MBR平板膜在新农村建设污水处理中的应用

同一片蓝天同一个心愿蓝天沛尔膜业地址：江苏省宜兴市高塍镇东工业区电话：[phone]-8113传真：[phone]MBR平板膜在新农村建设污水处理中的应用关键词：新农村建设污水处理MBR平板膜当前我国农村的基础设施建设十分落后，人居环境差，生活污水随意排放。此外污水处理效率低，间歇排放量少且分散，氮、磷浓度高，含有大量的营养盐、细菌、病毒等特点，给农村污水的收集和处理带来了一定的难度。寻求一种经济合理的处理工艺，加强农村生活污水的处理与回用，是社会主义新农村建设的重要内容。文章对MBR平板膜在生活污水处理中的应用及实际运用于无锡市（宜兴市）丁蜀镇尹家村生活污水处理的情况进行了简单介绍，该村采用MBR工艺，处理出水优于国家一级A排放标准。TheapplicationtodomesticsewageofruralareawithmembraneflatsheetWangChengfang,LiQian(JiangSuLantianPeierMembraneCo.,Ltd)Abstract：Theinfrastructureconstructionofourcountrysideisweak,humansettlementenvironmentispoor,sewageisdischargedrandomly.Besideslowtreatmentefficiency,thesewagequantityislittleanddispersive,theconcentrationofthenitrogen,phosphorusconcentrationishigh,andthesewagecontainsalotofnutrientsalts,bacteria,virusandothercharacteristics,allwhichcanbringacertainofdifficultytothecollectionandtreatmentoftheruralsewage.Thereasonableprocessingtechnologywasusefultotheruraldomesticsewagetreatmentandreuse,it'stheimportantcontenttothesocialistconstruction.BasedontheMBRmembraneinthedomesticsewagetreatmentandapplicationinWuxiCity,thetownofYinvillagelifesewagetreatmentwasintroduced,thevillagewasusedtheMBRtechnology,effluentwassuperiortonationalstandardA.Keywords：constructionofnewcountryside,sewagetreatment,membraneflatsheet1引言据报道，目前全国农村每年有超过2500万吨的生活污水直接排放，造成河流、水塘污染。与城市相比，我国农村的基础设施建设十分落后，人居环境差，环境安全隐患与问题突出，严重影响村民居住环境和身体健康[1]。因此，重视与加强农村地区的污水排放收集和处理设施建设工作，避免因污水未经处理直接排放而对农村地区的水体、土地等自然环境产生污染，确保农村水源安全和农民身体健康，既是同一片蓝天同一个心愿蓝天沛尔膜业地址：江苏省宜兴市高塍镇东工业区电话：[phone]-8113传真：[phone]新农村建设中加强基础设施建设，推进村庄整治工作的一项重要内容，同时也是当前农村人居环境改善工作中所要解决的最迫切、最突出的问题[2、3]。2农村污水排放特点农村生活污水包括洗涤、沐浴、厨房炊事、粪便及其冲洗等排水[4]。建设部《村庄人居环境现状与问题》调查报告，对我国具有代表性的9个省43个县74个村庄的入村入户调查显示，96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生产生活污水随意排放。农村污水处理率低，面广分散、来源多、水质水量变化大、间歇排放排量少，这是农村污水的典型特征，此外，氮、磷浓度高并含有大量的营养盐、细菌、病毒等特点，给农村污水的收集和处理带来了一定的难度[5、6]。3农村污水处理工艺我国地域发展不平衡，不同地域间农村差别较大，加之农村地区长期以来形成的居住方式、生活习惯等方面的差异，使得污水处理方式不能过于单一，而应根据农村具体现状、特点、风俗习惯以及自然、经济与社会条件，因地制宜地采用多元化的污水处理模式。农村污水处理工艺选择时应重点考虑以下因素[7～10]：1）满足当前达标处理与今后再生利用需要。针对农村地区的地形地势、道路交通条件以及居民住宅建设布局等具体不同情况，探索因地制宜的农村污水收集处理方式，既解决当前村庄污水达标处理排放问题，又充分考虑今后污水处理回用的需要，节约水资源、保护水环境，促进农村地区的社会经济发展与资源、环境相协调，这是确定农村地区污水处理方式首先应考虑的因素。2）农村生活污水不像城市污水具有连续性，一般早、中、晚家庭用水较多，上午8点到10点达到高峰期，因为要使生活污水分散处理达到国家排放标准或者回用标准，在技术上要实现抗冲击性。3）应运行操作简便，日常维护管理简单。针对广大农村地区经济基础薄弱、从业人员技术和管理水平较低的现状，污水处理技术选择应特别注重选用简便易行、自动化控制水平很高、运行稳定、维护管理方便，利用当地技术和管理力量能够满足正常运行需要的处理工艺。依据新农村建设对污水处理的要求，MBR污水处理技术凭借其具有占地面积小，运行简单，即开即停，投资少，运行费用低，工艺流程短等绝对优势，越来越多应用于农村污水处理场合。目前，日本农村生活污水处理多采用膜生物反应器法，污水处理装置体积小，操作运行简单，目前日本已安装有800万个小型净化装置，服务人口3600万，从污水分离出的污泥可运至农田做肥料。同一片蓝天同一个心愿蓝天沛尔膜业地址：江苏省宜兴市高塍镇东工业区电话：[phone]-8113传真：[phone]MBR技术简介MBR（膜生物反应器技术）是一种微生物与膜分离技术相结合的高效生化水处理技术[11]。4.1MBR国内外发展史20世纪60年代后期，Dorr-Oliver公司开发研制了第一个商用MBR，并将其应用于船舶污水处理（Bemberisetal，1971）。20世纪80年代末到90年代初，MBR工艺的商业化进程在各环保公司陆续展开。目前MBR工艺已在欧美、日本等发达国家得到了大规模的应用[12]。MBR技术在我国起步较晚，上世纪90年代初至2000年，仅止步于实验室、小试、中试阶段，2000年至2005年，MBR技术主要用于需废水回用的小规模工业应用阶段，处理量在百吨/天至千吨/天之间，2005年以后，由于中水回用等越来越受到国内的中试，MBR技术受到越来越多人的认可，作为21世纪水处理新技术之一，其在国内迅速发展起来[13]。4.2MBR平板膜技术特点及优势迄今为止，在MBR工艺应用中，有两大类型的淹没式膜组件技术，即平板膜组件和中空纤维膜组件[14]，两者均以由外而内渗透为特征，实际应用分析表明，中空纤维膜在市场中占了大部分比例，从经济等因素分析更适合于较大规模的污水处理厂。但近年来，随着平板膜越来越多优势的凸显，部分大型工程舍弃中空纤维膜而采用平板膜。对比于中空纤维膜，平板膜优势如下[15]：1)中空纤维膜的成本是平板膜的1/2至1/3，但中空膜易污堵、断丝，使用寿命一般只有1～3年，而平板膜使用寿命可达5～8年，是中空膜的3～4倍。2)中空纤维膜需频繁清洗，一般1-2个月一次，而且必须采用离线清洗，后期维护工作量较大，配置人员较多；而平板膜可采用在线清洗，清洗周期一般为3-6个月，操作简便，通过阀门控制，仅1人即可操作完成。3)较之中空膜，平板膜的抗污染能力强，机械强度高。故在大规模工程中，虽然使用平板膜的初期投资成本高，但是后期维修费用和人工投入较小，且管理方便。MBR平板膜技术具有适用范围广、综合运行成本低、系统性能稳定，占地面积小等特点，分离效果远优于传统二沉池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质可以直接作为非饮用水进行回用。在生活污水方面设计城市污水、楼宇污水、公厕污水、污水厂升级改造及其他有回用要求的污水处理场合。采用MBR污水处理新工艺的最大优势是经处理后的排水可以作为中水回用，从而实现污水资源化及污水处理的零排放，解决了我国水资源极同一片蓝天同一个心愿蓝天沛尔膜业地址：江苏省宜兴市高塍镇东工业区电话：[phone]-8113传真：[phone]度匮乏的现状[16、17]。4.3MBR运行方式在发展过程中，第一代MBR是分置式流程（60-80年代），使用板式膜和管式膜，但由于膜成本高，运行费用大，应用受到限制。第二代MBR采用一体化浸没式流程（80年代末以后），浸没放置，低压（抽吸或重力）出水，气液两相扰动，间歇运行，稳定运行时间长，运行能耗低，浸没MBR的形式一般为内浸没（与好氧反应器一体）和外浸没（与好氧反应器分置）。按照膜组件与生物反应器的组合方式，MBR工艺运行形式主要为分置式、一体式和复合式三种[18、19]。1）分置式膜生物反应器膜组件和生物反应器分开设置，生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理水。图1分置式膜生物反应器示意图2）一体式膜生物反应器膜组件置于生物反应器内部，进水进入膜生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，在负压作用下由膜过滤出水。同一片蓝天同一个心愿蓝天沛尔膜业地址：江苏省宜兴市高塍镇东工业区电话：[phone]-8113传真：[phone]图2一体式膜生物反应器示意图3）复合式膜生物反应器形式上也属于一体式膜生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式膜生物反应器，改变了反应器的某些特性。图3复合式膜生物反应器示意图5应用实例以无锡市（宜兴市）丁蜀镇尹家村农村生活污水处理示范工程为例。丁蜀镇尹家村位于美丽的太湖之滨，属典型平原圩区，村域面积2.27平方公里，村内居民约400户，1200人。尹家村分散式污水处理工程包括污水管网系统和处理系统两部分，污水管网系统总约2000米，污水处理系统采用了“膜生物反应器（MBR）”工艺，MBR出水排入人工景观湖（具有稳定塘功能），处理能力为60t/d，进出水水质如表1所示。同一片蓝天同一个心愿蓝天沛尔膜业地址：江苏省宜兴市高塍镇东工业区电话：[phone]-8113传真：[phone]本处理单元的核心工艺MBR处理单元将生物反应器的生物降解和膜的高效分离技术融为一体，能有效去除各种悬浮颗粒、细菌、浊度和COD及有机物，是目前国内先进的集成式组合新工艺。污水经MBR处理工艺后，再进入人工湿地和稳定塘，通过生态系统的耦合作用，进一步提高了出水水质，确保达到国家一级A排放标准。其中MBR平板膜采用江苏蓝天沛尔膜业有限公司的膜组件：PEIER100-80两组，沛尔膜业是中国目前最大的平板膜供应商。表1进出水水质水质指标（mg/L）CODcrBOD5SSNH3-NTNTPpH水温进水水质≤350≤150≤150≤30≤40≤36-910-30℃出水水质（一级A）≤50≤10≤10≤5（8）≤15≤0.5——工艺流程图如图4所示：图4工艺流程图其平面示意图如图5所示。生活污水预处理池、调节池缺氧池膜池表流人工湿地排入附近河塘同一片蓝天同一个心愿蓝天沛尔膜业地址：江苏省宜兴市高塍镇东工业区电话：[phone]-8113传真：[phone]图5尹家村生活污水处理示范工程平面布置图6总结随着我国农村建设的不断完善，农村污水处理效率低的严峻问题日益被提上日程，考