MBR工艺应用污水处理厂的设计特点.docx

MBR工艺应用污水处理厂的设计特点 近年来，在广州、青岛、昆明、深圳等地建设了十余座全地下式污水处理厂，因其占地面积小、二次污染少、可以与周边环境相协调等优势，已经逐步成为城市污水处理工程新的热点和发展方向。目前，在建和已建的全地下污水处理厂中，绝大部分采用MBＲ工艺，MBＲ工艺因其具有较高的污泥浓度、较小的占地面积，在全地下污水处理厂中具有一定的优势。笔者针对MBＲ工艺在全地下污水处理厂与地上式污水厂设计中的不同，总结其膜组器的选择、管廊布局、回流方式、膜清洗系统以及起吊设计的特点和要点，为今后全地下污水处理厂设计提供参考和经验。1 MBＲ膜组器的选择全地下污水处理厂与地上污水处理厂在MBＲ膜组器的选型和设计上是不同的(见表1)。表1 地上式与地下式膜组器对比1.膜通量的选择。地上式污水处理厂水温波动较大，尤其我国大多数北方城市冬季水温较低，膜通量随之下降，因此在膜通量的设计中应考虑温度因素，膜通量宜为16～20L/(m2·h)。而地下式污水处理厂由于深处地下，水厂全部由箱体包裹，水温基本恒定，设计时膜通量可略高于地上式污水处理厂，取18～25L/(m2·h)。2.膜组器的设计。在进行地上式污水处理厂膜组器设计时，首先考虑的因素为膜的均匀性，尽量使膜组器内部每一片膜元件的产水量以及污染情况一致。而地下式污水处理厂在膜组器的设计上除考虑上述因素外，还需注意减小膜组器外形尺寸。特别需要注意的是，在设计过程中，全地下污水处理厂箱体的结构柱距一般为7～8m，也就是说在两个柱距之间尽可能放下更多的膜组器，通常地上污水厂膜组器选型宽度为3．6m，若在两个柱子之间安置两列膜组器，即3．6m×2=7．2m，加上管廊的宽度为1．4～1．5m，往往大于8m柱距。因此，在设计过程中，膜组器的设计宽度要小，两列膜组器+管廊的总宽度要满足不大于8m。2、MBＲ 膜池管廊布置特点通常在MBＲ工艺设计时，在膜池上需设计有管廊，用于放置膜吹扫空气管与产水管。地上式MBＲ膜池由于不受结构柱距的影响，每个膜系列廊道仅考虑自身的产水管和相邻膜系列的吹扫空气管两根管道，管廊宽度一般不超过1．2m，布局简单合理，详见图1。图1 地上MBＲ工艺管廊布局而地下式污水处理厂结构为箱体式设计，在箱体内布置有结构柱网，通常柱网间跨度为8m。由于柱网的存在，管廊宽度受限，因此设计时，应将相邻的两个膜系列组合起来，共用一个管廊，廊道宽度一般为1．5m(见图2) 。特别注意的是，设计上应将管廊深度加深，将管道进行双层布局。为检修方便，管廊盖板宜采用活盖板，并在每个膜组器接口部位设置活动开门，以便于日后的检修和维护。具体对比见表2。图2 地下MBＲ工艺管廊布局表2 地上式与地下式管廊布置对比3、MBＲ膜池回流形式及回流泵选择MBＲ污泥回流比通常为300%～500%，回流量大，扬程低。通常地上污水处理厂的MBＲ生物池和膜池可以分建也可以合建，污泥回流泵的选择也比较灵活，既可采用穿墙PP泵也可采用轴流泵或干式泵进行回流。通常，回流泵通过敷设管道进入前端生物池的好氧池。而地下污水处理厂结构上为箱体设计，且为封闭区域，空间狭小，若通过管道送至前端好氧池，不仅需要对管道增加支撑防护，而且地下狭小的空间会给管道施工运输和焊接工作带来不便，也给日后检修维护增加困难。因此，地下式MBＲ膜池通常与生物池合建，并通过渠道调整MBＲ进、出水方向，将进水引入后端，而出水在膜池前端(生物池后端)，并直接选用PP穿墙泵进行污泥回流。采用PP泵回流不仅节省了占地，而且通过优化回流方式，降低了能耗，节省了运行费用。4、MBＲ膜清洗的设计特点地上污水处理厂一般设有离线清洗池，可将膜组器起吊至清洗池进行离线清洗。地下式污水处理厂因地下空间有限，取消了离线清洗池的设计，改为在线清洗。将每个单独膜廊道视为离线清洗池，并将所需的化学药剂通过加药管注入膜池，在膜池内完成化学清洗。为节约清洗药剂，设置两台循环泵，将清洗药剂从完成清洗的廊道抽出后注入下一待清洗的廊道，直到清洗药剂有效浓度降低而不能达到清洗要求时，将废液排放至中和池，中和后排放至污水处理厂前端(流程见图3)。整个清洗过程通过PLC自动控制，大大降低了运行人员的劳动强度。具体对比见表3。图3 地下MBＲ膜清洗系统表3 地上式与地下式膜清洗对比5、MBＲ膜组器起吊方式的特点地上式污水处理厂单个膜组器较大，通常核算需要5t吊车，由于不受空间的局限，通常选用5t的电动单梁起重机。而地下式污水处理厂，由于受空间的限制，膜组器的起吊设计就成为地下污水厂MBＲ设计的重点和难点(见表4)。表4 地上式与地下式膜组器起吊方式对比首先是吊重规格的设计难点。地下污水厂不同于地上污水厂，其膜组器尺寸较小，质量一般在3～