水廠視界 | 三種膜工藝助力“五水共治”再提速
欄目導(dǎo)語
每一座水廠,都凝聚著幾代人的智慧和汗水,都是一城一地老百姓安居樂業(yè)的根本保障。《凈水技術(shù)》與國內(nèi)各大水司強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,用科普與專業(yè)并重的視角探究各地標(biāo)桿性水廠的每一個(gè)角落,讓水廠在云端打開大門,展現(xiàn)別樣的風(fēng)采。
第一種膜——MBR膜,實(shí)現(xiàn)出水標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)跳
福明凈化水廠,是寧波市城市排水有限公司下轄的第一座污水處理廠,也是寧波市第一座污水處理廠。該廠于1999年3月建成投運(yùn),處理規(guī)模10萬噸/日,出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該廠的建成投運(yùn)改寫了寧波市城市居民生活污水直排的歷史,標(biāo)志著寧波市污水處理事業(yè)的起步。隨著寧波市經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城鎮(zhèn)化速度加快,國家二級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無法滿足人民群眾對(duì)美好生活的需求。2019年8月,福明凈化水廠提標(biāo)改造工程中新建的MBR工藝投入試運(yùn)行。
MBR為膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor)的簡稱,是把膜技術(shù)與污水處理中的生化反應(yīng)結(jié)合起來的一門新興技術(shù),也稱作膜分離活性污泥法。膜生物反應(yīng)器采用了PVDF中空纖維膜,孔徑小于 0.1微米。MBR超濾膜可以有效的截停好氧生物池內(nèi)的活性污泥以及那些大分子的有機(jī)物,提高了生物處理的有機(jī)負(fù)荷,實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時(shí)間(HRT)和污泥齡(SRT)的分離。同時(shí)也解決了傳統(tǒng)活性污泥法的沉淀部分對(duì)最大生物濃度的限制,反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度是一般活性污泥法的2~3倍(8000~10000mg/L),高濃度活性污泥也使得MBR工藝對(duì)水質(zhì)水量的變化適應(yīng)性和耐沖擊能力較強(qiáng),從而達(dá)到了對(duì)污水進(jìn)行深度凈化的效果。
自MBR工藝投入運(yùn)行后,福明凈化水廠出水從國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)躍至優(yōu)于地表類Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)及浙江省清潔排放標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)出水標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)跳。MBR工藝段出水還直接回用至凈化水廠附近內(nèi)河——陸家河作為景觀河道用水,每日回用2萬噸,不僅有效地削減了排入河道的污染物總量,從源頭上提升了寧波內(nèi)河水質(zhì)。該回用項(xiàng)目于2014年成功申報(bào)國家級(jí)科技示范工程項(xiàng)目,2016年底順利完成驗(yàn)收,為寧波市再生水推廣應(yīng)用打開了新局面。
陸家河景觀河道
第二種膜——MBBR膜,實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)的提質(zhì)增效
新周凈化水廠一期于2010年7月建成,設(shè)計(jì)規(guī)模16萬噸/日,采用多模式AAO工藝,出水執(zhí)行國家一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)寧波市“十三五”規(guī)劃對(duì)污水處理出水水質(zhì)要求,新周凈化水廠自2017年初開始,邊生產(chǎn)邊開展生反池MBBR工藝改造,當(dāng)年底完成并投入運(yùn)行。改造后尾水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(2015年征求意見稿)的特別排放限值要求。
MBBR工藝作為近年來污水處理廠提標(biāo)改造升級(jí)工程中的主流工藝,其通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體,提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類,從而提高反應(yīng)器的處理效率。該工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn),每個(gè)載體內(nèi)外均具有不同的生物種類,內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌,外部為好養(yǎng)菌,每個(gè)載體皆可視為一個(gè)獨(dú)立的微型反應(yīng)器,反硝化反應(yīng)同時(shí)存在,從而提高了處理效果。
新周凈化水廠MBBR改造項(xiàng)目在原有AAO生物反應(yīng)池基礎(chǔ)上,于好氧段投加填料形成AAOAO+MBBR復(fù)合工藝,優(yōu)先保證缺氧反硝化池容,好氧區(qū)不足部分通過投加懸浮填料來補(bǔ)充。改造后,各項(xiàng)指標(biāo)去除情況良好,其中TN去除率達(dá)到65%左右,COD、BOD、NH3-N及TP的去除率均達(dá)到90%以上,該廠也成為省內(nèi)首家出水水質(zhì)全面達(dá)到準(zhǔn)IV類水標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠。該項(xiàng)目的成功實(shí)施,為大中型污水處理廠在不停產(chǎn)、不擴(kuò)建的情況下,通過原位改造實(shí)現(xiàn)污染物的高效去除、為凈化水廠的提質(zhì)增效提供了成熟的經(jīng)驗(yàn)參考。
新周凈化水廠
懸浮載體
第三種膜——“超濾+反滲透”,實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)再生水
嵐山凈化水廠現(xiàn)已建成的一期、二期污水處理量共20萬噸/日,污水處理主體采用改良式A2O工藝,出水執(zhí)行國家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。因地處鎮(zhèn)海區(qū)石化經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)內(nèi),再生水回用于工業(yè)企業(yè)成為了公司近年來再生水利用的重點(diǎn)方向。
嵐山凈化水廠再生水資源化利用優(yōu)化技改項(xiàng)目利用凈化水廠已達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的尾水作為進(jìn)水水源,經(jīng)浸沒式超濾+反滲透的“雙膜”系統(tǒng)處理后產(chǎn)生高品質(zhì)再生水33600噸/日,出廠水質(zhì)均達(dá)到國家《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》要求,最后通過水泵將再生水送至各用水點(diǎn),實(shí)現(xiàn)分質(zhì)供水。
該項(xiàng)目浸沒式超濾系統(tǒng)其膜材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF),膜孔徑為0.03μm,單簾膜面積45m2。反滲透系統(tǒng)段使用陶氏BW30FR-400/34寬流道抗污染苦咸水膜元件,共有8套反滲透系統(tǒng)主機(jī),每套46支膜管,共有反滲透膜2208支,反滲透膜孔徑<0.1nm,總回收率75%。整個(gè)“雙膜”車間的產(chǎn)水量為33600噸/天,相當(dāng)于一座小型水廠的產(chǎn)能。
浸沒式超濾膜可有效去除水中的顆粒狀物質(zhì),提高水的感觀效果,還能有效去除細(xì)菌和病毒等在內(nèi)的微生物和膠體、大分子等微粒,顯著提高水質(zhì);反滲透膜幾乎可以消除水中的各種鹽類,脫鹽率可達(dá)到99%,在水處理過程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物,其再生水出水水質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于一般工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn),可滿足高品質(zhì)工業(yè)用水需求,廣泛應(yīng)用于高壓鍋爐用水、精密電子產(chǎn)品制造用水、生物制藥等領(lǐng)域。
該項(xiàng)目的建成投產(chǎn),為周邊大型工業(yè)企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)工業(yè)水源,持續(xù)為工業(yè)企業(yè)“解渴”,開創(chuàng)了水資源循環(huán)利用的新局面。目前,該廠“雙膜”再生水已成功應(yīng)用于超臨界發(fā)電鍋爐用水,這在省內(nèi)尚無應(yīng)用先例,國內(nèi)也未見有關(guān)報(bào)道,這為緩解寧波水資源短缺和工業(yè)用水緊張?jiān)俅伍_拓了一條新路。
嵐山凈化水廠雙膜工藝車間
嵐山凈化水廠俯瞰圖
近年來,寧波市城市排水有限公司始終以社會(huì)責(zé)任為最高準(zhǔn)則,在凈化水廠工藝探索、再生水利用及市場拓展等方面大膽創(chuàng)新,采用新工藝新技術(shù),及時(shí)開展應(yīng)用后評(píng)估,全力出擊,滿足社會(huì)及人民群眾對(duì)水環(huán)境、水資源不斷提升的要求,為營造寧波的藍(lán)天碧水孜孜不倦地追求著。
寧波市城市排水有限公司簡介
寧波市城市排水有限公司于2002年11月正式成立,發(fā)展至今,該公司下轄福明、長豐、新周、嵐山及櫟社等凈化水廠5座,日污水處理能力95萬噸,承擔(dān)了寧波主城區(qū)70%的污水處理任務(wù),總服務(wù)面積919平方公里。20年的發(fā)展壯大,寧波市城市排水有限公司以創(chuàng)新為本,不斷探索污水處理新工藝新技術(shù),通過采用不同的膜工藝、膜處理技術(shù),不但使凈化水廠出水水質(zhì)提高到優(yōu)于地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)及浙江省清潔排放標(biāo)準(zhǔn),在再生水回用領(lǐng)域,每日可產(chǎn)生高品質(zhì)再生水5萬余噸供大型工業(yè)企業(yè)及河道環(huán)境治理使用,開創(chuàng)了水資源循環(huán)利用的新局面,為“五水共治”再提速提供極大助力。