MBR一体化设备在农村生活污水处理中的应用

随着经济和人口增长，我国水资源短缺，水污染日益严峻，城市及农村污水处理和回用势在必行。传统集中式污水处理存在污水收集难、管网投资高、占地面积大和施工不方便等突出问题，严重制约了污水处理率，分散式污水处理及回用技术已经成为集中式污水处理的一种有益而必需的补充措施。国内外现有分散式污水处理设备也已琳琅满目，但有的仅采用单一好氧生物处理工艺，脱氧除磷效果不理想；有的采用单一曝气方式，能耗太高；有的采用人工湿地等生态处理法，占地面积大，受季节气候影响较大，运行不稳定；有的设备集成度不高，占地面积仍较大；有的污泥排放量大且无法集中处理造成二次污染。针对以上情况，结合我国生活污水特点及膜生物反应器在工业废水处理上的工程案例与经验，杭州天创环境科技股份有限公司自主研发了分散式污水处理及回用一体化设备——MBR一体化设备。
本文主要讲述了该一体化设备的创新点及相关工艺特点。
一、设备创新点
1.和其他农村污水处理工艺相比，工艺集成度更高，运行管理更加简单，系统运行更加稳定，产水水质更好，占地面积更小。
MBR一体化设备可通过膜优异的截留作用克服微型动物易流失的问题，同时通过微型动物的富集和培养大大提高剩余污泥的减量程度。此外，兼顾了分散式污水处理的效果。以生活污水为主的农村、小城镇、风景区等类型的污水通过MBR一体化设备工艺的处理，出水指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，排出污泥量可减少90%以上。
实际在运行中，在低负荷间歇运行状态下，膜丝上附着的生物膜在间歇产水的运行状态下，可自行脱落，而且脱落的比较彻底，从而减轻了对膜的污堵，改善了膜的运行状态，在偏远、无人值守的应用中，有非常重要的意义，可以不采用化学清洗甚至离线化学清洗的的维护。
2.整套系统根据处理规模的大小进行模块化设计，提高系统配置的灵活性和运行的稳定性，同时方便系统配件维修更换。
3.针对MBR一体化设备负荷不均匀的运行实际情况，开发出间歇运行的工艺技术。
二、MBR一体化设备工艺介绍
1.工艺流程

农村生活污水依次经过：格栅、调节池、厌氧分解、水解酸化、好氧分解、泥水分离处理工艺，如有需求，可增加消毒或废气收集处理。
格栅：入水口有一个格栅，用于分离颗粒和纤维类杂质。
调节池：调节水质和水量，以保证系统稳定运行。
厌氧分解：厌氧处理分四个阶段进行：水解环节、酸化环节、乙酸生产环节、甲烷产生环节。水解酸化是生物分解的第一步，由水解酸化菌完成，它将大分子有机物分解成小分子有机物，有利于后续的好氧菌分解。
缺氧分解：有利于回流硝态氮及水中磷的去除。
好氧分解：在曝气罐的两个分区里完成，小分子有机物彻底分解成水和二氧化碳，并完成氨氮的去除。
泥水分离：微生物完成分解使命后，需要将它与水分离开，并将干净的水取出来，这部分工作由MBR膜装置来完成。MBR膜装置是一种智能化、高效率的污水处理系统，能够满足日渐复杂的农村生活污水处理需求，较大地改善污水处理后的水质。
出水消毒：可选配置，根据处理要求的不同，可进行出水消毒或直接排放。
废气收集：可选配置，对设备产气进行达标处理，一般大系统需要配置。
2.MBR膜装置
膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要优点：
(1)能够有效地进行固液分离，分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用，实现了污水资源化。
(2)膜的高效率拦截作用使微生物截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的分离，使运行控制更加灵活稳定。
(3)反应器内的微生物浓度高，耐冲击负荷能力强，节省占地。
(4)有利于增殖缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖，系统硝化效率得以提高，提高脱氮除磷效果。
(5)污泥龄长。膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，可以实现基本无剩余污泥排放。
(6)省去二次沉淀池及末端处理手段如人工湿地等，节省占地。
(7)系统采用 PLC 控制，易于操作管理方便。
3.污水处理效果

原水经处理后，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准或参照《地表水环境质量标准》IV类水的准四类水达标排放，水质指标见下表：

综上，我们对MBR一体化设备的特点及工艺流程做了系统的介绍。利用该设备，能解决传统处理技术(如絮凝沉淀、CAST、A2/O等工艺)运行管理复杂、缺乏专业技术人员维护、TN和TP去除率较低等问题，污水经过处理后水质稳定，各项指标满足国家标准要求。在当前节能环保以及水资源应用形式严峻的情况下，该一体化设备值得在农村被大力推广。相关阅读：污水处理设备安装问题及质量控制策略
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