A/O—MBR工艺在洗车废水中水回用中的应用及思考

1 工程背景及设计

某市区现有垃圾车200多辆，承担着市区约2200t/d生活垃圾的运输工作，由于部分运输车辆密闭性不高以及垃圾中渗沥液的存在，车辆在运输过程中，易散发恶臭及产生滴漏，均对居民生活和城市环境卫生造成不良影响，尤其在垃圾处理厂周边区域道路影响更为明显。为解决以上问题，必须及时在垃圾车辆运输完毕后，立即对车辆进行清洗，如全部采用自来水则费用较高。2011年6月，在某垃圾处理厂设置了垃圾运输车专用洗车场，并在洗车设备中引进了1套先进的中水回用设备，收集洗车废水以达到循环利用的目的。笔者就该套中水回用设备的工艺流程、运行机理、运行现状以及未来发展进行讨论。

该垃圾填埋场洗车台采用A/O—MBR中水回用工艺对洗车废水进行处理后回用，反应器出水水质长期稳定达到GB/T18920--2002城市污水再生利用——城市杂用水水质中车辆冲洗标准,其工艺基本流程见图1。

 

 

2 运行动态

该套A/O—MBR中水回用设备自2011年6月运行至今，历时3 a，整套中水回用设备一切正常运行，出水水质稳定，每天为垃圾运输车专用洗车场输送近80t中水，确保洗车场的正常使用。运行过程中，对每年1月、6月和12月的出水COD、BOD，和氨氮指标进行监测(每月进行3次平行采样)，结果如图2所示。

污水原水的COD平均值约为1000mg/L，经过A/O—MBR工艺处理后，出水COD平均值降低至28mg/L，一方面是因为有机物在MBR好氧段被快速利用分解，部分有机碳参与了新细胞的合成，部分被氧化成CO2和H2O，另一方面通过平板膜的筛分作用，截留了一部分大分子有机物，从而达到了对有机物的去除效果。

污水原水中的BOD，平均值约为600mg/L，经过A/O—MBR工艺处理后，出水BOD，平均值降低至5mg／L。这是因为活性污泥中的微生物在有氧条件下，通过合成细胞或分解代谢以获得能量，从而将有机物去除，最终产生CO2和H2O等稳定物质。在此过程中，溶解性有机物(如低分子有机酸等易降解有机物)直接被利用，而非溶解j生有机物则首先被吸附在微生物表面，被酶水解后再进入细胞内部被利用，因此处理后的残余BOD，浓度很低。

 

 

 

 

 

 

污水原水的氨氮平均值约为50mg/L，经过A/O—MBR工艺处理后，出水氨氮平均值降低至0.1mg/L。氨氮的去除主要是靠膜生物反应系统内较高的污泥浓度和较长的水力停留时间，水力停留时间和污泥的停留时间完全分离，有利于微生物对氨氮的去除。综上，膜生物反应器可长期稳定保证出水水质达到GB/T18920---2002的车辆冲洗标准。

3 运行效果分析

3．1环境效益

A/O—MBR中水回用工艺对洗车废水的处理取得了良好的环境效益，可削减COD排放109.5t/a，削减BOD5排放54.75t/a，削减氨氮排放10.95t/a，并提供约87600t/a的回用水。

3．2经济效益

该工程每天所有设备运行耗能263.8kw/d，平均每吨污水运行费用1.578元/t；膜清洗费用0.002元/t；由于MBR系统采用PLC进行自控，因此并不需特别的维护人员，只需要少量人员定期观察有无异常，按照人均月工资1600元，每天工作1h计算，1600×1×0.125/(100×30)=0.067元/t；年基本维修费按设备总投资的1％折取为0.30元/t；故该工程每天污水处理运行费用合计为1.947元，累计为该洗车场提供87600t中水，洗车台使用中水每台能节约2.533元。

3．3社会效益

污水经处理后减少污染，净化水资源，提高人民生活质量，保障人民的身体健康，改善市容景观。

4 问题讨论

4．1污泥上浮

4．1．1活性污泥上浮原因

一是由进水水质变化引起的，二是由工艺运行控制引起的。其中水温及盐含量对于微生物有严重影响，活性污泥中的微生物适应的温度一般为15～35℃，如超过45℃，便会造成微生物死亡而上浮。对进水尤其是碱性进水的pH调节，虽然中和了碱性物质，但同时产生了盐，盐溶液浓度的改变造成了渗透压的改变，如微生物所处的溶液渗透压发生突变，就会导致细胞死亡。

4．1．2活性污泥上浮的控制

根据活性污泥上浮的机理及其影响因素，可采用物理化学和生物的方法对污泥的上浮进行控制。其中包括喷洒法，利用中水回流，喷洒的水流能打碎浮在水面上浮的污泥，以减少活性污泥的上浮。但不能从根本上消除污泥上浮的现象，是一种常用最简便的方法。

采取控制对策：①增加曝气量，提高调节池和MBR池的溶解氧含量，保证在曝气池的活性污泥不会因为缺氧而发生反硝化作用。②加大排放剩余污泥，以降低活性污泥的浓度，缩短污泥龄。③缺氧池上浮污泥可采用回用水喷射水面来缓解污泥上浮现象，同时上浮污泥中大部分微生物，被打碎后可以回到混合液中。活性污泥上浮通过这些方法取得了一定的控制作用。

4．2活性污泥活性不高

4．2．1污泥活性差原因

冬季曝气池的水温一般在8～11℃，受温度的影响，污泥的活性差，微生物生长速度缓慢，硝化菌的活性急剧下降，生长繁殖变得极慢，在污泥浓度较低情况下，硝化菌会随着剩余污泥的排放逐渐流失殆尽，氨氮的去除率难以保证。同时微生物内源呼吸减弱，产泥系数提高，虽然去除率下降，但是每天的产泥量会增多。

4．2．2提高污泥活性方法

在工艺控制方面，首先要保证生物池中的污泥浓度，只有含有足够多的微生物数量，才能保证系统的稳定和处理效果，另外合理延长污泥龄，适当减小进水流量，降低进水负荷，同时在溶解氧的控制上面，要适当抬高指标，好氧段溶解氧为1.5～2.5mg/L，但是这并不意味着鼓风机的风量要加大，反会比夏季减小，主要是由于污泥活性差，耗氧速率下降，风量不大的情况下溶解氧就能达到工艺要求。

5 未来发展

5．1 MBR工艺优势

目前现有的污水处理及再生水回用工艺主要以去除污水中的悬浮固体(ss)及BOD、COD、氨氮等有机污染物为目的，使出水水质达标。目前，针对生化性良好的非工业污水的处理和回用，大多采用二级生化污水处理工艺，即生物膜法、活性污泥法及其变型工艺，这类工艺可靠度高、运行管理经验丰富；同时相比纯粹的物理化学类处理工艺，成本较低。

一体式膜一MBR处理垃圾运输车洗车废水，由于垃圾运输车底盘和轮胎上附有大量泥沙和油类物质，经过洗车场冲洗的污水首先经过洗车台的蓄水池初步沉淀，再进入沉沙隔油池去除沙粒和浮油类物质，从而对活性污泥和膜生物反应器起到保护作用。膜生物反应器(MBR)以膜元件取代二沉池，将悬浮物和胶体全部分离截留，保证出水水质。膜生物反应器工艺的优点不仅设备紧凑，占地少，基本解决了污泥膨胀的问题，而且出水水质好，可以直接回用，对氮、磷等污染物有较高的去除率。

5．2 国内现状及发展

随着我国经济发展，汽车业发展迅猛，这势必带来洗车行业洗车用水的大量消耗。清洗1辆小型车一般需用水约250 L，按照1次/4 d计算，每辆小型车每年约用水约23t。由于这部分用水如全部使用自来水，是一种极大的浪费，而洗车废水中含有油类、有机物、阴离子合成洗涤剂类等大量污染物质，如不经过处理就进行排放，会造成严重的水体污染。

洗车废水具有用水量大，水质要求相对较低，可应用中水回用技术等特点，未来发展方向：①目前洗车废水实现中水回用的大部分均为较规范的大中型洗车场，应继续探索如何进一步降低单位造价和处理成本；②对分散式小型洗车场，针对其用水量相对较少、用地空问受限制等特点，需要在保证出水水质的前提下改进工艺，降低成本，并通过对洗车行业的规范，提高其对废水处理回用的积极性；③对降水较多区域，探索雨水回收和中水回用技术相结合，进一步降低洗车成本。

孙荪 转环境卫生工程