膜生物反应器污水再生工程的运行与优化

摘要：采用MBR工艺，这是一种生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新工艺，取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离,又可在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少，极有效地去除氨氮，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小等优点。
关键字： MBR 超滤膜 PLC控制系统
一、概述
在城市垃圾卫生填埋过程中，由于垃圾的分解以及降水、地表水、地下水渗透、灌溉、液体废弃物等综合因素的作用，产生了垃圾渗沥液。为防止垃圾渗沥液对环境造成二次污染，需对其处理方可排放。由于渗沥液的水质水量具有复杂、多变的特点.。故采用MBR工艺，这是一种生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新工艺，取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离,又可在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少，极有效地去除氨氮，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小等优点。
其中主要对膜及膜车间相关设备的维修保养及生化池内设备的重点关注。首先，生化系统是在有氧的情况下，废水中的有机物通过活性污泥中的微生物把有机物氧化分解，从而达到净化水的目的，某渗滤液处理站生化系统由三部分组成反硝化池、碳氧化池、强硝化池。处理流程为：渗沥液从调节池被泵送到生化池进入到反消化池，然后进过中间的碳氧化池后流入强消化池，最后在强消化池后端用泵送到膜车间过滤出水，其中一部分混合液回流。
那么整个工艺主要分为三块：即电气系统、生化系统、膜系统。
1.所有设备都基于PLC电路高度自控，同时有故障报警指示功能。电器系统的维养我们采取每天对所有设备的电流检测来确保电器系统的正常。
2.生化系统：包括硝化池中的四台搅拌机，每天24小时运行；氧化池中的四台射流泵和射流曝气装置可根据需要适量开关均24小时运行，还有两台在线溶解氧检测仪来检测水中溶解氧和温度并传至中控系统，另有四台混合液回流泵及两台污泥冷却回流泵组成，该系统主要维持池内微生物，营养供氧者的平衡。但对于生化系统这些设备的维养我们采取的方法是：由于这些设备均在池底下（池深9米），不易对设备内部的保养，现只对这些设备每天电流的检测（根据相关设备功率电压）及中控电脑的显示和池内表面现象的判定对该设备好坏的确定。若某设备内部零件坏则请专业生产产商维修（需放空池较麻烦），今后可在池上建龙门架定期轮流提起做维护，具体措施有待共识中。
3.膜系统：膜车间有两台清洗泵 两台进料泵及四台循环泵另有空压机等组成。膜处理技术与其它的过滤分离技术一样，在长期的运转过程中，膜作为一种过滤介质堵塞，膜的通过水量运转时间而逐渐下降有效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的下降，维持MBR系统的有效使用寿命。膜的使用寿命可达3年以上；主要设备的使用寿命在20年以上（从网上查得）。尽管如此我们对膜车间的设备放在首位它对于我们来说是可以直接触碰到得设备，所以我们的建立膜系统维养表，对膜车间的泵每十天进行耐高温油的加注设备表面温度的观察，每天上下班对设备的检查及运转人员对膜车间巡逻及相关设备的检查做统计，每三个月或半年对该些设备数据记录做对比；另外对膜通量的变化作相应处理，当膜通量比正常值偏低时膜就应及时清洗，若延时时间较长则会导致膜严重堵塞，使流量不能回复到最佳点。其中清洗又分为物理清洗和化学清洗，物理清洗是用循环泵提供膜面错流流速的清水来冲洗膜管（现每天清洗中）；化学方法是用酸碱药剂来反复冲洗膜管，使膜面的污染物溶解在药剂中从而去除污染物。不管是物理还是化学清洗，只要在膜系统正常运行时都需要不断观察其运行状态，包括电磁阀的假开现象（在开启循环泵前）、膜管的漏水、泵体异常声响或产水通量的上升下降情况（最好两人同时做这件事），特别是化学清洗酸碱投入的量及先后顺序、清洗时间都要适当（需在运行过程中摸索）并做好记录以便对下一次清洗做参考来得到较为合理的清洗方法。具体酸、碱、氧化剂清洗不做详细说明。
最后重点在说一下可编程控制技术在超滤设备改造中的应用：超滤作为重要的一级水处理设备, 主要去除水中的胶体, 保证反渗透正常工作。 某处理站由于超滤设备原设计入口压力偏高, 及温度、使用时间等因素出现了超滤膜破损, 会使出水水质不能达到反渗透进水水质的要求, 使得后置反渗透设备运行条件恶化, 膜堵增加, 淡水出水流量和脱盐率下降加快, 运行周期缩短。为了确保超滤设备正常、 稳定运行, 延长膜的使用寿命, 根据超滤已有的工艺布置和控制特点对系统进行了改造。改造中, 采用了可编程控制技术( PLC) , 优化了系统压力调节方案, 解决了超滤设备压力工况问题。
二、 工艺分析
当超滤设备启动时, 会自动进入反洗和快洗模式, 而后进入正常运行模式, 在运行到设定的时间间隔(或手动操作)后, 会重复反洗和快洗运行模式, 除盐水就像电站的血液, 因此, 系统每天都需要运行生产除盐水。由于生产出的除盐水先贮存于除盐水箱中,当液位到达要求时, 系统可停运短暂间隔。改进变更只能在停运时进行, 不能影响到系统的正常运行。采用在泵的电源回路中加设变频器, 通过 PLC控制来调节泵的供电频率, 以达到按需供水的目的, 是一个比较理想的方案。 水处理系统目前使用的是 PLC控制。 PLC控制系统具有改造周期短、 可靠性高的特点, 而且此方案已经大量应用在国内各水处理系统中, 技术成熟。所以, 可以采用添加变频器, 用微型 PLC控制系统来实现设备运行工艺优化的目的。