AO+MBR膜工艺在村镇小型污水处理厂应用

AO+MBR膜工艺在村镇小型污水处理厂应用

姚闯 李鑫

中交一航局第五工程有限公司 河北省 秦皇岛 066002

【摘要】为建设美丽家乡提高“乡村振兴”工程,迁安市涉及3个乡镇新建污水处理厂。分别为蔡园镇1#污水处理厂、蔡园镇2#污水处理厂和大五里乡污水处理厂，日处理规模分别为700m3/d、500m3/d和500m3/d。设计废除原生物组合塘工艺，新建 AO+MBR膜工艺系统，投产运行后，出水水质优于设计标准。

【关键词】AO+MBR；污水处理工艺；水质

1、工程背景

唐山市全域治水清水润城PPP项目县区工程迁安市工程，涉及3座污水处理厂，分别为蔡园镇1#污水处理厂、蔡园镇2#污水处理厂和大五里乡污水处理厂，日处理污水规模分别为700m3/d、500m3/d和500m3/d。由于建设美丽乡村、发展特色旅游产业，要求对污水排放和景观河道要求提高。因此对新建3座污水处理厂进行优化设计、降本增效，采用AO+MBR膜污水处理工艺系统，使出水水质达到更高标准。

2、排水现状调查

迁安市多数村镇的居民区无排水设施或排水设置覆盖不全。雨、污水靠自 然渗透到地下或经自然小沟渠汇集后流到河道内，然后流入大海。河道属季节性河道，旱季干枯，雨季雨、污水合流进入河内。由于整个流域没有污水收集系统，导致各居民区产生的生活污水对地下水造成了严重污染，对区域内的河流造成了污染。另外，居民区对地下水的开采和使用，导致地下水水位下降，地下水水质恶化。根据调查，沙河驿镇有部分雨污分离的污水收集管网，但刘庄子社区未覆盖，蔡园镇、大五里乡均无雨污分离的污水收集系统。

3、污水处理厂进、出水质分析和确定

3.1、污水生物处理分析

BOD5和 CODCr是污水生物处理过程中常用的两个水质指标，用BOD5/CODCr 值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法，一般BOD5/CODCr值越大，说明污水可生物处理性越好，BOD5/COD比值大于0.3时，说明污水适合生化处理方式。生活污水通常BOD5/COD比值大于0.3，通过试验并分析，迁安市污水适合生化处理。

3.2、污水生物脱氮分析

该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，污水中必须有足够的有机物（碳源）,才能保证反硝化的顺利进行。一般认为，BOD5/TN24即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用。通过试验并分析，迁安市生活污水进水水质BOD5/TN小于4，碳源不足，因此需要外加碳源。

3.3、污水生物除磷分析

该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标。较高的BOD5负荷可以取得较好的除磷效果，进行生物除磷的低限是BOD5/TP=20，有机基质不同对除磷也有影响。而磷释放得越充分，其摄取量也就越大。通过试验并分析，本工程设计生活污水进水水质满足BOD5/TP=20,因此，迁安市污水除磷效果可以得到保障。

3.4、本工程污水厂进水水质，根据现状污水的组成成分及相近污水处理厂的进水水质资料参考确定。出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。

4、工艺方案优选及确定

常用的生活污水处理厂工程工艺主要以生物膜法为代表的生物接触氧化法、生物转盘等；以活性污泥为代表的AO法、AAO法、SBR等；活性污泥和膜结合的MBR膜生物反应器。经过经济和工艺方案比选，最终确定为AO+MBR膜工艺。

污水处理厂工艺为：进水（污水）→格栅池→沉淀池→调节池→生物膜组合池→出水。其中格栅池为6.2*0.6*4m（地下结构），沉淀池为6.2*2.0*6m（地下结构），调节池为11.1*6.2*6m（地下结构）。生物膜组合池为一体化污水处理设备，采用MBR工艺。

AO+MBR膜工艺

5、缺氧/好氧（A/O）法

A/O工艺（Anoxic-Oxic）称为缺氧-好氧工艺。缺氧和好氧生物反应器的组合工艺，除了能有效去除废水中的有机物，使出水COD、BOD、SS达标外，还能有效去除污水中的NH4+-N与TN。另外可以AO反复多级耦合,使污泥大大减量且出水水质较好。

AO 工艺技术优点在于工艺变化多且设计方法成熟，设计参数容易获得、可控性强，可根据处理目的的不同灵活选择工艺流程及运行方式，污水处理不仅可去除COD和悬浮物，还可对氮、磷进行控制，防止区域内水体富营养化。该技术适用于较大污水量情况，可用于对污水中有机物、氮、磷的净化处理，重点流域等环境敏感区。

6、MBR工艺

膜生物反应器是上二十世纪末发展起来的高新技术,它是膜分离技术和活性污泥生物技术的结合。其高效的固液分离使出水水质良好，悬浮物和浊度接近于零，生活污水处理后可直接回用。一般包括：预处理系统—生化处理系统—辅助系统。预处理系统由预处理池、调节池与格栅组成；生化处理系统由缺氧池、膜生物反应池组成；辅助系统是指加药化学除磷及消毒系统。

在膜生物反应器中，膜组件浸放于好氧曝气区中，由于膜的微小孔径可阻止细菌通过，所以将菌胶团和游离细菌全部保留在曝气池中，只将过滤过的水汇入集水管中排出，从而达到泥水分离的效果，免除了二沉池各种悬浮颗粒、细菌、藻类，浊度和COD及有机物均得到有效的去除, 保证了出水悬浮物接近零的优良出水水质。

7、一体化污水处理设备

污水经过预处理工艺后，污水经收水管网接入一体化污水处理设备。确定大五里乡设置一台处理能力为500m3/d一体化污水处理设备；蔡园镇2#污水处理厂设置 一台处理能力为500m3/d一体化污水处理设备；蔡园镇1#污水处理厂设置一台处理 能力为500m3/d和一台200m3/d一体化污水处理设备。污水经处理达标后排入相近河流、沟渠。

MB一体化处理设备污水净化系统由缺氧单元、好氧区、膜区单元和辅助单元组成。硝态氮在反硝化细菌的作用下发生反硝化反应，生成氮气释放到大气中，完成脱氮。为充分利用水中的碳源，将缺氧池置于好氧池之前，将好氧池的出水硝化液回流到前端的缺氧池进行反硝化,即内回流。由微生物组成的活性污泥与污水中有机污染物物质充分混合接触，进而降解吸收并分解污染物。在好氧池中好氧菌是以水中溶解氧为电子受体，以碳源为电子供体进行有氧呼吸，最终产物以二氧化碳和水为主。氨氮在有氧的环境中，在亚硝酸菌和硝酸菌的作用下发生硝化反应转化态氮。安装中空纤维膜组器，在自吸泵的抽吸作用下，清水透过膜丝表面的微孔进入水泵内，清水外排。

8、污泥处理系统

污泥浓缩的主要目的是减少污泥体积，以便后续的单元操作。污泥浓缩的操作方法有间歇式和连续式两种。通常间歇式主要用于污泥量较小的场合，而连续式则用于污泥较大的场合。污泥浓缩的方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩, 其中重力浓缩应用最广。根据本工程实际需要经过分析，选用一个不带中心管的间歇式重力浓缩池。其浓缩原理是污泥在重力浓缩池中，污泥依次通过自由沉降、絮凝沉降、区域沉降压缩沉降的过程来脱去部分水分，使污泥含水率减小到80%以下。

结束语

迁安市蔡园镇1#污水处理厂、蔡园镇2#污水处理厂和大五里乡污水处理厂设计及运行结果证明，AO+MBR工艺可以解决占地面积有限、出水水质要求高等问题。该工程的应用与实施，可为出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，小型污水处理厂设计与应用提供参考。

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