使膜表面混合液形成较高错流速度，预防膜表面结垢，形成过厚滤饼或严重浓差极化现象发生，确保膜的正常工作。同时，另一部分用微孔曝气器，提高氧利用率，满足生化反应的供氧需求。

风量：Q＝2.10m3/min

风压：H＝49KPa

功率：P＝3Kw

数量：2台（1用1备）

液位开关  二台  分别控制进水和出水

污泥泵  排剩余污泥，控制SRT

流量：Q＝10m3/h

扬程：H＝15m

功率：P＝1.5Kw

数量：1台（1用1备）

4、接触消毒（MBR一体化设备内）

MBR0.2µm微滤膜能有效去大部分细菌（一般0.2--50µm），出水SS接近于零，浊度很小，一般低于0.5NTU，有效氯直接持续作用于微生物，使微生物死亡或失去继续生存、繁殖的能力。另外，我们采用消毒副产物形成很少，可以杀死病毒（病毒表面的蛋白质能吸附二氧化氯而致死），具有持续杀菌作用的二氧化氯，2ppm的有效氯剂量足以使MBR出水粪大肠杆菌达《城市污水再生利用 城市杂用水水质》要求指标。为了安全回用，避免二次污染，本方案设计10ppm剂量的二氧化氯发生器，由在线余氯仪控制投加量，维持适当余氯水平，确保出水水质不会对周围的生活环境造成危害。

我们采用发生量为100g/h的二氧化氯发生器，该二氧化氯发生器以氯酸钠和盐酸为原料，制备二氧化氯。具有自动化程度高，操作简单，运行费用低，二氧化氯产率高等特点。

接触消毒池

数    量： 1座

停留时间： 40min

材    质： FRP

附属设备：二氧化氯发生器

产    量：0.1Kg/h

数    量：1台

5、污泥处置

污泥储池主要作用是存放并部分消化剩余污泥。为节省污泥处理费用，减少剩余污泥排放量， MBR设计较高的SRT(污泥龄)和较高的DO(溶解氧)浓度, 预计平均每天排泥仅1m3，含固率0.8%，排出的剩余污泥较少，排出的剩余污泥与排入市政污水管网的污水混合后至市政污水厂再处理。

6、MBR化学清洗

化学清洗是在MBR运行约半年至一年间（具体时间需根据进水水质以及设备运行情况确定）对膜组件进行的彻底清洗。清洗时用吊车将一套膜组件从曝气池内提出，浸泡到预先配好药液（柠檬酸或次氯酸钠）的化学清洗槽中，每次可浸泡一套膜组件，以充分去除附在膜组件上的污染物，清洗完毕后再由吊回曝气池内。清洗液泵回调节池重新处理。

化学清洗池

规 格：1.5m×0.75m×1.4m

数 量：1座

材 质：RC

防 腐：FRP

清洗循环水泵

功能：用来循环搅拌清洗池内清洗液，清洗后将清洗液抽回集水调节池再处理

7、设备间和中控室

规格：W×L×H＝3.6m×5m×3.2m

数量：1座

材质：地上式砖混结构

8、贮水池

功能：用来收集MBR的产水，以供回用,同时作为反洗水的供水源

规格：W×L×H＝5m×5m×3m

数量：1座

材质：钢筋混凝土

结构形式：地埋式

9、反洗水泵

流量：Q＝10m3/h

扬程：H＝15m

功率：P＝1.5Kw

数量：2台（1用1备）

六、设备及构筑物一览表

1、主要设备材料表（方案一）

出水水质

CODcr    ≤50mg/L

BOD5  ≤10mg/L

SS ≤10mg/L

N-NH3 ≤5—8mg/L

粪大肠杆菌 ≤10³

PH 6～9

出水水质

CODcr    ≤60mg/L

BOD5  ≤20mg/L

SS ≤20mg/L

N-NH3 ≤8—15mg/L

粪大肠杆菌 ≤104

PH 6～9

2、主要构筑物