模塊化膜生物反應器(MBR)在農村污水處理中的實踐分析

摘要：在新農村建設不斷加快的進程中，農村污水處理安全問題日益突出。本文以農村污水處理為切入點，介紹了MBR的原理和內涵，以及模塊化設備的生產應用。并結合農村污水處理項目，對模塊化MBR在農村污水處理中的重要性和實踐應用進行了簡要的分析。

關鍵詞：膜生物反應器;MBR;模塊化;農村污水處理

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）09-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.022

Practice analysis of modular membrane bioreactor （MBR） in rural wastewater treatment

Zhang Jin

（Fujian Lanshen Environmental Protection Technology Co.，Ltd.，Fuzhou? Fujian 350003，China）

Abstract：In the process of accelerating the construction of new countryside， the problems of river pollution and drinking water safety of rural residents have become increasingly prominent. Taking rural sewage treatment as an entry point， this paper introduces the principle and connotation of MBR，and the production and application of modular equipment. Combining with specific rural sewage treatment projects， the importance and practical application of modular MBR in rural sewage treatment are briefly analyzed.

Key words：Membrane bioreactor;MBR;Modularization;Rural sewage treatment

膜生物反應器（Membrane bioreactor， MBR）是一種新型高效的污水處理工藝。目前已廣泛應用于農村污水處理領域。MBR的原理是將污水固體與液體分離，利用微孔膜傳遞介質，促使污水中的污泥回流至生物反應器中，隨后通過生物反應器中氧氣的高效利用將污泥分解，最終同水一起排到外界;在MBR的應用中，可裝配的模塊化MBR在農村污水處理中具有突出的優勢。為充分發揮MBR的優良作用，對其在農村污水處理中的應用進行適當分析是必要的。

1 MBR的概述

MBR主要包括生物反應器、膜組件、泵三個模塊。其中膜組件是MBR的核心模塊，其功能的差異直接影響了MBR的應用效果。其種類分為萃取MBR和分離MBR等[1]。

2 基于MBR的農村污水處理項目概述

項目地仰恩大學毗鄰泉州市北郊洛江區，與仙公山、仰恩湖相連。總建筑面積約50多萬m2。該校區內沒有寬闊的道路網路、排水設施較陳舊。雖然在前期污水處理規劃期間按照嚴格要求保護水體。但現階段該校區污水在沒有經過處理的前提下，直接排放，導致該校區周邊監測點水體的高錳酸鉀指數、溶解氧、BOD5、大腸菌群、總氮、總磷含量嚴重超標。

3 MBR在農村污水處理中的實踐

3.1 MBR在農村污水處理中應用流程

工藝流程及原理：根據本工程污水的性質和污水排放標準要求，在MBR應用過程中，本工程采用化糞池——粗細格柵（8mm+2mm）——厭缺氧組合池——生物接觸氧化池——膜生物反應器——人工濕地——消毒——清水池——排放的順序，進行各構筑物的模塊化污水處理設計，依托于成品設備（如：玻璃鋼、碳鋼等）的定制化生產，應用于農村污水領域。其中厭缺氧組合池在實際應用中，主要包含水解階段、酸化階段和反硝化階段[2]。水解階段可以將農村污水中含有的復雜高分子有機物轉化為小分子物質，通過微生物體外淀粉酶將淀粉分解為麥芽糖及葡萄糖，而酸化階段可以將小分子物質轉化為簡單化合物，如醇類、二氧化碳等;反硝化階段起到反硝化脫氮的功能即將硝酸根和亞硝酸根離子轉成氮氣;生物接觸氧化池主要是利用池內填充填料上的生物膜，經生物氧化作用，將污水中有機物氧化分解。

3.2 MBR在農村污水處理中的應用要點

首先，在MBR應用中，為保證MBR的應用效果，推薦按平面布置。利用1985國家高程標準，借助重力，促使處理后的污水流經各構筑物。結合站區高程設計及防洪措施同步實施，促使MBR處理階段水頭損失最小。同時為避免管線設置對MBR地面有效利用空間的影響，應優先采用地埋的方式，沿綠化帶進行合理設置。

其次，在MBR粗細格柵井設置過程中，為保證MBR粗細格柵井可以有效攔截進入生化系統的大塊浮渣、雜質、纖維物質等，可在1.98m×1.08m×1.2m的磚混結構格柵構筑物中，進行0.6m×0.8m柵條間隙為8mm的粗格柵、高寬為0.6m×0.8m的柵條間隙為2mm的細格柵的分布設置。

再次，在MBR調節池設置的過程中，基于MBR調節池波動水量、不穩定水質的調節功能，可用總有效容積為198m2作為依據，用玻璃鋼結構，進行調節池的合理設置。并配置24m3/h的調節池提升泵、液位控制器、調節池流量控制器、調節池攪拌系統等裝置。

最后，在一體化生化池泥水分離系統的設置過程中，由于其在一定程度上可替代二沉池，且具有增大活性污泥的濃度和停留時間的作用。因此，可設定一體化生化池總有效容積在60 m3左右，水力停留時間在3*60min左右。一體化生化池內部主要設備為MBR膜池微孔曝氣系統、MBR膜組件、25m3/hMBR膜池自吸泵、24m3/hMBR膜池回流泵、MBR膜池液位控制器、MBR膜池反沖洗和藥洗裝置（0.5%鹽酸洗和0.5%次氯酸鈉洗）[3]。在這個基礎上，進行磚混結構的人工濕地、玻璃鋼結構的清水池及玻璃鋼立式結構的污泥濃縮池的合理設置，并配置鼓風及水泵設備。需要注意的是，在水泵的選擇中，應以水泵入水安全、安裝便捷、維護費用小等為依據，選擇合理的水泵。而在鼓風設備的選擇中，應選擇具有強制輸氣功能，且輸送時介質不含油、振動頻率較小的風機。

3.3 裝配式模塊化設計在農村污水處理實際應用中的要點

在實際應用過程中，模塊化設備應根據設備容器規格進行流體布水設計;相比于大型污水處理廠，農村污水處理構筑物的各個單元較小，水流的緩流區域占比需要重視，實際應用中有可能會出現設計的厭氧池、缺氧池、好氧池、MBR等單元配水不均，達不到應有的過流時間，導致處理效果不佳;因此，在實際應用中，要考慮沿程均勻布水，引管至構筑物的邊角區域，加速該區域水流更替，并依靠水流自身的擾動，加速整體模塊單元內水流的均勻交替推流。模塊化設備在農村污水處理的實際應用中，應具有“規模效應”。特別是在規模化應用場景下，出廠設備質檢是重要環節，對模塊化設備應進行嚴格的出廠試驗和抽檢。模塊化的設備質量（如防水性、設備安裝質量等）的穩定;有利于批量化應用于農村污水處理工程，并促進行業及相關部門推行統一的質檢標準，加快推行農村污水處理的批量化設計、施工以及運行。

3.4 MBR在農村污水處理中應用效果

（1）從膜分離過程特點進行分析，物理節流、篩濾等是MBR濁度去除的主要依據。利用生物膜、膜層協同作用，可以有效的去除農村污水濁度。（2）通過生物調節池大分子有機物的降解、MBR濁度物質的截留，可以優化活性污泥去除效果，從而提高有機物去除率。（3）由于MBR阻截了微生物流失，延長了污泥應用效率，使整個污水處理系統具有良好的排泥效果。（4）MBR特有的污泥截留作用，可以削弱異樣細菌對溶解氧的消耗。同時利用剪切流動作用，將MBR微生物絮體進行細碎處理，從而有效的去除去氨氮，使污水達標排放。

4 總結

綜上所述，模塊化MBR在農村污水處理中的應用具有抗污染、化學性質穩定、易清潔、能耗低、施工快、安裝調試方便以及出水效果穩定等優良特點。因此，在農村污水處理項目中相關項目專業人員應結合區域情況，進行以模塊化MBR為核心的農村污水處理設施的構建。通過粗細格柵井、調節池、污泥濃縮池、清水池、規范排口等設施的模塊化單元的構建，結合水泵、鼓風設備、MBR膜的合理配置，可保證農村污水的有效處理。

參考文獻

[1]武澤軒.膜生物反應器在我國污水處理中應用概述[J].科學技術創新， 2017（29）：84-85.

[2]黃向輝.關于膜生物反應器用于農村生活污水處理及回用的分析[J].低碳世界，2017（33）：9-10.

[3]樊鵬軍，王彥斌，郭曉潔，等.一體化膜生物反應器在生活污水處理中的應用研究[J].內蒙古石油化工， 2017（2）：7-9.

收稿日期：2019-06-18

作者簡介：張金（1983-），男，漢族，本科學歷，中級工程師，研究方向為環境工程建設與管理。