景區(qū)廢水一體化污水處理回用技術(shù)

　　1、景區(qū)內(nèi)污水來源及水質(zhì)特點分析

　　1.1 污水來源分析

　　山地風(fēng)景區(qū)往往距城市較遠(yuǎn)，污水收集、排放無法與市政管網(wǎng)相接，一般都有自己獨立的處理系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計許多知名景區(qū)每天游客數(shù)可達(dá)上萬人，景區(qū)內(nèi)設(shè)有餐廳、茶樓、食堂、公廁及管理區(qū)等設(shè)施，專為游客休閑提供方便。這些游客每天的生活、消費都會產(chǎn)生一定量的生活污水，主要有：①餐廳、茶樓的廚房和廁所產(chǎn)生的廢水；②景區(qū)內(nèi)公廁產(chǎn)生的廢水；③管理區(qū)的食堂廢水。

　　1.2 污水水質(zhì)分析

　　通過對國內(nèi)一些知名景區(qū)，不同時段排出的污水進(jìn)行化驗，其污染物平均濃度(mg/L)如下：CODcr：300~500；BOD5：150~300；SS：150~300；氨氮：20~30；TP：3~4；pH：6~9。

　　2、景區(qū)內(nèi)污水處理及回用工藝

　　景區(qū)內(nèi)的污水主要為生活污水，生活污水處理技術(shù)發(fā)展至今仍是以活性污泥法為主流處理工藝。近年來，隨著技術(shù)發(fā)展，開發(fā)出許多改進(jìn)工藝如：接觸氧化法、氧化溝、改良SBR工藝等，通過對這些工藝的工藝特點、運行管理、設(shè)備數(shù)量、投資、運行費及占地等方面進(jìn)行比較，接觸氧化法具有很明顯的優(yōu)勢，投資省、占地小、運行管理方便。

　　污水回用主要采用膜處理系統(tǒng)，但膜種類繁多，回用水工程最常用的有MBR、超濾、納濾、反滲透膜，本文選用MBR膜為研究對象。

　　3、MBR膜生物反應(yīng)器的運行研究

　　以“生化+MBR膜”為主體工藝，其流程為：化糞池出水→隔油池→調(diào)節(jié)槽→沉淀分離槽→厭氧槽→生物接觸氧化槽→膜槽→消毒槽→清水槽→接景觀、綠化、沖廁用水管網(wǎng)。

　　本系統(tǒng)采用的是浸沒式生物反應(yīng)器，膜塊放在單獨的膜池中，浸沒在生物反應(yīng)池的混合液中，安裝在曝氣器上方，借助曝氣流引起的上升氣水混合流擦洗膜表面，并促使累積在膜表面的顆粒脫落。在抽吸泵產(chǎn)生的負(fù)壓下，產(chǎn)水穿過膜而完成過濾處理。

　　(1)MBR膜生物反應(yīng)器對有機物的去除

　　與傳統(tǒng)工藝相比，MBR由于膜孔徑較小，能夠起到對大分子顆粒有機物的截留作用，本次研究采用中空纖維膜，膜采用懸掛安裝方式，圖1是在不同工況下對有機物的去除情況。

　　上述過程中進(jìn)水CODcr基本在180～500mg/L之間，從圖1可看出，該工藝對有機物的去除效果較好，開始時出水CODcr稍高，在30~35左右，而到了后階段，出水最高CODcr值也只有22.3，大部分時候只有14mg/L左右，去除率在95%以上，所以MBR對有機物的去除效率很高。

　　(2)曝氣池中活性污泥濃度

　　曝氣池中活性污泥濃度是影響污水處理效果的重要指標(biāo)，在傳統(tǒng)活性污泥法中曝氣池污泥濃度一般控制在4~6g/L，濃度過低，有機物降解不徹底，濃度過高可能造成污泥膨脹，影響沉降性能及出水水質(zhì)。

　　本次采用超濾膜取代二沉池，所有懸浮物和膠體都被膜分離截留，污泥沉降性能不會影響出水水質(zhì)。另一方面，膜分離單元增加了曝氣池中活性污泥濃度，提高了生化處理效果，但污泥濃度對膜組件的濾餅層動態(tài)厚度及黏度都有作用，所以污泥濃度對MBR特性有很大影響，針對該特點，在不同污泥濃度下對出水水質(zhì)、膜組件運行狀況及出水量進(jìn)行研究，其結(jié)果如下：污泥濃度為6g/L、8g/L、10g/L、12g/L、12g/L、8g/L時，膜間壓差分別為10kPa、10kPa、12kPa、15kPa、15kPa、10kPa，出水量為2.26m3/h、2.17m3/h、2.0m3/h、1.83m3/h、1.9m3/h、2.2m3/h，同時水中CODcr濃度也跟著變化為18mg/L、21mg/L、15mg/L、16mg/L、16mg/L、20mg/L。

　　以上結(jié)果表明污泥濃度為5~10g/L時，出水水質(zhì)能夠達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，膜組件運行壓差15kPa左右;當(dāng)污泥濃度>10，出水水質(zhì)也能達(dá)到要求，但膜組件運行壓差開始迅速上升，水量開始減少，故污泥濃度最好控制在5~10g/L。

　　(3)抽吸水泵間歇抽吸時間設(shè)定

　　抽吸水泵若連續(xù)抽吸，膜表面會堆積污泥凝聚體和微粒子，并加快壓差上升，故抽吸時間不僅影響膜的運行狀態(tài)，對抽吸泵、真空泵、加藥清洗及整個系統(tǒng)影響都非常大，抽吸時間與膜池污泥濃度、風(fēng)機設(shè)置有關(guān)，以膜池污泥濃度達(dá)到10g/L、風(fēng)機風(fēng)量100Nm3/(m2?h)為參數(shù)，改變抽吸時間，測定膜間壓差變化情況，其變化結(jié)果如下：抽吸泵間歇6min、7min、8min、9min、10min、11min時，膜間壓差分別為10kPa、10kPa、12kPa、12kPa、16kPa、17kPa，出水量為2.37m3/h、2.10m3/h、2.07m3/h、2.0m3/h、1.87m3/h、1.83m3/h。

　　從以上數(shù)據(jù)可看出，隨著抽吸時間增加，當(dāng)抽吸時間>10min時，膜間壓力上升很快，膜間壓力>15kPa，流量大幅降低，不能滿足出水量要求，且當(dāng)抽吸時間>10min時，由于膜間壓力升高，系統(tǒng)可能通過管路連接處吸入部分空氣，造成真空泵頻繁啟動，以及抽吸泵由于進(jìn)口斷流，發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。當(dāng)抽吸時間控制在7min左右，整個系統(tǒng)能正常運行，膜間壓差也在15kPa以內(nèi)。

　　(4)曝氣方法及曝氣量

　　MBR膜池曝氣既為了微生物提供必要的氧，也是為了提供足夠的水力混合以確保對膜組件表面擦洗。基于雙重目的，曝氣量既要滿足混合所需量，又要有理想的氣泡尺寸，清洗膜所需空氣量為100~150Nm3/(m2?h)，設(shè)計時以此值為基礎(chǔ)，但實際運轉(zhuǎn)時確認(rèn)活性污泥DO值和旋回流狀況后，調(diào)整空氣量，一般控制DO值2mg/L。

　　(5)整體試運行效果

　　通過上述實驗表明“生化+MBR膜”組合的一體化污水處理回用裝置，對污水處理效果都很明顯，以下是選取某景區(qū)污水，經(jīng)過一體化裝置處理后的結(jié)果，出水中污染物濃度(mg/L)如下：CODcr≤3.32;BOD5≤2.36;SS≤2：66;氨氮≤0.24;TP≤0.038。從數(shù)據(jù)顯示，該裝置處理效果較好，污染物去除率在95%以上，滿足景觀用水要求。

　　4、結(jié)論

　　本次一體化污水處理回用裝置的應(yīng)用研究，擬解決景區(qū)污水處理回用的技術(shù)難題。通過在膜槽內(nèi)內(nèi)置生物反應(yīng)器，在生物反應(yīng)池和膜單元之間形成水利循環(huán)，保證生物單元具有較高污泥濃度;生物單元出水經(jīng)膜的高效截留作用，實現(xiàn)固液分離。該膜生物反應(yīng)器，克服了傳統(tǒng)活性污泥法中污泥濃度低、處理量大的缺陷，且經(jīng)過處理的污水出水滿足國家規(guī)定的《景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》A類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可回用于景區(qū)，避免水資源浪費，有較高的應(yīng)用和推廣價值。(來源：湖南省環(huán)科院環(huán)境工程有限責(zé)任公司)