(水利部建設(shè)管理與質(zhì)量安全中心， 北京 100038)

JYZ全自動(dòng)一體化膜生物處理裝置在污水處理中的應(yīng)用

陳東清

(水利部建設(shè)管理與質(zhì)量安全中心， 北京 100038)

JYZ全自動(dòng)一體化膜生物處理裝置是一種新型的高效節(jié)能污水處理技術(shù)裝置，尤其適用于遠(yuǎn)離城市沒(méi)有管網(wǎng)的農(nóng)村、風(fēng)景區(qū)、水電站、泵站以及野外作業(yè)等地區(qū)產(chǎn)生各種污水的處理。本文介紹了其組成、原理、主要技術(shù)創(chuàng)新、工藝流程、技術(shù)指標(biāo)，以及與傳統(tǒng)的中水回用技術(shù)相比具有的優(yōu)勢(shì) 。

JYZ一體化膜生物處理裝置； 污水處理； 應(yīng)用

1 前 言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及工業(yè)化進(jìn)程的加快，污水排放量也日益增加，水環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重。保護(hù)生態(tài)環(huán)境、治理水體污染及促進(jìn)水資源的有效利用已經(jīng)越來(lái)越受到各方面的高度重視。2012年國(guó)務(wù)院發(fā)布實(shí)行關(guān)于最嚴(yán)格水資源管理制度的意見，沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)的污水不允許隨意排入溝渠、江河、湖泊，城市污水的處理得到了足夠的重視。但是，很多污水遠(yuǎn)離城市未經(jīng)污水處理廠處理，例如：遠(yuǎn)離城市的獨(dú)立單位、新農(nóng)村、風(fēng)景旅游區(qū)、泵站、水電站、港口、船泊、高速公路休息站等，所產(chǎn)生的污水很多均直接排入溝渠、江河，對(duì)生態(tài)環(huán)境危害極大，水污染治理問(wèn)題更為突出。由于地理位置相對(duì)偏僻，與城市污水處理廠距離較遠(yuǎn)，處理費(fèi)用昂貴，因此，經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能和簡(jiǎn)便易行的新型污水處理技術(shù)裝置，即分散式污水處理與利用的技術(shù)思路是解決這些生活污水問(wèn)題的最佳選擇。JYZ全自動(dòng)一體化膜生物處理裝置是目前國(guó)內(nèi)外技術(shù)先進(jìn)、高效低能的新型環(huán)保設(shè)備，該裝置具有能耗低、體積小、處理效果好、可操作性強(qiáng)、管理方便等特點(diǎn)，能夠?qū)⑽鬯畯氐變艋固幚砗蟮乃苯优湃虢?，灌溉農(nóng)田或回用，達(dá)到節(jié)約用水、提高水資源利用率的目的。

2 JYZ全自動(dòng)一體化膜生物污水處理裝置

2.1 JYZ裝置的結(jié)構(gòu)組成及原理

該裝置由預(yù)處理系統(tǒng)、進(jìn)水調(diào)配(均衡水流)系統(tǒng)、充氧系統(tǒng)、微菌膜裝置和集水系統(tǒng)組成。其原理主要是采用懸掛于生物池內(nèi)的特殊條形膜管及生長(zhǎng)在膜管上的微菌生物濾膜進(jìn)行點(diǎn)滴過(guò)濾污水，通過(guò)膜的滲透機(jī)理使污水得到凈化，并且確保出水水質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定，符合回用水的標(biāo)準(zhǔn)要求；通入空氣確保條形膜新陳代謝有充足的氧源，具有反沖洗功能，當(dāng)膜管出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象時(shí)會(huì)自動(dòng)反沖洗條形膜，確保膜管的使用效果和壽命。另外，可自動(dòng)監(jiān)測(cè)處理后出水的質(zhì)量。

2.2 主要技術(shù)創(chuàng)新

a.微菌生物濾膜。該膜外形小巧、組合結(jié)實(shí)、附著性好、視比重較大、活性好、不易松散上浮，整體形成過(guò)濾膜層，起到消耗有機(jī)物的作用，還能截留水中顆粒狀的懸浮性雜質(zhì)。經(jīng)生物反應(yīng)器培養(yǎng)后的微菌生物膜在污水處理運(yùn)行過(guò)程中不需要為生物菌添加養(yǎng)料，不需要調(diào)整pH值，不需添加化學(xué)成分，不會(huì)有因使用化學(xué)成分所產(chǎn)生的額外費(fèi)用，也不會(huì)導(dǎo)致二次水污染問(wèn)題。

b.均衡水流系統(tǒng)。該裝置中設(shè)置聚丙烯固定條形膜，活動(dòng)于條形膜的廢水處于和空氣均衡接觸狀態(tài)，并且水流在流動(dòng)過(guò)程中通過(guò)特定設(shè)置的水質(zhì)均衡堰，確保在相同運(yùn)行方向各位置處的廢水流速全部均衡一致。水流以上下蜿蜒方式流過(guò)整臺(tái)生物反應(yīng)器，以確保和生物菌最長(zhǎng)時(shí)間的接觸和最佳的生物處理效果，從而保證處理效果好，有機(jī)物去除徹底。

c.固定條形膜。在該裝置中設(shè)置每組呈十字交叉的聚丙烯條形膜，活動(dòng)于條形膜之間的廢水處于和空氣接觸的狀態(tài)，清理廢水的生物菌及球狀生物膜附著在作為母體的條形膜上快速繁衍。廢水在垂直的條形膜之間不停地上下流動(dòng)，以保證水流最大面積地接觸到有生物菌附著的條形膜表面。設(shè)置條形膜的作用是：?使水均衡與生物膜接觸，并且做到全方位、徹底均勻地接觸；?改變水流方向，每隔一根條形膜中便裝有一套通風(fēng)系統(tǒng)，使廢水在通風(fēng)系統(tǒng)的吹動(dòng)下向上流動(dòng)，然后沿相鄰的條形膜流向裝置底部。水流以上下蜿蜒的方式流過(guò)整臺(tái)生物反應(yīng)器，從而確保和微生物菌最佳的接觸效果。該固定條形膜的優(yōu)點(diǎn)在于使污水均勻與生物膜接觸，改變水流方向，增加處理流程長(zhǎng)度，生物膜易新陳代謝不會(huì)堵塞，不需更換和強(qiáng)烈反沖洗。

d.邏輯控制軟件技術(shù)。該裝置采用PLC可編程序控制器組成智能化控制系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)水處理運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，不僅能提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、降低能耗，而且可以通過(guò)便攜式軟件包選擇系統(tǒng)的控制方式，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行修改和調(diào)整，處理系統(tǒng)設(shè)置事故報(bào)警裝置，確保污水處理效果，使出水穩(wěn)定均勻達(dá)標(biāo)并回用于生活、生產(chǎn)、農(nóng)田灌溉。

2.3 工藝流程

JYZ全自動(dòng)一體化膜生物處理裝置工藝流程圖(見下圖)展示了污水處理回用裝置的過(guò)濾方式，其利用浸沒(méi)漂懸式絲狀膜對(duì)含泥污水進(jìn)行過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)水泥分離。一方面，膜截留了反應(yīng)池中的微生物及懸浮物，通過(guò)膜的高效截留作用，使池中的活性污泥濃度大大增加，達(dá)到很高的水平，使降解污水的生化反應(yīng)進(jìn)行得更迅速更徹底，同時(shí)，可截留難于降解的大分子有機(jī)物，延長(zhǎng)其在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，使之得到最大限度的降解；另一方面，由于膜的高過(guò)濾精度，保證了出水清澈透明，得到高質(zhì)量的產(chǎn)水。漂懸式絲狀膜的孔徑為0.10μm，過(guò)濾后的活性污泥沉積在膜絲的表面，間隔地從單束膜元件底部進(jìn)氣、從膜元件產(chǎn)水側(cè)進(jìn)水進(jìn)行水氣反洗，從而恢復(fù)膜的過(guò)濾性能。底部可通過(guò)微孔管連續(xù)曝氣，用于菌膠團(tuán)進(jìn)行生物反應(yīng)，以分解該裝置水槽內(nèi)處理水中的有機(jī)物。

JYZ全自動(dòng)一體化膜生物處理裝置工藝流程圖

2.4 主要技術(shù)指標(biāo)

主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1，對(duì)各類污水的處理效果見表2。

表1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

注CODcr：化學(xué)需氧量； BOD5：生化需氧量； SS：懸浮物； NH3-N：氨氮

表2 對(duì)各類污水的處理效果

2.5 優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的中水回用技術(shù)相比，該裝置具有如下優(yōu)勢(shì)：

a.在微濾膜過(guò)濾下，分離效果遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)沉淀池及砂濾等處理單元，出水水質(zhì)良好穩(wěn)定，懸浮物和濁度接近于零。

b.容積負(fù)荷高，停留時(shí)間短，占地面積小。處理單元內(nèi)生物量可維持在較高濃度，使容積負(fù)荷大大提高；同時(shí)膜分離的高效性，使處理單元水力停留時(shí)間大大縮短。

c.反應(yīng)池內(nèi)MLSS濃度可達(dá)10000mg/L以上，耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)。

d.有利于硝化細(xì)菌的截留、生長(zhǎng)和繁殖，系統(tǒng)的消化效率得以提高，A/O反應(yīng)下具有高效脫氮的功能。

e.在生物自解下污泥量少，反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、高泥齡條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，生活污水可以基本實(shí)現(xiàn)無(wú)剩余污泥排放，污泥處理費(fèi)用低。

f.可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，便于管理，操作運(yùn)行費(fèi)用低。

g.微濾膜可攔除大部分細(xì)菌、病毒等微生物，減少消毒藥劑添加。

h.膜分離大大提高了污水的大分子難降解的物質(zhì)處理效率。

3 適用范圍

該技術(shù)設(shè)備能夠有效地對(duì)各類生活污水和工業(yè)污水進(jìn)行處理，尤其適用于遠(yuǎn)離城市沒(méi)有管網(wǎng)的農(nóng)村、風(fēng)景區(qū)、水電站、泵站、港口、高速公路休息站以及野外作業(yè)等地區(qū)產(chǎn)生的各種污水的處理。經(jīng)過(guò)處理后的水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到或超過(guò)國(guó)家生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可全部用于灌溉、生產(chǎn)，或直接排入江湖，能夠顯著改善和修復(fù)生態(tài)環(huán)境和水資源環(huán)境，提高人居環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

4 應(yīng)用特點(diǎn)

JYZ全自動(dòng)一體化膜生物污水處理裝置為一體化結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，具有效率高、耗能低、占地面積小、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、安裝操作簡(jiǎn)單、管理方便、自動(dòng)化程度高、沒(méi)有二次污染、適用范圍廣等特點(diǎn)。對(duì)符合化學(xué)需氧量(CODcr)≤500mg/L、生化需氧量(BOD5)≤260mg/L、懸浮物(SS)≤500mg/L的各類工業(yè)及生活污水，經(jīng)該裝置處理后，能夠一次性達(dá)到國(guó)家生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)——《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)》(GB/T 18920—2002)。

5 結(jié) 語(yǔ)

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。解決污水問(wèn)題、凈化水環(huán)境、保證供水安全，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展、提高廣大人民群眾生活質(zhì)量和健康水平的重要基礎(chǔ)。污水的再生利用既有助于解決水污染問(wèn)題、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，又可以使污水得到有效利用、緩解水資源短缺的緊張狀況，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，JYZ全自動(dòng)一體化膜生物處理裝置具有諸多優(yōu)點(diǎn)，其大規(guī)模工程推廣應(yīng)用是解決污水處理及其再生利用的一條良好途徑。在未來(lái)的城市生活用水、工業(yè)廢水、污水的處理中，尤其是在遠(yuǎn)離城市污水處理管網(wǎng)等地區(qū)的污水處理中，該技術(shù)裝置將展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景和市場(chǎng)潛力。

ApplicationofJYZFull-automaticIntegrationMembraneBiologicalTreatmentDeviceinSewageTreatment

CHEN Dong-qing

(ConstructionManagementandQualitySafetyCenter,MinistryofWaterResources,Beijing100038,China)

JYZ full-automatic integration membrane biological treatment device is a novel, efficient and energy-saving wastewater treatment technology device, which is especially applicable to treatment of various wastewater produced in countries, scenic area, hydroelectric plants, pump stations, field operations and other areas without pipe network far from urban areas. The composition, principles, main technical innovations, process flow and technical indicators of the device are introduced in the paper. Its advantages compared with traditional water reuse technology are also described.

JYZ integrated membrane biological treatment device; sewage treatment; application

TV53+9

A

1005-4774(2014)03-0081-03