A2O-MBR+AO 生物滤池+ 深度过滤消毒工艺的再生水回用工程案例

摘要：该文介绍了以A2O-膜生物反应器为主体工艺，配合强化脱氮AO生物滤池及深度过滤消毒系统处理中欧国际工商学院的生活污水的案例，调试2个月后出水水质稳定，满足地表水环境质量标准（GB 3838—2002），再生水回用于校区绿化浇灌、水景池补水及冲厕等。扣除工程运行成本后工程年收益约为13.36万元。

随着水资源的日益缺乏，鼓励使用再生水成为节约水资源措施的一大亮点，同时生态环境用水应当优先使用雨水和再生水，禁止使用地下水和自来水为城市景观水体补水。为了鼓励使用再生水，国家及各级政府将制定政策，采取措施，发展再生水用户，在再生水输配管网覆盖范围内，园林绿化、环境卫生、工程施工等用水必须使用再生水。目前国内采用A2O-MBR 工艺处理生活污水回用于景观水体的工程实例越来越多，由于人工景观水体属于浅水水体，如果再生水中的氮磷等植物性营养物质没有得到有效控制，极易发生富营养化，从而影响景观水池的观赏性价值。为了保证再生水的水质，需在A2O-膜生物反应器工艺后增设强化脱氮除磷及消毒工艺。

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1.1 工程简介
工程建设地址位于上海市浦东新区红枫路的中欧国际工商学院（CEIBS），2011年学校委托某司根据前污水处理系统改建成一套处理量为180t/d的再生水回用系统，系统进水为老校区校园生活污水，出水用于新老校区景观水池补水、绿化浇灌及道路清扫、新建校区教学中心及行政楼厕所的大、小便器冲洗供水需求。

1.2 设计进出水水质
1.2.1 根据多次现场采样及参考一般生活污水水质，得出以下 进水水质表见表1。

1.2.2 设计出水水质
为了保证完全满足中欧国际工商学院再生水水质要求，尤其是景观水池用水对总氮总磷的绝对低值要求，设计出水水质符合地表水环境质量标准（GB 3838—2002），具体水质见表2。

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2.1 工艺流程介绍
本再生水工艺采用如下工艺流程（图1）


本工艺流程可分为三个阶段：
（1）高效膜生物反应器处理阶段，使出水水质快速满足一般城市杂用水水质标准，如冲厕、绿化浇灌等，其工艺为预处+A2O-MBR 工艺；
（2）强化脱氮除磷阶段，使出水总氮总磷降低至设计要求，其工艺为AO-生物滤池+除磷絮凝沉淀池；
（3）深度过滤消毒阶段，使出水悬浮物及粪大肠菌群降低至设计要求，其工艺为多介质机械过滤器+臭氧活性炭工艺。

2.2 主要构筑物及参数
本工程根据原接触氧化污水处理工艺改造，主要构筑物池体尺寸及设计参数见下表（表3）

2.3 主要设备参数及用途
本工程主要设备参数及用途见下表（表4）

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3.1 A2O-MBR系统调试

3.1.1 调试准备
在进水前清理厌氧池、缺氧池及好氧MBR池，确保各池体内没有尖锐物体，如混凝土颗粒。进水前，将膜组件出水管上的放气口打开，避免初次进水，膜组件内因残存空气而造成上浮的现象。

3.1.2 清水调试
将清水放至设计水位高度。当清水达到设计水位时，观察反应器系统自动控制和其他机械设备的运行状况。清水调试时注意要点如下：潜水搅拌机开启后，观察池体搅动是否均匀，无死角；鼓风机启动后，检查确认曝气量和曝气是否均匀；在清水调试时，如果反应器内出现泡沫现象，属于正常现象，主要是由于膜组件本身存在的一些高分子可溶性物质造成的，不影响正常运行；膜单元清水调试运行：手动开启膜出水泵并调节出水阀门，观察出水泵流量变化以及膜-生物反应器压力变化；并测定一组清水通量和压力数据，如正常运行通量、最大运行通量、最小运行通量条件下对应的运行压力；调试自动控制系统：观察系统自动运行状况，观测系统的自动进水、出水、曝气、加药等程序，直至达到设计运行要求。

3.1.3 污泥接种与驯化
A2O-MBR系统清水调试完成后，需要进行污泥接种。接种污泥取自常规工艺的污水处理厂，经过1mm筛网筛分后投入厌氧池、缺氧池及好氧MBR池。控制反应池体内接种污泥浓度达到3—5g/L。对于接种的污泥，首先需要进行空曝气2-3d，即接种后开启鼓风机曝气而不进水，使污泥表观颜色恢复至黄褐色。开启鼓风机对污泥混合液进行曝气，采用间歇运行的方式对污泥进行培养，即在有原水的情况下，系统每运行1d，检测DO浓度、pH值、MLSS和用显微镜观察生物相变化，间歇培养一周左右。当微生物性质恢复良好时，采用连续运行方式，但直接满负荷运行，采用50%左右的负荷运行3-5d后，开始满负荷运行。

3.2 AO-生物滤池
A2O-MBR系统调试出水进入反硝化生物滤池，开始AO-生物滤池的清水调试，膜出水上升至设计液位时，开启鼓风机，观察曝气是否均匀，反硝化滤池和好氧滤池底部设穿孔曝气管，曝气的目的是池底沉积的脱落生物膜搅动起来，进入底部穿孔排泥管，开启排泥阀实现重力排泥。好氧生物滤池运行气水比13：1，出水由出水堰自流出水，机电设备及管道阀门调试完毕后进入快速挂膜阶段，在AO-生物滤池内投加一定量活性污泥（与A2O-MBR系统接种污泥一致），保持池内污泥浓度2-3g/L，初始阶段闷曝使活性污泥经过筛选、驯化附着在组合填料表面至填料表面有生物膜出现，污泥呈黄褐色后，开始逐步进膜出水，每曝气6h静置1h排出约1/3上清液再补充新的膜出水，经过连续2 个月的调试，池内填料生物膜呈黄褐色，生物膜厚度均匀，池内水清澈。

3.3 深度过滤消毒系统调试
AO生物滤池出水清澈后开始启动多介质机械过滤器和臭氧活性炭过滤器设备调试，首先对多介质机械过滤器及活性炭过滤器内的滤料进行清洗，清洗时开启过滤器的反冲洗阀门，待出水清澈后停止发冲洗开启正常进水，手动调试臭氧发生系统，调节压力至0.15MPa，气量为1.0m3/h。

3.4 系统调试
每天监测调节池、厌氧池、缺氧池、好氧MBR池、反硝化生物滤池、好氧生物滤池、清水池、中间水箱及回用水箱各池体水质指标，监测指标包括COD、氨氮、硝酸盐、总氮、总磷。每天记录厌氧池、缺氧池、好氧MBR 池、反硝化生物滤池及好氧生物滤池池体内的DO、污泥浓度、pH 及温度，膜出水量及膜出水压力表读数，逐步调整回流量、碳源投加量及除磷药剂投加量。连续监测2个月，出水水质进入稳定期，完全满足地表水IV 类控制指标，各池体出水水质指标见表5。

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工程总投资100万元，本工程再生水回用率83 %，每天回用水量约150t，中欧国际工商学院目前的水价为5元/t水，每天节约水费750元。本项工程运行成本费用主要有以下几项:电费、药剂费、维护人员管理费及日常设备保养费，经实际应用计算，每天电费约204元（电费单价0.641元/kWh），每天药剂费约105 元（包括聚铁、乙酸钠及三氯粉），维护人员管理费为60 元辕d，日常设备维修保养费每天约15 元，合计成本为384元/d。综上所述，扣除工程运行成本每天经济收入为366 元，年工程收益为13.36 万元。由于本套工程处理水量较小，吨水运行成本较高，如处理水量增大，年工程收益相应会大大增加。近年来，膜生物反应器技术逐渐成熟，系统运行稳定性越来越好，膜清洗周期达到6-12个月，设备使用年限超过5年及运行通量也大幅提高至400耀600L/（m2·d），以膜生物反应器为主体工艺的中水回用系统应用前景十分广阔。