A2O+MBR 工艺在乡镇污水处理厂的运用

原 菁

（1.沈阳建筑大学 市政与环境工程学院，辽宁 沈阳 110168；2.辽宁省市政工程设计研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110005）

乡镇生活污水具有不均匀性和间歇性，整体水量比较少，但是会发生较大的瞬时变化，主要包括洗漱用水、厨房用水以及洗衣用水等。乡镇生活污水污染物浓度比较低，通常不包括重金属物质和有毒物质，但其通常具有较高含量的氮磷。很多乡镇缺乏污水处理系统，导致大量的生活污水直接向自然水体中排放，严重污染了乡镇水环境，明显降低了河流和湖泊以及地下水的质量。为了提升乡镇污水处理水平，提高人们的生活水平，很多乡镇不断地构建污水处理设施，在乡镇污水处理厂中利用A2O+MBR 工艺，可以有效控制污染物的排放，改善整体水质。

1 概述A2O+MBR 工艺

MBR 工艺指的是膜生物反应器，这是一种新型污水处理工艺，有机结合膜分离技术和生物处理技术，而A2O工艺属于一种活性污泥法，通过微生物降解处理有机物，同时可以达到除氮除磷的效果。落实A2O+MBR 工艺，需要在A2O 池的好氧区内部设置MBR 膜池，取代传统的二沉池，使泥水分离效率提高，这种方法的占地面积比较小，可以保障出水水质，减少剩余污泥量。我国有严格的污水排放标准，按照相关要求应减少土地占用量，因此各地不断兴建地下式污水处理厂，在污水处理厂中广泛利用MBR 工艺。改进MBR 工艺，有效控制可逆污染，减少膜污染问题，可以有效治理工业废水[1]。

乡镇污水处理厂主要处理生活污水，利用A2O+MBR工艺，可以保障运行调度的灵活性，同时可以保障脱氮除磷效果，在污泥处理过程中利用高压板框深度脱水，在污泥脱水之后，可以控制含水率在60%以内。利用生物法除臭工艺处理气体。

在进水泵前设置粗格栅，拦截悬浮物和漂浮物，同时可以保护水泵，避免管件和阀门被堵塞，同时可以保障处理系统运行的稳定性。在提升泵站中设置潜水污水泵。利用细格栅可以有效去除污水中直径在6mm 以上的固体物质和较小的漂浮物，优化生物处理效果，维护污泥处理过程的稳定性。利用曝气沉砂池可以高效地去除污水中无机砂砾和浮渣以及油脂等。利用膜格栅可以避免膜生物反应器中进入毛发和纤维等物质。将组合生化池划分为两个区域，两个区域互相独立运行，每个组合生化池划分为厌氧区、缺氧区、好氧区、以及MBR 区等，在池体之间无需设置导流墙，在出水管道中装设紫外线消毒设备，可以利用紫外线辐射，将水中的病原微生物杀灭[2]。

2 A2O+MBR 工艺设计

2.1 工艺流程

A2O+MBR 工艺主要包括格栅渠、调节池、厌氧区以及缺氧区等构筑物，利用全地埋式现浇混凝土结构设置池体，而MBR 膜罐体利用半地埋式的PE 材质。

A2O+MBR 工艺主要是集合膜分离技术和活性污泥工艺，发挥生物降解作用。在反应器当中，利用好氧微生物可以将污水中的有机污染物有效降解，同时可以利用反应器的硝化细菌，有效处理污水中的氨氮，最后利用MBR 膜落实固液分离出水[3]A2O+MBR 污水处理工艺流程，如图1 所示。

图1 A2O+MBR 污水处理工艺流程

2.2 设计工艺参数

（1）格栅渠。污水经过粗格栅和细格栅之后，可以将污水中的大块悬浮物和漂浮物以及固体颗粒物质等去除干净，避免这些物质堵塞管道设备，保障后续工作流程的通畅性。

（2）调节池。利用调节池可以调节水体的质量，保障后续处理工程运行的稳定性，向后续处理单位中提升污水，满足工艺对于高程的要求。

（3）厌氧区。在厌氧条件当中，利用聚磷菌可以水解细胞中聚磷为正磷酸盐，并产生能量，可以有效吸收污水中的COD，因为这类物质降解难度比较小[4]。

（4）缺氧区。在缺氧环境当中，可以反硝化硝态氮为单质氮，最终向系统外部排出气体，可以达到反硝化脱氮的目的，降低总氮含量。

（5）好氧和MBR 膜区。主要是利用生物代谢活动，将水中的有机污染物去除。通过设置MBR 膜组，可以发挥膜的分离作用，同时对于悬浮颗粒物和病菌等微生物起到隔离作用。

2.3 A2O+MBR 工艺设计创新

（1）稳定性和高效性。A2O+MBR 工艺可以适应乡镇地域特征，可以高效去除污水中的COD、BOD、TP、TN 以及SS 等，污水处理之后可以达到一级A 出水标准。

（2）智能管控。乡镇污水处理厂具有分散性特征，如果利用人工管理方式，成本较高，而A2O+MBR 工艺具有较高的自动化水平，结合云平台完成管理工作，可以远程动态管控乡镇污水处理厂，降低污水处理厂的运维难度，提升污水处理厂的智能化水平[6]。

（3）灵活性和拓展性。运用A2O+MBR 工艺的过程中需要利用预制化设备，在运行过程中，技术人员可以结合进水量，合理调节运行组块的数量，有效降低整体能耗，如果在工作过程中需要改变处理规模，可以增加配置类似的型号设备，保障整体拓展性。

2.4 A2O+MBR 工艺的影响指标

（1）MLSS 变化。可以同步运行好氧池和膜池，但是好氧池浓度一直低于膜池污泥浓度值，为了保障膜池的污泥浓度，需要严格控制排泥量，使污泥浓度稳步提高。膜池满足污泥浓度要求之后，可以保障工作状态的稳定性。逐渐减小排泥量，可以快速增长污泥浓度到最高值。

（2）TMP 变化。运行时间不断延长，TMP 逐渐提升。在运行初级阶段，TMP 提高速度比较快，通量不断增加，因为膜的截流吸附作用，可以快速提升TMP。控制TMP在40～50 千帕范围内，明显降低通量，发生膜污染和膜堵塞问题之后，将会降低通量。在低水温影响下，因为地温会加剧膜污染，为了保障通量稳定性，需要不断提升TMP。如果运行时间超过了5 个月，温度逐渐回升，但是TMP 并没有因此降低，而且超过了预设最大值，说明发生了严重的膜污染，需要采取离线化学清洗工作。

3 A2O+MBR 核心工艺分析

3.1 A2O 工艺

A2O 工艺污水处理机理具有特殊性，在污水处理过程中，以厌氧池和好氧池为基础，加入缺氧池，利用厌氧池和好氧池实现污水除磷，向缺氧池中回流好氧池的混合液，因此实现污水反硝化脱氮的目的。

3.2 MBR 膜处理工艺

在好氧池中设置MBR 膜反应池，并且在好氧区中浸没整个膜组器，可以阻止细菌通入，在曝气池中截流菌胶团和游离细菌，在集水管中排出滤后的水，从而分离泥和水，无需再设置二沉池。MBR 膜处理法直接接触污水和生物膜，因此交换固相和液相，利用膜内微生物降解污水有机物，有效去除无水肿的细菌和藻类以及悬浮颗粒，优化污水净化效果，提高出水水质的质量。此外微生物在生物膜中会不断繁殖。因为微滤膜可以强行隔离菌种，使曝气池的污染负荷能力提高。

4 运营过程中存在的问题和解决对策

4.1 推流器链条起吊机链条断裂

（1）问题。在乡镇污水处理厂的厌氧池和缺氧池中需要利用推流器，连接着链条起吊机和推流器，在维修推流器的过程中，可以起吊推流器。因为在水中长期浸泡链条，因此链条很容易发生腐蚀问题，再加上链条在长期运行过程中会互相摩擦，运行一段时间之后会发生断裂问题。链条断裂之后，工作人员需要打捞断头，维修难度和成本因此增加。

（2）对策。为了解决上述问题，需要利用专用链条，将抓钩设置在链条末端，同时将一个吊圈设置在推流器上，平时工作中在维修车间收存专用链条，在维修工作中，可以利用抓钩勾住吊圈，调出推流器，在水面之上落实维修工作，有效降低链条的断裂问题发生率，同时可以减少运营成本和维护成本。

4.2 出水大肠杆菌超标

（1）问题。乡镇污水处理厂在运行过程中，大肠杆菌会超过相关标准，主要是因为在出产水阶段，在抽吸力的影响下，膜丝中间变瘪，膜丝因此被污泥堵住，导致污水无法通过膜丝进入到产水管道当中，在膜箱接口部位发生泄漏点。因此污水处理厂的膜箱主要是利用快接式接头，拆装工作非常简单，但是在插入接头的过程中，橡胶垫片可能会出现变形和错位等问题，增加了运行压力，因此引发泄漏问题。

（2）对策。为了解决上述问题，需要利用旋接式接头，旋紧接头部位，可以设置2～3mm 的垫片，避免发生泄漏问题。利用这种方法会增加拆装的难度，但是可以避免发生泄漏问题。此外使用这种旋接式接头，即使不利用紫外灯消毒，也可以保障出水大肠杆菌指标满足一级A 排放标准。

4.3 出水总氮超标

（1）问题。在污水处理厂运行过程中，发现出水的氮含量超过了标准。

（2）对策。工作人员可以将碳源加入到缺氧池中，碳源主要包括高浓度有机废水和甲醇以及乙酸钠等，加入碳源会提高整体运营成本，因此乡镇污水处理厂可以利用精细化管理模式，进一步提高脱氮效率。可以设置后置缺氧池，严格控制好氧池的DO 值，使脱氮效率提高。因此增加缺氧环境，可以使系统脱氮效率提高。

4.4 好氧池曝气盘故障

（1）问题。乡镇污水处理厂的生化池主要是用钢筋混凝土构筑物，实现全部封闭。顶板落实工作中，需要在顶板上设置检修口，在生物池池顶设置膜格栅间和鼓风机房，如果曝气池盘发生了故障，整体维修工作比较大。在维修工作之前需要排空其中的水，但是整体排水速度比较慢，水位下降了之后，会自动停止空气悬浮鼓风机曝气系统，在实际排水工作中，因为缺氧和厌氧会产生各种有害气体，维修人员的生命安全因此受到威胁，工作人员需要严格遵守安全操作规范，整体工作成本比较大。

（2）对策。乡镇污水处理厂需要设置自动化控制程序，在水位下降之后，自动化控制程序可以小幅度地曝气，减少有害气体的生成量。此外，在设计乡镇污水处理厂的过程中，可以分隔好氧池为不同的小池，为后续维修处理工作提供便利。

4.5 膜污染问题

（1）问题。在A2O+MBR 工艺运用中，膜污染问题需要引起重视，这一问题会直接影响到出水水质，还会增加运营成本。乡镇污水处理厂运营过程中，如果过于紧密地设置膜丝，在吹扫阶段不利于抖落污染物，增加了清洗工作的难度，还会提高整体运营成本。

（2）对策。当前污染控制策略比较丰富，例如机械辅助曝气冲刷和原位化学清洗以及电助污染抑制等方式。因为技术和成本等方面的影响，无法在实际工作中利用很多污染控制策略。技术人员适当地减少膜丝密度，可以抖落膜丝上附着的污染物，减少膜丝污染问题的发生，同时可以降低整体耗电量。在MBR 池中设置沉淀池，经过沉淀处理之后，污水可以通过膜丝，膜丝上附着的污染物减少，但是膜池占地面积也会因此增加。

5 结束语

本文分析了A2O+MBR 工艺在乡镇污水处理厂的应用，分析了A2O+MBR 工艺流程和参数，明确了A2O+MBR工艺在乡镇污水处理厂具有良好的运行效果，同时可以为运维管理工作提供便利，而且具有较高的自动化程度，因此可以推广利用A2O+MBR 工艺。