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MBR技术是否是地下污水处理厂的最好选择?  

2015-08-03 21:57:37|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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7月14日,由清华大学环境学院、中国水环境集团主办,E20环境平台承办的清华大学工程博士高峰论坛在清华大学环境学院举办,本期论坛聚焦地下污水处理厂建设。北京碧水源股份有限公司总工程师俞开昌在论坛做主题发言分享了城镇污水地下式MBR技术的应用及发展前景。以下为文字实录:(根据现场发言整理,未经本人审阅)

各位专家、各位老师、各位同学、各位同仁大家下午好!今天我跟大家交流的题目是城镇污水地下式MBR技术。我从三方面给大家介绍一下。第一讲一下地下式MBR的工程特点然后举一个昆明十厂的典型案例,然后探讨一下地下式MBR的应用发展。

为什么要建地下式污水处理厂?一个是节约土地,还有就是周边环境影响小,主要是噪音和除臭。因为它全部在地下,自然的噪音就小了,地上的污水处理厂,怎么做隔音或者防噪都不可能做的那么好,这是主动式的。除臭是被动式的,因为地下污水处理厂,如果除臭做的不好,在日常生产的时候是有风险的。地上污水处理厂再严厉要求除臭,可以托管,做的不好也不影响运行,因此地下除臭要求比地上高很多。

当然地下式污水处理厂的也存在不足,一个是投资大,还有一个对设备要求比较高,主要是自动化程度。在辅助设计上,特别是通风、消防和照明这些方面,比地上污水处理厂要求高很多,而且不是一个量级。

膜技术,MBR技术有两个好的特点,一个是省地,另外一个出水水质好,这个大家都知道。地下处理厂和MBR技术结合是优势互补、劣势互消的模式。地下埋深大,土建投资高,MBR节省土建,这样就可以降低成本了。

我举一个例子,地下式污水处理厂的结构性布置。小规模的污水处理厂能不能做地下?这是我的第一个图。中小规模的地下污水处理厂MBR,一般采用单层加盖的形式。目前为止我们有1000个地下式的MBR工艺,分布在北京、浙江、江苏各地,规模从5吨到5000吨。把构筑物埋在地下,后面这两个是全地下和半地下,这两个各有千秋。从MBR技术角度来讲,这两个技术都有,但是这两种技术都适合于大规模污水处理厂,对于全地下的,正资产比半地下高。首先景观区和生产区是分开的,普通的老百姓也可以到公园里面去,半地下的,地面可能是生产区,还是有围栏的。

刘总提一个问题,从省地的角度,从工程角度,能不能污水处理厂都移到地上,从技术角度是可以实现的,也是节地的,但带来的问题首先是污水处理厂变得很高,因为地埋式污水处理厂埋深基本上是15米以上,全部在地上,相当于地上有十几米的大楼;第二个问题如果都是地上的话,设备和池子都在地上,除噪跟地上污水处理厂防噪音是一样的,怎么做?这是被动除噪;从景观角度,从管理的角度,生产区和景观区都在地上的话,检修,围栏,管理都是地上污水处理厂,从正资产角度就更差了。

举一个例子,全地下的MBR竖向设置我们做三层,地下负,地下二层,一般是负15米以上,我们做一些预处理池体,生物池,负一层是设备层,地下通道都在地下一层、地上层,负2米,上面可以种树,种灌木,有2米的浮土。

地下MBR跟地上的比有什么特别?有一个特点就是结构带来的影响。我们知道MBR技术是拦道式的,我做地上式的污水处理厂,拦道的宽度没有要求,看设备大小就可以了。每一个都可以有管廊,方便接管就可以了。如果建在地下一定有限制,特别是柱距,一般都是8米,我们尽可能减少占地,所以一般做两个膜池共用一个管廊,管道做成双层,节省距离。

膜组器,膜设备是MBR最核心的设备,因为采用地下式,这些方面都需要改变。地上式可以做60片,地下的可能不能做那么宽。这个问题我自己很有体会。2010年的时候,昆明十厂设计的时候,我们做污水处理厂水处理专业是老大,做完以后,建筑配合我们做,开始的时候,基于这样的思想跟他们配合的。我布置完了他说不行,我就跟他说,你得听我的,后来我到昆明,跟他们探讨。结构层的柱距8米是最经济的,如果超过了9米、10米,就很难做了。最后我接受了他们的观点,把膜改成非标的46片,改完以后,又变成标准了,后面我们建十几个地埋式MBR都是46片的,增加了设备的标准化。

地下式MBR跟地上的区别,吊车的区别很大。地上5吨就可以了,地埋式有柱子,吊车走不了,所以要做S型的,这个是有转弯半径的。这是我我在做地下式MBR污水处理厂过程中,碰到的几个具体的技术问题。

第二个我跟大家汇报一下我们的案例,昆明第十污水处理厂。这是15万吨的,周边有立交桥,地方只有这么大,在这样的情况下,选择了MBR的技术。因为离居民很近,如果在地上建的话,肯定也会遭到很多老百姓反对。

这是做完以后的效果,只有办公楼在上面,其他所有的都在下面,还有一个是地下二层的池体层和设备层。这个厂是2013年7月份投产运行,到现在已经运行近两年的时间了,目前基本上每周会有两次的接待任务。流程跟地上差别不是很大,一样的,预处理,生化,膜池等。

从工艺角度来讲,用了新的技术,地下污水处理厂要进一步的升级是挺困难的。当时在工艺流程设计上,做了比较大的优选。最后选择的强化脱氮工艺。用的是多点进水和多点回流,效果还是很明显的。总共14个小时,5:1的气水比。46片的膜,252个组件,28个廊道。我们第一次地下式的MBR,清洗做了两种,一种是电动葫芦吊起来到专门的地方洗,每个膜池做了防腐,每个膜池可以实现原液浸泡。这两种方式他们都在用。S型的葫芦吊那么多的组件是蛮困难的。

我谈一谈这个厂的结构专业设计,这是施工的情况,基础是筏板基础。我对这个工程的结构了解了很多。整个池子是地下的,无缝的,顶层是景观层。每一个结构设计方式都是不一样的,这是景观层做的实验照片。这是两回路,70%的供电就可以了,地上是100%,都是二级负荷,但是变压器容量达到100%。因为地下污水处理厂对消防和应急照明要求比较高,我们配了500KVA备用发电机组。会有应急照明,在特殊的,特别是消防控制中心,发电机房等场合要做应急照明,要求30分钟连续供电的时间。自控方面要求也是很严的。除臭也是地下式污水处理厂非常重要的一环。

除臭这个环节是被动式的,只要做在地下,必须做好除臭,不做好除臭,这个厂是不能正常运营的,地上污水处理厂没有这个问题,所以除臭是要考虑的,不同的区域,采用不同的除臭的方法。比如说预处理,地上污水处理厂污泥这块不会除臭,地下这块也要除臭,用生物除臭的方法,空间也要做活性炭吸附。除臭换气要求2小时一次,这是除臭的照片。

消防这里有一个防排烟设计。无自然排烟区要做加压送风,这个是高层建筑才会有的。我们还考虑地下的措施。防火有建筑防火和水防火,我们分了8个区。水消防怎么做,争议很大,而且没有规范,不知道怎么做,我们从严要求,不光做了消防双系统,还做了自动喷水系统。还有一级负荷的气体消防,还有灭火器。

从目前这个厂运行的情况,回归到工艺本质,效果还是非常理想的。实际进水水质和设计的接近,国家要求一级A,但是我们都达到了四类水,运行还是很不错的。

最后我们看一下应用发展,我们做了一个统计,目前我们自己大概十几个在建或者建好的污水处理厂,MBR技术在规模水量上占了一半,数量上占了70%,10个里面有7个是用MBR的。MBR技术在地下还是比较受欢迎的。

最后是经济性的比较,地下式MBR,跟传统的比,占地节省20%,如果做地上的,一般都说MBR肯定比传统的贵,地下式的不见得,我们统计地下式MBR比地上偏移20%,运营费用贵5%。

我们认为地下式污水处理厂跟MBR工艺相结合是优势互补,劣势互消的双赢组合。地下式MBR污水处理厂工艺、膜系统结构等各个专业均有特色,MBR工艺在地埋式污水处理厂发展中具有广阔的前景。

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