A2O+MBR 工藝在鄉鎮污水處理廠的運用

原 菁

（1.沈陽建筑大學 市政與環境工程學院，遼寧 沈陽 110168；2.遼寧省市政工程設計研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110005）

鄉鎮生活污水具有不均勻性和間歇性，整體水量比較少，但是會發生較大的瞬時變化，主要包括洗漱用水、廚房用水以及洗衣用水等。鄉鎮生活污水污染物濃度比較低，通常不包括重金屬物質和有毒物質，但其通常具有較高含量的氮磷。很多鄉鎮缺乏污水處理系統，導致大量的生活污水直接向自然水體中排放，嚴重污染了鄉鎮水環境，明顯降低了河流和湖泊以及地下水的質量。為了提升鄉鎮污水處理水平，提高人們的生活水平，很多鄉鎮不斷地構建污水處理設施，在鄉鎮污水處理廠中利用A2O+MBR 工藝，可以有效控制污染物的排放，改善整體水質。

1 概述A2O+MBR 工藝

MBR 工藝指的是膜生物反應器，這是一種新型污水處理工藝，有機結合膜分離技術和生物處理技術，而A2O工藝屬于一種活性污泥法，通過微生物降解處理有機物，同時可以達到除氮除磷的效果。落實A2O+MBR 工藝，需要在A2O 池的好氧區內部設置MBR 膜池，取代傳統的二沉池，使泥水分離效率提高，這種方法的占地面積比較小，可以保障出水水質，減少剩余污泥量。我國有嚴格的污水排放標準，按照相關要求應減少土地占用量，因此各地不斷興建地下式污水處理廠，在污水處理廠中廣泛利用MBR 工藝。改進MBR 工藝，有效控制可逆污染，減少膜污染問題，可以有效治理工業廢水[1]。

鄉鎮污水處理廠主要處理生活污水，利用A2O+MBR工藝，可以保障運行調度的靈活性，同時可以保障脫氮除磷效果，在污泥處理過程中利用高壓板框深度脫水，在污泥脫水之后，可以控制含水率在60%以內。利用生物法除臭工藝處理氣體。

在進水泵前設置粗格柵，攔截懸浮物和漂浮物，同時可以保護水泵，避免管件和閥門被堵塞，同時可以保障處理系統運行的穩定性。在提升泵站中設置潛水污水泵。利用細格柵可以有效去除污水中直徑在6mm 以上的固體物質和較小的漂浮物，優化生物處理效果，維護污泥處理過程的穩定性。利用曝氣沉砂池可以高效地去除污水中無機砂礫和浮渣以及油脂等。利用膜格柵可以避免膜生物反應器中進入毛發和纖維等物質。將組合生化池劃分為兩個區域，兩個區域互相獨立運行，每個組合生化池劃分為厭氧區、缺氧區、好氧區、以及MBR 區等，在池體之間無需設置導流墻，在出水管道中裝設紫外線消毒設備，可以利用紫外線輻射，將水中的病原微生物殺滅[2]。

2 A2O+MBR 工藝設計

2.1 工藝流程

A2O+MBR 工藝主要包括格柵渠、調節池、厭氧區以及缺氧區等構筑物，利用全地埋式現澆混凝土結構設置池體，而MBR 膜罐體利用半地埋式的PE 材質。

A2O+MBR 工藝主要是集合膜分離技術和活性污泥工藝，發揮生物降解作用。在反應器當中，利用好氧微生物可以將污水中的有機污染物有效降解，同時可以利用反應器的硝化細菌，有效處理污水中的氨氮，最后利用MBR 膜落實固液分離出水[3]A2O+MBR 污水處理工藝流程，如圖1 所示。

圖1 A2O+MBR 污水處理工藝流程

2.2 設計工藝參數

（1）格柵渠。污水經過粗格柵和細格柵之后，可以將污水中的大塊懸浮物和漂浮物以及固體顆粒物質等去除干凈，避免這些物質堵塞管道設備，保障后續工作流程的通暢性。

（2）調節池。利用調節池可以調節水體的質量，保障后續處理工程運行的穩定性，向后續處理單位中提升污水，滿足工藝對于高程的要求。

（3）厭氧區。在厭氧條件當中，利用聚磷菌可以水解細胞中聚磷為正磷酸鹽，并產生能量，可以有效吸收污水中的COD，因為這類物質降解難度比較小[4]。

（4）缺氧區。在缺氧環境當中，可以反硝化硝態氮為單質氮，最終向系統外部排出氣體，可以達到反硝化脫氮的目的，降低總氮含量。

（5）好氧和MBR 膜區。主要是利用生物代謝活動，將水中的有機污染物去除。通過設置MBR 膜組，可以發揮膜的分離作用，同時對于懸浮顆粒物和病菌等微生物起到隔離作用。

2.3 A2O+MBR 工藝設計創新

（1）穩定性和高效性。A2O+MBR 工藝可以適應鄉鎮地域特征，可以高效去除污水中的COD、BOD、TP、TN 以及SS 等，污水處理之后可以達到一級A 出水標準。

（2）智能管控。鄉鎮污水處理廠具有分散性特征，如果利用人工管理方式，成本較高，而A2O+MBR 工藝具有較高的自動化水平，結合云平臺完成管理工作，可以遠程動態管控鄉鎮污水處理廠，降低污水處理廠的運維難度，提升污水處理廠的智能化水平[6]。

（3）靈活性和拓展性。運用A2O+MBR 工藝的過程中需要利用預制化設備，在運行過程中，技術人員可以結合進水量，合理調節運行組塊的數量，有效降低整體能耗，如果在工作過程中需要改變處理規模，可以增加配置類似的型號設備，保障整體拓展性。

2.4 A2O+MBR 工藝的影響指標

（1）MLSS 變化。可以同步運行好氧池和膜池，但是好氧池濃度一直低于膜池污泥濃度值，為了保障膜池的污泥濃度，需要嚴格控制排泥量，使污泥濃度穩步提高。膜池滿足污泥濃度要求之后，可以保障工作狀態的穩定性。逐漸減小排泥量，可以快速增長污泥濃度到最高值。

（2）TMP 變化。運行時間不斷延長，TMP 逐漸提升。在運行初級階段，TMP 提高速度比較快，通量不斷增加，因為膜的截流吸附作用，可以快速提升TMP?？刂芓MP在40～50 千帕范圍內，明顯降低通量，發生膜污染和膜堵塞問題之后，將會降低通量。在低水溫影響下，因為地溫會加劇膜污染，為了保障通量穩定性，需要不斷提升TMP。如果運行時間超過了5 個月，溫度逐漸回升，但是TMP 并沒有因此降低，而且超過了預設最大值，說明發生了嚴重的膜污染，需要采取離線化學清洗工作。

3 A2O+MBR 核心工藝分析

3.1 A2O 工藝

A2O 工藝污水處理機理具有特殊性，在污水處理過程中，以厭氧池和好氧池為基礎，加入缺氧池，利用厭氧池和好氧池實現污水除磷，向缺氧池中回流好氧池的混合液，因此實現污水反硝化脫氮的目的。

3.2 MBR 膜處理工藝

在好氧池中設置MBR 膜反應池，并且在好氧區中浸沒整個膜組器，可以阻止細菌通入，在曝氣池中截流菌膠團和游離細菌，在集水管中排出濾后的水，從而分離泥和水，無需再設置二沉池。MBR 膜處理法直接接觸污水和生物膜，因此交換固相和液相，利用膜內微生物降解污水有機物，有效去除無水腫的細菌和藻類以及懸浮顆粒，優化污水凈化效果，提高出水水質的質量。此外微生物在生物膜中會不斷繁殖。因為微濾膜可以強行隔離菌種，使曝氣池的污染負荷能力提高。

4 運營過程中存在的問題和解決對策

4.1 推流器鏈條起吊機鏈條斷裂

（1）問題。在鄉鎮污水處理廠的厭氧池和缺氧池中需要利用推流器，連接著鏈條起吊機和推流器，在維修推流器的過程中，可以起吊推流器。因為在水中長期浸泡鏈條，因此鏈條很容易發生腐蝕問題，再加上鏈條在長期運行過程中會互相摩擦，運行一段時間之后會發生斷裂問題。鏈條斷裂之后，工作人員需要打撈斷頭，維修難度和成本因此增加。

（2）對策。為了解決上述問題，需要利用專用鏈條，將抓鉤設置在鏈條末端，同時將一個吊圈設置在推流器上，平時工作中在維修車間收存專用鏈條，在維修工作中，可以利用抓鉤勾住吊圈，調出推流器，在水面之上落實維修工作，有效降低鏈條的斷裂問題發生率，同時可以減少運營成本和維護成本。

4.2 出水大腸桿菌超標

（1）問題。鄉鎮污水處理廠在運行過程中，大腸桿菌會超過相關標準，主要是因為在出產水階段，在抽吸力的影響下，膜絲中間變癟，膜絲因此被污泥堵住，導致污水無法通過膜絲進入到產水管道當中，在膜箱接口部位發生泄漏點。因此污水處理廠的膜箱主要是利用快接式接頭，拆裝工作非常簡單，但是在插入接頭的過程中，橡膠墊片可能會出現變形和錯位等問題，增加了運行壓力，因此引發泄漏問題。

（2）對策。為了解決上述問題，需要利用旋接式接頭，旋緊接頭部位，可以設置2～3mm 的墊片，避免發生泄漏問題。利用這種方法會增加拆裝的難度，但是可以避免發生泄漏問題。此外使用這種旋接式接頭，即使不利用紫外燈消毒，也可以保障出水大腸桿菌指標滿足一級A 排放標準。

4.3 出水總氮超標

（1）問題。在污水處理廠運行過程中，發現出水的氮含量超過了標準。

（2）對策。工作人員可以將碳源加入到缺氧池中，碳源主要包括高濃度有機廢水和甲醇以及乙酸鈉等，加入碳源會提高整體運營成本，因此鄉鎮污水處理廠可以利用精細化管理模式，進一步提高脫氮效率。可以設置后置缺氧池，嚴格控制好氧池的DO 值，使脫氮效率提高。因此增加缺氧環境，可以使系統脫氮效率提高。

4.4 好氧池曝氣盤故障

（1）問題。鄉鎮污水處理廠的生化池主要是用鋼筋混凝土構筑物，實現全部封閉。頂板落實工作中，需要在頂板上設置檢修口，在生物池池頂設置膜格柵間和鼓風機房，如果曝氣池盤發生了故障，整體維修工作比較大。在維修工作之前需要排空其中的水，但是整體排水速度比較慢，水位下降了之后，會自動停止空氣懸浮鼓風機曝氣系統，在實際排水工作中，因為缺氧和厭氧會產生各種有害氣體，維修人員的生命安全因此受到威脅，工作人員需要嚴格遵守安全操作規范，整體工作成本比較大。

（2）對策。鄉鎮污水處理廠需要設置自動化控制程序，在水位下降之后，自動化控制程序可以小幅度地曝氣，減少有害氣體的生成量。此外，在設計鄉鎮污水處理廠的過程中，可以分隔好氧池為不同的小池，為后續維修處理工作提供便利。

4.5 膜污染問題

（1）問題。在A2O+MBR 工藝運用中，膜污染問題需要引起重視，這一問題會直接影響到出水水質，還會增加運營成本。鄉鎮污水處理廠運營過程中，如果過于緊密地設置膜絲，在吹掃階段不利于抖落污染物，增加了清洗工作的難度，還會提高整體運營成本。

（2）對策。當前污染控制策略比較豐富，例如機械輔助曝氣沖刷和原位化學清洗以及電助污染抑制等方式。因為技術和成本等方面的影響，無法在實際工作中利用很多污染控制策略。技術人員適當地減少膜絲密度，可以抖落膜絲上附著的污染物，減少膜絲污染問題的發生，同時可以降低整體耗電量。在MBR 池中設置沉淀池，經過沉淀處理之后，污水可以通過膜絲，膜絲上附著的污染物減少，但是膜池占地面積也會因此增加。

5 結束語

本文分析了A2O+MBR 工藝在鄉鎮污水處理廠的應用，分析了A2O+MBR 工藝流程和參數，明確了A2O+MBR工藝在鄉鎮污水處理廠具有良好的運行效果，同時可以為運維管理工作提供便利，而且具有較高的自動化程度，因此可以推廣利用A2O+MBR 工藝。