1、工程概況

     北京市北小河污水處理廠改擴(kuò)建及再生水利用工程是北京市污水處理和資源化的重要工程項(xiàng)目，建設(shè)總規(guī)模為10萬(wàn)m3/d。該工程分為：改造現(xiàn)狀4萬(wàn)m3/d污水處理設(shè)施和新建6萬(wàn)m3/d 污水處理設(shè)施。改造后的設(shè)施出水質(zhì)量將達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，并排入北小河；新建的設(shè)施出水水質(zhì)將達(dá)到一次回用要求，并向北小河流域的亞云村、大屯開(kāi)發(fā)區(qū)以及奧林匹克公園地區(qū)提供城市綠化、住宅區(qū)沖廁用水等市政雜用水，向太陽(yáng)宮熱電廠提供工業(yè)冷卻水，向該區(qū)域內(nèi)的奧運(yùn)湖、南湖渠公園、太陽(yáng)宮公園、鴻華綠苑運(yùn)動(dòng)休閑園等河湖水系定期提供補(bǔ)、換水，尤其是向奧運(yùn)公園中心區(qū)提供1萬(wàn)m3/d 的高品質(zhì)再生水。北小河污水處理廠總占地面積6 hm2，擴(kuò)建部分（6萬(wàn)m3/d）可用地僅1.7 hm2（包括清水池及配水泵房）。該工程的實(shí)施對(duì)于奧運(yùn)建設(shè)項(xiàng)目、北京市景觀水體的建設(shè)和污水資源化有著重要的意義。

2、工藝流程

2、1原工藝流程及其改造

原北小河污水處理廠一期設(shè)計(jì)處理規(guī)模4萬(wàn)m3/d，采用A/O工藝。北小河污水處理廠占地面積6萬(wàn)m2，服務(wù)面積30km2，其工藝流程見(jiàn)下圖。

 改造部分（4萬(wàn)m3/d）是將原有工藝改造成為具有脫氮除磷功能的A2/O工藝（工藝中含化學(xué)除磷和UV 消毒），處理后出水達(dá)到二級(jí)處理的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，排入北小河。

2、2 新建污水處理工藝流程

根據(jù)出水6萬(wàn)m3/d 達(dá)到一次回用，其中1萬(wàn)m3/d達(dá)到高品質(zhì)再生水的要求，并滿足現(xiàn)況北小河污水處理廠占地面積要求，采用能大大節(jié)省占地且出水水質(zhì)能達(dá)到一次回用要求的MBR工藝，工藝流程見(jiàn)下圖。

設(shè)計(jì)中采用了3種消毒工藝，即：紫外線先對(duì)MBR膜池出水進(jìn)行整體消毒，殺滅水中病原微生物；而后，其中的5萬(wàn)m3/d 水量經(jīng)過(guò)臭氧接觸池達(dá)到脫色、除味和消毒的目的，從而使出水水質(zhì)在感觀上得到進(jìn)一步改善，另外1萬(wàn)m3/d 的水量經(jīng)過(guò)RO反滲透工藝，使水的品質(zhì)進(jìn)一步提高，成為高品質(zhì)再生水；最后，由于紫外線和臭氧消毒均沒(méi)有持續(xù)殺菌的能力，所以需要加少量氯（采用二氧化氯）消毒，以保持管網(wǎng)的余氯，避免管網(wǎng)的二次污染。

2、3 MBR系統(tǒng)簡(jiǎn)介

在北小河污水處理廠改造工程及再生水利用工程中，MBR處理部分分為MBR生物池和MBR膜池（包含設(shè)備）。其中：MBR 生物池由厭氧池、缺氧池、變化區(qū)、好氧池組成；MBR 膜池主要由膜設(shè)備及矩形鋼筋混凝土池組成。因?yàn)镸BR膜池對(duì)MBR生物池有污泥回流，所以MBR系統(tǒng)可以認(rèn)為是分體式MBR。MBR膜池也可看成獨(dú)立的一體式MBR，由其前面的生物池為其進(jìn)行脫氮除磷和去除有機(jī)物的預(yù)處理，以減小MBR膜的負(fù)荷和清洗難度。浸沒(méi)式膜組件放在單獨(dú)的膜池中，在滲透（出水）泵產(chǎn)生的真空條件下，水穿過(guò)膜而完成過(guò)濾過(guò)程，膜池取代了傳統(tǒng)二沉池固液分離和顆粒濾料濾池過(guò)濾的功能。膜系統(tǒng)共設(shè)有8個(gè)膜池，每個(gè)膜池設(shè)計(jì)安裝38個(gè)膜組件，預(yù)留4個(gè)膜組件，一共可安裝42個(gè)膜組件。每個(gè)膜組件內(nèi)裝有16個(gè)MEMCOR 的B30R膜元件，膜元件為PVDF中空纖維膜，單個(gè)元件的膜面積為37.6 m2。

2、4 UCT與MBR組合

由于A/A/O工藝中的回流污泥中很難保證不含有硝酸鹽及亞硝酸鹽，為了徹底排除在磷釋放池內(nèi)硝酸鹽及亞硝酸鹽的干擾，故MBR生物池采用UCT工藝。UCT工藝不是將污泥回流到磷釋放池，而是回流到其后的反硝化池，在反硝化池內(nèi)排除硝酸鹽及亞硝酸鹽后，再引入磷釋放池與原污水混合。與A/A/O工藝相比，UCT工藝在適當(dāng)?shù)腃OD/TKN 比例下，缺氧區(qū)的反硝化可使厭氧區(qū)回流混合液中硝酸鹽含量接近于零。UCT工藝中厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)是單個(gè)反應(yīng)器，每個(gè)反應(yīng)區(qū)都是完全混合的，泥齡13～25d（通常≥20d），工藝過(guò)程的典型水力停留時(shí)間為24h，UCT與MBR組合工藝流程見(jiàn)下圖。UCT工藝為MBR 進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)先脫氮除磷和去除有機(jī)物，從而減輕了MBR的運(yùn)行負(fù)荷，提高了MBR壽命和出水水質(zhì)。

2、5 MBR與RO組合

從MBR膜池排出的水經(jīng)UV消毒渠后，1萬(wàn)m3/d的水量直接進(jìn)入RO反滲透膜系統(tǒng)，反滲透膜幾乎能夠去除水中全部溶解性物質(zhì)和微生物等，產(chǎn)生的優(yōu)質(zhì)回收（純）水可滿足工業(yè)用水和飲用水源補(bǔ)給水的要求。MBR膜池是由微濾（MF）、超濾（UF）或納濾（NF）膜組件組成，膜池中采用PVDF 中空纖維膜，孔徑在超濾范圍內(nèi)，可滿足RO對(duì)原水預(yù)處理的要求。各過(guò)濾膜孔徑及分離對(duì)象情況見(jiàn)下表。將MBR膜池作為RO工藝的預(yù)處理并與之結(jié)合構(gòu)成MBR-RO組合工藝，既可有效保證RO系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行、控制膜污染，還可獲得高質(zhì)量的回收水。

3、結(jié)論

在北小河污水處理廠改擴(kuò)建及污水利用工程中，根據(jù)工程的特殊性，大膽采用了2種工藝的組合，即：UCT工藝與MBR工藝組合、MBR工藝與RO工藝組合，這在國(guó)內(nèi)外都極為少見(jiàn)，并且取得很好的效果。MBR-RO系統(tǒng)既充分發(fā)揮了MBR工藝的高效生物降解優(yōu)勢(shì)，又滿足了RO對(duì)原水預(yù)處理的要求， 為污水回收提供了一種新的選擇途徑。

在污水處理回用領(lǐng)域中，MBR 作為一種新興、高效的廢水處理技術(shù)，受到世界上廣泛的關(guān)注。在過(guò)去的30年中，隨著膜組件價(jià)格的降低和膜性能的提升，MBR污水處理技術(shù)得到了飛速發(fā)展?？梢灶A(yù)見(jiàn)在不久的將來(lái)，隨著膜技術(shù)的進(jìn)步，MBR 工藝及其與各種活性污泥法的組合必將在污水、廢水處理領(lǐng)域尤其是污水處理廠改擴(kuò)建工程及中水回用工程中得到更加廣泛的運(yùn)用。

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