A^2O+MBR在农村污水处理中应用

水高标准范围内可以推广与使用$关键词：农村污水；A20； MBR；膜污染；运营成本中图分类号：X799 文献标识码：B 文章编号：1672-2469 （2019） 09-0028-021研究背景目前，我国偏远山区或人口相对较为分散的农

等方面进行分析，意在阐述此工艺能够满足我国农 村污水治理出水高标准的要求。村地区，管网铺设难度大，生活污水无法集中收

2进、出水水质分析由于缺乏村庄生活污水监测资料，通过对现场 水样的检测和分析，结合市政水厂水质分析数据，

集，使当地水资源和水环境受到污染，给农村人民 健康带来极大威胁& 1］o分散式污水处理工艺仍然处 于起步阶段，多种工艺存在一定的局限性。近年

确定生活污水进水水质排放限值为：CODcr!

来，随着经济、社会和人口的快速发展，农村地区 水环境受到严峻挑战，农村生活污水处理情况不容 乐观，现针对国内农村污水情况，采用A20及

450mg/L，BOD5 !210mg/L，NH3-N!40mg/L，TN !50mg/L，TP!6mg/L，SS!240mg/L&3］。新建村镇污水处理站，出水排入#类水体，其 各项水质指标应满足地表准$标准的要求。污水站

MBR工艺进行分析，对农村污水污染物实现高效 去除，出水水质稳定达标具有重要意义。A20工艺是将厌氧及好氧除磷和缺氧及好氧脱 氮系统相结合而成，是生物脱氮除磷的基础工艺，

出水水质排放限值为：CODcr! 30mg/L，BOD5 !

6mg/L，NH3-N ! 1. 5mg/L，TN ! 15mg/L，TP ! 0. 3mg/L， SS!15mg/L&4］。可同时去除水中的BOD、氮和磷等污染物；MBR 工艺是将生物处理技术与膜分离技术相结合的一种 新技术，它既可利用膜原件进行高效的固液分离，

3运行及维护3.1生化系统运行生化系统采取A2O工艺，分两组，每组可单 独停产进行检修。又可在生物池内维持高浓度的微生物量，极其有效 地去除氨氮和浊度。A2O+MBR工艺针对我国农村污水特点，以去 除有机物和脱氮除磷为目的&2］，在A20传统脱氮 除磷原理上，将A20和MBR工艺相融合，并在此

厌氧反应器：原污水及缺氧池末端回流混合液 同步进入该反应器，回流比宜为50% >100%，其 主要功能为释放磷，同时对有机物进行氨化，由于

基础上增加紫外消毒处理单元。作为一种结合活性

厌氧池内没有分子态氧及化合态氧存在有机物降解 的电子受体是有机物&5］，溶解氧应控制在0. 2mg/L 以下。厌氧反应需要较高且稳定的温度，宜控制在收稿日期： 2019-04-05作者简介：高术波（1982年一），男，工程师。污泥法与膜过滤技术的污水处理工艺，其高效灵 活、占地少、处理效果好的优势弥补了诸多分散式

污水处理工艺的不足。但MBR膜污染与高能耗问 题成为市场普及的主要原因。现对A2O+MBR 工艺从工艺流程、运营工况、建设投资及运营成本

-28 -水文水资源水利规划与设计2019 年第 9 期25 >35?之间，且pH值严格控制在6. 8 >7.2。缺氧反应器：污水经厌氧后进入该反应器，其

首要功能为脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应 器送来，循环的混合液较大，一般为200% > 400% &切,缺氧池中电子受体为NO3「和NO2f,缺

氧池内允许化合态氧的存在，溶解氧应控制在0.2

~0.5mg/L之间。在缺氧条件下，硝态氮在反硝化 菌的代谢作用下，通过两种途径进行转化，即同化

反硝化（合成%形成有机氮化合物，成为菌体的一 部分和异化反硝化（分解%，最终产物为氮气。好氧池反应器：即曝气池，混合液由缺氧池进 入，该段溶解氧应控制在2~4mg/L之间，气水比 宜控制在8 > 10 ： 1之间，其功能为多重的，去除 BOD、硝化和吸收磷都在该反应器内进行，混合液

中含有NO3-，污泥中含有过剩的磷，而污水中的 BOD和COD得到去除，在好氧区有机物得到进一

步的降解，硝化菌将污水中存在的氨氮转化为亚硝

态氮，同时聚磷菌在利用厌氧条件下产生的动力进

行过度吸磷。该工艺单元的去除效率：BOD和SS能去除

90% -95%，总氮去除70%以上，氨氮和总磷去 除率为95%。3.2膜池运行（1 %膜池与好氧池连通，并设置回流装置，回 流比为300% -600% &7]o膜组件设计为中空纤维

式，适于不同方式，不同频率的自动清洗，并且能 更好地适应水质波动。在正常运行条件下，膜过滤

系统不断重复过滤过程，包括产水（过滤）、然后

停歇或反洗。当系统在停歇方式下运行时，各产水 泵每过8 - 10ms停运一段时间（1 ~2min%，只进行 空气擦洗而不进行过滤。（2% 膜池 MLSS 能达到 10000 - 15000mg/L 左

右，较传统工艺高出一倍以上，对COD、氨氮、总

磷、总氮去除效果更佳明显，对SS的去除也相当 明显，出水浊度小于1NTU,能稳定优于排放标准，

MBR出水水质波动较小，可对污染物的去除率保 持较高的水平，其出水作为再生水回用。（3% MBR工艺主要设备为产水泵、曝气风机、

回流泵、清洗水泵等，其吨水运营能耗在0.6kW・h

左右，随着运行时间增加，产水量会衰减，运营能 耗会相应增加，可通过调整曝气和产水方式降低其 运营能耗。3.3膜系统维护与清洗膜系统进水端需设置膜格栅，格栅间隙为

1mm，防止较大颗粒物、纤维类物质等对膜丝表面 的划伤及缠绕，目前较为理想的膜格栅为网板式细

格栅。膜系统跨膜压差控制范围一般为-30kPa范围 内，跨膜压差如果大于30kPa，产水量明显下降， 则需要进行化学清洗&8]）MBR膜材质为PVDF中空纤维膜，膜有两种化

学清洗的方式：维护性清洗和恢复性清洗。3.3.1 维护性清洗维护性清洗的过程是全自动的（也可手动操

作%，此类清洗持续时间较短，采用较低的化学药 品浓度、清洗频率较高。其目的在于保持膜的透水 性和延长恢复性清洗周期。标准频率：每3 >7d 一次或者当抽吸压力#

30kPa 时。3.3.2恢复性清洗恢复性清洗用于在膜污堵后恢复膜的透水性。 标准清洗频率为6 - 12m 一次或在线清洗完后抽吸

压力依然无法下降到初始值（30kPa）时需进行离线 浸泡清洗，先采用浓度为800 = 10\"的NaC10+浓

度为5000 = 10\" NaOH浸泡4 - 16h，再用浓度为

7000 =10\"的柠檬酸浸泡2 >4h&9] o4运营成本分析4.1污水站建设投资污水站建设投资主要包括：工程直接费、建设

工程其他费、预备费、铺底流动资金及建设期贷款 利息等，本次仅对建设工程直接费进行分析。根据

同类不同规模农村污水厂投资概算进行分析，见 表1。表1同类不同规模农村污水厂投资概算序处理水量 建筑工程设备购置安装工程工程直接费吨水投资号/( m3-d直接费吨水投资为1.06 - 2.20万元/t,吨水投资 随着水量的增加而减少。4. 1. 2 污水站直接运营成本污水厂直接运营费用主要包括：（下转第61页%-29 -科研与管理水利规划与设计2019 年第 9 期面三维坐标，结合地面调查和监测资料进行综合分 析判断滑坡活动状态)63 ]赖培伟，张莉莉•浅析侧扫声呐与多波束测深系统在珠海青洲快船航道粤江城渔运85109 /沉船应急扫测中的应用[J]-珠

江水运，2016 (11) : 81-82.参考文献& 1 ]熊春宝，田磊，熊爱成，等•侧扫声呐声波掠射角对海底管道检

]张壮志，刘畅快•多波束测深系统在葛洲坝导沙底坎清淤中的应用&J].大坝与安全,2011 (06 ) : 13-16.[5 ]吕远坤.水库大坝渗流稳定分析及加固设计& J]-水利规划与设

测的影响&J] •测绘通报,2016(04)： 58-63.&2]肖志广，潘广山，刘圣彪，等•侧扫声呐在海底管道路由调查中

计,2015(12 ) : 99-100 , 112.[6]席爽.地震作用下水库边坡稳定性分析& J]-水利规划与设计,

的应用& J].工程地球物理学报,2016 ,13 (05 ) : 627-631.2015(11): 72-73, 76.(上接第29页)表2污水厂直接运营费序号项目年用量156037- 58W -h

年成本 吨水成本 元/吨水万元/年12.41说明电价 0. 8 元/( kW -h)，吨水电耗 0.855 (kW -h) /t1234电度电费0.68人工费药剂费7- 3t80- 3t15.001. 830. 820. 100. 220.760.563- 145万元/(人-a)，总计3人固体PAC投加量40mg/L污泥运输及处理费膜折旧费4- 0413- 8780%含水率污泥共计0.2t/d，污泥定期运至市政污水厂平均寿命按照五年计56合计设备维修费运行成本10.6按照工程直接费的2%记取56.45直接运营成本费用合计注：年运行天数为365d。电度电费、人工费、药剂费、污泥运输及处置费、 膜折旧费和设备维修及大修费)本次直接运营成本 按照规模500m3/d污水站计算，数额见表2)本高是制约其推广的主要因素。参考文献[1:郑彦鹏.我国农村生活污水处理技术现状和对策:J].乡村科

由表2可知：500m3/d农村污水站年运行成本

为56.45万元，吨水直接运营成本约为3.14元/[技，2017(11 ) : 73-74.[2]王勇，邱象玉，王明光•北京农村给排水工程设计要点分析

5结论(1) 受纳水体为+、#类水体的地区，为满足

& J].水利规划与设计，2104 (09 ): 83-85.[3 ] DB11/T 1495 —2017.村庄生活污水收集与处理技术规程& S].[4] DB11 1612—2019.农村生活污水处理设施水污染物排放标准

[ S] .[5 ] GB 50014—2006.室外排水设计规范(2016版)[S]-[6] 李冬冬，夏姣，刘绍根，等•混合液回流比对一体化组合系统脱

出水水质稳定达到地表准$标准的要求，采用A2O

+ MBR工艺是十分必要的。(2) 生化系统应控制好各处理单元回流比，可 提高各处理单元效率，有效抑制丝状菌膨胀。氮除磷的影响及物料衡算分析& J].绿色科技，2017(07).[7] 谢晴，张静，麻泽龙，等• A2/O-MBRX艺在农村生活污水处理

(3 )定期对MBR膜进行清洗，可有效缓解膜 污染，增大膜通量，降低运行能耗。中的示范& J].环境工程，2016 (04)-[8 ]赵冰心，黄万抚，李睿涵•膜生物反应器中膜污染控制的研究

(4) 采用A2O + MBR工艺吨水投资为1.06 -

进展&J].环境工程技术学报，2019(01)-[9]谢晴，伍阳，蒋加洪，等•新型农村污水处理一体化技术在工程

2.20万元/t,直接运营成本约为3.14元/t,可以 在高标准出水要求地区推广与使用。中的应用& J].水处理技术，2016 (04)-[10 ]杨学贵，肖晓文，孙雁，等•昆明第四水质净化厂MBR工艺7

(5) MBR膜产水量随着运行时间的增长会减

少，膜元件一般在4~5d后需要进行更换，经济成

年运行实践分析& J]-中国给水排水，2017 (07)--61 -