农村MBR污水处理一体化技术在工程中的应用

李新

[摘要]：合理的处理工艺，是出水稳定达标的前提；运营稳定可靠，污水处理设施才能有效发挥作用和效益。针对中国农村面积大，污染源分散，资金投入不足等状况，较适宜的污水处理技术是一次性投入低、占地面积小、运行稳定、操作简单、可长期使用、实用性较高的污水处理技术。本文通过实例介绍了农村MBR污水处理一体化技术在工程中的应用，仅供参考。

[关键词]：：农村；污水处理；一体化技术

1、农村生活污水水质水量特征

1.1水质特点

农村生活污水组分及污染物浓度与农民的生活环境、经济水平、用水量等因素有关。一般而言，农村生活污水的性质相差不大，但一天内的水质波动较大，污水中的主要污染物为COD、BOD、氨氮和磷等，且含量较高，一般不含有毒物质，可生化性良好，污水中还含有合成洗涤剂及细菌、病毒、寄生虫卵等，不同时段的水质也不同。一般农村生活污水的水质：CODcr250～400mg/L，BOD5120～200mg/L，NH4-N和TP分别为40.0～60.0和2.5～5.0mg/L。

1.2水量特点

农村生活污水水量一般较小，但日变化系数大，为3.0～5.0。村民生活规律相近，导致农村生活污水排放量早晚较大，每天上午、中午、下午都有1个排水高峰时段。夜间排水量小，甚至可能断流，即污水排放呈不连续状态，具有变化幅度大的特点。

1.3排放体质特征

农村生活污水一般呈粗放型排放，排放收集体制不健全。我国约96%的村庄无排水沟渠和污水处理系统，污水沿道路边沟或路面排放至就近水体，构成了一个点状无序的污染体，对周围环境造成了威胁。

2、农村MBR污水处理一体化技术在工程中的应用

2.1工程概况与工艺流程

以某乡农村生活污水一体化处理设备为工程实例。设备采用全钢结构，并作防漏防锈处理，采用“A2/O-MBR”工艺，设计处理水量200m3/d（系统如下图一所示）。该区生活污水主要包括居民洗浴污水、厕所污水及餐厨污水。水量和水质日波动较大，水中基本不含重金属和有毒有害物质，氮、磷含量较高。污水水质常年平均为： BOD5为180～300mg/L，CODcr为260～550mg/L，NH4-N、TP、SS质量浓度分别为20～40、3～13、260～300mg/L左右，可生化性较好。

工艺流程如图2所示。污水先进入A-A-O环节：污水进入第1个A段环节（厌氧），降解大分子有机物，释放磷；再进入第2个A-O（兼-好氧）环节，通过硝化、反硝化除氮、吸收磷、去除BOD5；然后进入MBR膜池，通过超滤膜的过滤，去除水中悬浮物和胶体，同时附着在生物膜上的微生物进一步吸收分解水中小分子BOD5；最后，MBR系统的部分活性污泥将回流至前部厌氧池，进入下一个循环，另有一部分剩余污泥外排。该过程既保证了活性污泥使用寿命，又促进了系统氮、磷的去除，最终达到理想的净化效果。

化学在线清洗：运行一段时间后， MBR膜丝表面污赌严重，需要进行化学在线清洗，清洗时间间隔设置为3d，化学清洗由系统进行在线自动控制，程序一旦设定好便无需再人为监控。

2.2系统参数

根据前期中试试验研究确定的最佳运行参数，设置系统曝气量0.18m3/h，气水比30：1，HRT为A1厌氧段2h，A2-O（兼-好氧）段2h，MBR段0.5h，由于A2-O段池内投加了悬浮填料以帮助污泥挂膜，从而大大降低了之后的污泥排放量，好氧池污泥浓度（MLSS）比常规A2/O-MBR系统低了约50%。在线清洗：清洗频率为20Hz，在线清洗间隔时间为3-7d，每次清洗时间为20min。

MBR膜组件：采用改性聚偏氟乙烯（PVDF）材料，实现了膜的永久化亲水改性，同时提高了膜的透水稳定性。膜丝像海藻般在水中自由摆动，极大地减少污堵，降低能耗，无断丝发生，膜寿命更长。改性后，膜通量比未改前增加1～3倍，强度增加1～1.5MPa；膜的抗污染能力表现为：过滤2h后，膜通量恢复率增加10%～20%，膜通量衰减率降低5%～10%。

双向转子泵：实现产水、反洗和清洗一体化。正反转自由切换，转速低，启动时对膜冲击负荷低，管线阀门少，占地小，简洁美观，运行稳定，维护简单。水箱设置液面控制器进行水位调节，无需人为监控。保障了整个系统的稳定运行。

2.3运行效果

在设备投入运行3个月后，于2016年8月1日～8月30日，对COD、BOD5、氨氮和TP进行了连续30d采样监测，另对pH、悬浮物、粪大肠菌群、色度等指标进行了抽样监测。监测结果表明，CODcr和BOD5的去除率均达到95%以上，CODcr出水最高30mg/L，BOD5出水最高8mg/L，均低于城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标排放标准。NH4-N和TP出水质量浓度分别保持在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，粪大肠菌群抽样结果为出水中980L-1，亦达城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级A标。

结语

本项目采用改进的A2/O-MBR在线清洗工艺处理农村生活污水，系统操作简单，出水稳定，能耗低。出水中的CODcr、BOD5、NH4-N、SS、TP平均值分别为21.5、5.5、0.249、未检出、0.4mg/L，出水中粪大肠菌群0.98×103L-1，达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级A标准。回用水可用于农田灌溉、农户卫生间冲洗、畜禽饲养、渔业养殖等方面，在节能减排方面具有显著的示范作用。

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