農(nóng)村MBR污水處理一體化技術在工程中的應用

李新

[摘要]：合理的處理工藝，是出水穩(wěn)定達標的前提；運營穩(wěn)定可靠，污水處理設施才能有效發(fā)揮作用和效益。針對中國農(nóng)村面積大，污染源分散，資金投入不足等狀況，較適宜的污水處理技術是一次性投入低、占地面積小、運行穩(wěn)定、操作簡單、可長期使用、實用性較高的污水處理技術。本文通過實例介紹了農(nóng)村MBR污水處理一體化技術在工程中的應用，僅供參考。

[關鍵詞]：：農(nóng)村；污水處理；一體化技術

1、農(nóng)村生活污水水質(zhì)水量特征

1.1水質(zhì)特點

農(nóng)村生活污水組分及污染物濃度與農(nóng)民的生活環(huán)境、經(jīng)濟水平、用水量等因素有關。一般而言，農(nóng)村生活污水的性質(zhì)相差不大，但一天內(nèi)的水質(zhì)波動較大，污水中的主要污染物為COD、BOD、氨氮和磷等，且含量較高，一般不含有毒物質(zhì)，可生化性良好，污水中還含有合成洗滌劑及細菌、病毒、寄生蟲卵等，不同時段的水質(zhì)也不同。一般農(nóng)村生活污水的水質(zhì)：CODcr250～400mg/L，BOD5120～200mg/L，NH4-N和TP分別為40.0～60.0和2.5～5.0mg/L。

1.2水量特點

農(nóng)村生活污水水量一般較小，但日變化系數(shù)大，為3.0～5.0。村民生活規(guī)律相近，導致農(nóng)村生活污水排放量早晚較大，每天上午、中午、下午都有1個排水高峰時段。夜間排水量小，甚至可能斷流，即污水排放呈不連續(xù)狀態(tài)，具有變化幅度大的特點。

1.3排放體質(zhì)特征

農(nóng)村生活污水一般呈粗放型排放，排放收集體制不健全。我國約96%的村莊無排水溝渠和污水處理系統(tǒng)，污水沿道路邊溝或路面排放至就近水體，構(gòu)成了一個點狀無序的污染體，對周圍環(huán)境造成了威脅。

2、農(nóng)村MBR污水處理一體化技術在工程中的應用

2.1工程概況與工藝流程

以某鄉(xiāng)農(nóng)村生活污水一體化處理設備為工程實例。設備采用全鋼結(jié)構(gòu)，并作防漏防銹處理，采用“A2/O-MBR”工藝，設計處理水量200m3/d（系統(tǒng)如下圖一所示）。該區(qū)生活污水主要包括居民洗浴污水、廁所污水及餐廚污水。水量和水質(zhì)日波動較大，水中基本不含重金屬和有毒有害物質(zhì)，氮、磷含量較高。污水水質(zhì)常年平均為： BOD5為180～300mg/L，CODcr為260～550mg/L，NH4-N、TP、SS質(zhì)量濃度分別為20～40、3～13、260～300mg/L左右，可生化性較好。

工藝流程如圖2所示。污水先進入A-A-O環(huán)節(jié)：污水進入第1個A段環(huán)節(jié)（厭氧），降解大分子有機物，釋放磷；再進入第2個A-O（兼-好氧）環(huán)節(jié)，通過硝化、反硝化除氮、吸收磷、去除BOD5；然后進入MBR膜池，通過超濾膜的過濾，去除水中懸浮物和膠體，同時附著在生物膜上的微生物進一步吸收分解水中小分子BOD5；最后，MBR系統(tǒng)的部分活性污泥將回流至前部厭氧池，進入下一個循環(huán)，另有一部分剩余污泥外排。該過程既保證了活性污泥使用壽命，又促進了系統(tǒng)氮、磷的去除，最終達到理想的凈化效果。

化學在線清洗：運行一段時間后， MBR膜絲表面污賭嚴重，需要進行化學在線清洗，清洗時間間隔設置為3d，化學清洗由系統(tǒng)進行在線自動控制，程序一旦設定好便無需再人為監(jiān)控。

2.2系統(tǒng)參數(shù)

根據(jù)前期中試試驗研究確定的最佳運行參數(shù)，設置系統(tǒng)曝氣量0.18m3/h，氣水比30：1，HRT為A1厭氧段2h，A2-O（兼-好氧）段2h，MBR段0.5h，由于A2-O段池內(nèi)投加了懸浮填料以幫助污泥掛膜，從而大大降低了之后的污泥排放量，好氧池污泥濃度（MLSS）比常規(guī)A2/O-MBR系統(tǒng)低了約50%。在線清洗：清洗頻率為20Hz，在線清洗間隔時間為3-7d，每次清洗時間為20min。

MBR膜組件：采用改性聚偏氟乙烯（PVDF）材料，實現(xiàn)了膜的永久化親水改性，同時提高了膜的透水穩(wěn)定性。膜絲像海藻般在水中自由擺動，極大地減少污堵，降低能耗，無斷絲發(fā)生，膜壽命更長。改性后，膜通量比未改前增加1～3倍，強度增加1～1.5MPa；膜的抗污染能力表現(xiàn)為：過濾2h后，膜通量恢復率增加10%～20%，膜通量衰減率降低5%～10%。

雙向轉(zhuǎn)子泵：實現(xiàn)產(chǎn)水、反洗和清洗一體化。正反轉(zhuǎn)自由切換，轉(zhuǎn)速低，啟動時對膜沖擊負荷低，管線閥門少，占地小，簡潔美觀，運行穩(wěn)定，維護簡單。水箱設置液面控制器進行水位調(diào)節(jié)，無需人為監(jiān)控。保障了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2.3運行效果

在設備投入運行3個月后，于2016年8月1日～8月30日，對COD、BOD5、氨氮和TP進行了連續(xù)30d采樣監(jiān)測，另對pH、懸浮物、糞大腸菌群、色度等指標進行了抽樣監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明，CODcr和BOD5的去除率均達到95%以上，CODcr出水最高30mg/L，BOD5出水最高8mg/L，均低于城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級A標排放標準。NH4-N和TP出水質(zhì)量濃度分別保持在1mg/L以下和0.5mg/L以下，出水效果良好。此外，出水中SS均低于檢出限，糞大腸菌群抽樣結(jié)果為出水中980L-1，亦達城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）一級A標。

結(jié)語

本項目采用改進的A2/O-MBR在線清洗工藝處理農(nóng)村生活污水，系統(tǒng)操作簡單，出水穩(wěn)定，能耗低。出水中的CODcr、BOD5、NH4-N、SS、TP平均值分別為21.5、5.5、0.249、未檢出、0.4mg/L，出水中糞大腸菌群0.98×103L-1，達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）的一級A標準。回用水可用于農(nóng)田灌溉、農(nóng)戶衛(wèi)生間沖洗、畜禽飼養(yǎng)、漁業(yè)養(yǎng)殖等方面，在節(jié)能減排方面具有顯著的示范作用。

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