MBR工艺在农村生活污水处理中的研究进展

于瞻敏

摘要：文章从MBR工艺的基本概况入手，探讨其在乡村生活污水处理中的具体方案，MBR是现阶段较主流的污水处理技术，在有机物、氮、磷等方面均具有较好的去除效果，实际应用中出水优质稳定，可省去大量的维护工作，占用面积小，在农村地区的污水处理工作中具有较强的适用性。

关键词：MBR工艺;分散式生活污水;膜池设计

引言

MBR称膜生物反应器，基本特点为污水处理效率高、品质好，通过与远程监控系统对接，可显著提高日常管理的便捷化水平，是解决农村地区污水处理问题的重要手段，有必要从乡村的污水处理状况出发，以合理的方式应用MBR工艺。

1 MBR污水处理工艺概述

MBR即膜生物反应器关键在于膜分离设备，在该装置的作用下处理生化反应池内的污水，具有截流活性污泥和大分子有机物的效果。

相较于传统方法，MBR无须设置二沉池，污水处理全流程中生物反应器均可维持在较好的工作状态，尤其在处理有机物和氨氮方面具有良好的表现。

（1）在格栅的筛除作用下可去除大量杂物，污水转入调节池，其内部配置了提升泵，利用该装置提升污水进而转入兼氧区，此环节主要处理降解难度偏高的大分子有机物。通过内部微生物的分解作用，产生丰富的小分子物质，出水并转入MBR区，最终实现对有机污染物的深度处理，以达到完全氧化分解的效果。（2）处理流程中，MBR区具有重要作用，硝化液可回流至兼氧区，进一步硝化脱氮。（3）大量的泥水混合液在膜的作用下得以分离，产生的污泥被截流，剩余的清水经过紫外线消毒处理后汇聚至清水池。污水处理流程中，MBR区的污泥堆积量小，根据实际情况利用吸污车外运。

2 MBR工艺在乡村生活污水处理中的应用

MBR工艺核心组成在于“预处理+调节池+倒置AAO+膜池”，根据案例中农村居民生活污水的产生情况，生化部分和膜池采取一致的设计方式，平均水量设置为300 m3/d，配置一组生化构筑物。

以1.5的变化系数为准，在前述基础上确定预处理设施正常状况下处理水量450 m3/d。

3 MBR工艺的具体施工应用

本案例中，选择倒置AOO+CFM膜池相结合的方式，两者共同创建了MBR工艺体，建设过程中要求各建筑物共壁，再该处适量开孔，实现彼此间的有效连接。

3.1参数选取

不同于传统AAO，此处所提及的倒置AAO工艺对于缺氧池的布置方式做出了调整，将其置于厌氧池前，省去了原本位于前端的初沉池，为缺氧段反硝化细菌营造良好的环境，为其提供充足的可生化碳源，使其可高效反硝化脱氮，。

工艺参数的设计为平均设计流量为300 m3/d;进水BOD5负荷为50 kg/d;缺氧池泥龄为7.5 d;反硝化泥龄与总泥龄比值为0.3;生化池污泥浓度为5.5 g/L。

对于厌氧池的池容设计，综合参考类似项目的经验，认为在膜的作用下，对污泥具有较为显著的浓缩作用，相较普通生化工艺而言，污泥质量浓度可得到大幅提高，最终设置为5.5 g/L。

3.2膜池设计及清洗

（1）膜池设计。居民产生的生活污水经过管道的引流后转移至生化池，由于生化池和膜池间的连接采取底部开孔的方式，污水将在池体内发生持续流动，转移到陶瓷膜池。

有机中空纤维膜均配套了膜格栅，陶瓷平板膜具有良好的抗污堵表现，考虑运行稳定性要求，完成生化段的处理工作后，出水经过膜格栅的途径，方可转移到膜池，可有效清理污水中的毛发。

根据区域内污水处理需求进行计算，选择配置8座膜塔的方式，共分为2列，各膜塔尺寸保持一致，L为638 mm，B为624 mm，H为2.33 m。将所有膜塔间距均设为180 mm，进一步求得膜池尺寸，即L×B×H=3.5 m×4.0 m×4.0 m，充分发挥自吸泵的作用，可达到对污水负压抽吸的效果。

完成此環节的过滤处理后，出水进入产水池，部分产水可兼并发挥反洗水的作用，由此实现对膜组件的反洗。回流泵和污泥泵是构成膜池的关键装置，在此类泵的作用下回流污泥或将其转移至设备外部，以便进入后续处理环节。

①单个周期持续时长设为10 min，经过9 min的持续抽吸后暂歇15 s，进入反洗环节并持续30s，最后暂歇15 s，由此完成一个周期的运行。②两类泵装置均选择的是自吸式离心泵，可兼顾流量和压力两方面的使用要求。通过周期运行的程序，有助于提高过滤的稳定性，膜通量可有效恢复，维持在较合理的水平，出水稳定性得以提高，减少了膜堵现象。

（2）陶瓷平板膜清洗。在MBR工艺中，为确保陶瓷膜的通量可维持在较合理的区间内，定期的药剂维护清洗是较为关键的工作。此处选择次氯酸钠、柠檬酸，将两者共同用于陶瓷膜的清洗工作中。次氯酸钠药剂主要作用在于清洗有机物和微生物;柠檬酸是无机矿物质的有效清洗药剂。通过两类药剂，可提高膜表面的清洁度，考虑到药剂用量要求，本系统选择了2个容积均为40 L的储罐，分别用于存放两种药剂。

次氯酸钠呈液体状，通过合理的配制方式，使其浓度满足使用要求，借助机械隔膜计量泵的作用，基于脉冲的方式将该液体转移到管道混合器，再通过反洗水泵将其均匀洒布在陶瓷膜表面，根据药剂的杂物处理效果，建议清洗工作每周执行1次。

3.3 MBR污水处理装置的配置

MBR污水处理装置是顺利完成生活污水处理的关键，包含了缺氧池和膜池两部分，可去除氨氮、有机物等，选择全地埋玻璃钢罐体，主要尺寸要求为直径2.0 m、长3.6 m。分别设置各段的水力停留时间，具体包含缺氧池的3.0 h和膜池的7.1 h。

4 MBR工艺应用的效果

基于倒置AAO+CFM膜池相结合的方式，形成的MBR处理体系实际应用效果良好，案例区域的分散生活污水得到有效的处理。作为传统的MBR工艺，难以有效去除TN，正常状况下具备的去除率<65%。通过倒置AAO的工艺，可显著提高缺氧池的运行效率，使其获得丰富的有机碳源，反硝化速率大幅提高。厌氧池成为污泥回流的重要装置，最终取得的除磷效果较为良好。

5结语

综上所述，基于MBR工艺，根据案例区域内经过处理后的水质监测结果可知，多类物质的去除率均可维持在较高的水平，如BOD5可达97%，水质达到污水一级A排放标准，总体应用效果较好，是各类乡村生活污水处理工作的重要参考。

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（作者单位：浙江建投环保工程有限公司）