村污水处理氧化沟/MBR一体化装置

由于我国农村污水的特殊性，传统的污水处理技术由于运行管理复杂(如絮凝沉淀、CAST、A2/O等)，不适合在农村推广应用。)，缺乏专业的技术人员进行运行维护，TN和TP去除率低等。膜生物反应器(MBR)是一种将膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型工艺。具有占地面积小、出水水质好、污泥产量低的特点，在污水处理和回用中发挥着越来越重要的作用。但是，为了达到脱氮除磷的目的，将MBR与其他工艺相结合并应用于村污水处理工程实践是一种很好的方法，如A/O-MBR工艺、UCT—MBR工艺、A/A/O-MBR工艺等。鉴于此，笔者将氧化沟与MBR工艺相结合，构建了新型一体化village 污水处理装置，并将其用于处理大理某村庄的生活污水(规模为100m3/d)，研究了该装置的长期运行效果，以期为village 污水处理技术的工程实践提供参考。

1.测试装置和方法

氧化沟/MBR一体化村污水处理装置在大理某村建成，如图1所示。处理能力为100m3/d，水力停留时间(HRT)为13.62h，其中氧化沟和MBR的HRT分别为11.28和2.34h，污泥停留时间为30d。选用亲水性聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件(EF系列)，平均膜孔径为0.2 μ m。

本装置进水为乡镇生活污水，COD、BOD5、TN、NH+4-N、TP浓度分别为(345.5±25.2)、(212.6±21.4)、(44.1±4.3)、(28.9±3.4)、(4.5±0.7)。所有水质指标均采用国标法测定。

2.结果和讨论

2.1有机物的去除效果

污水的可生化性通常用BOD5/COD来表示，一般认为BOD5/COD >: 0.3表示污水具有良好的可生化性。在试验装置稳定运行阶段，污水的平均BOD5/COD为0.62，具有良好的可生化性。试验过程中装置对COD和BOD5的去除效果见图2。可见氧化沟/MBR一体化装置对COD和BOD5有很好的去除效果。氧化沟出水COD浓度为62.2 ~ 98.1 mg/L，MBR为16.1 ~ 39.6 mg/L，氧化沟COD去除率为71.4% ~ 82.3%，一体化装置去除率为88.2% ~ 95.7%。此外，氧化沟和MBR出水的BOD5浓度分别为21.3～51.2mg/L和2.1～9.9mg/L。氧化沟对BOD5的去除率为77.4% ~ 88.9%，一体化装置对bo D5的去除率为95.4% ~ 98.7%。当装置在第30天和第60天运行排泥时，虽然氧化沟对COD和BOD5的去除效果有所降低，但MBR池超高的活性污泥浓度保证了装置出水COD和BOD5浓度稳定优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准。

2.2脱氮效果

试验期间装置对NH+4-N和TN的去除效果如图3所示。可以看出，氧化沟/MBR一体化装置具有良好的脱氮效果，出水TN和NH+4-N浓度能够稳定达到一级A标准。氧化沟和MBR的出水NH+4-N浓度分别为4.3 ~ 9.7 mg/L和1.6 ~ 4.6 mg/L，出水TN浓度分别为9.3 ~ 17.3 mg/L和3.5 ~ 10.4 mg/L。氧化沟对氨氮和总氮的去除率分别为68.1% ~ 83.8%和64.5% ~ 74.3%。污泥排放时，虽然氧化沟和MBR对NH+4-N和TN的去除效率有所降低，但装置出水的NH+4-N和TN浓度仍能稳定在一级A标准限值以下。

一般认为BOD5/TN值>:4意味着污水中有足够的碳源进行反硝化。本研究进水BOD5/TN平均为4.9，满足反硝化碳源。水质监测结果表明，氧化沟是主要的脱氮单元。氧化沟好氧段的硝酸盐溶液和MBR池回流中富含硝酸盐和亚硝酸盐的硝酸盐溶液可在氧化沟缺氧段进行反硝化。MBR还具有部分反硝化的功能。一种可能是超高的活性污泥浓度使得底部的污泥溶解氧含量较低，具备了同步硝化反硝化的条件。傅等的研究也表明，在低氧条件下，好氧区也具备同步硝化反硝化的条件。此外，也可能是由于MBR的高效截留，导致膜丝截留污水中的颗粒态和胶体态TN。

2.3总磷的去除效果

测试过程中装置对TP的去除效果如图4所示。可以看出，在进水TP浓度为(4.5±0.7)mg/L的条件下，氧化沟的出水TP浓度为2.3 ~ 3.6 mg/L，MBR的出水TP浓度为0.5 ~ 1.2 mg/L，氧化沟的TP去除率为31.0% ~ 35.7%，一体化装置的去除率为80.0% ~ 87.7%。一般认为BOD5/TP值>:17意味着污水中有足够的碳源进行生物除磷。在本研究中，进水BOD5/TP的平均比值为48.7，满足生物除磷的碳源要求。虽然一体化装置中没有厌氧段，但氧化沟和MBR池中已经发生了生物除磷，这一现象在许多研究中也得到了证实。与氧化沟相比，MBR对TP的去除效果更好。除了聚磷菌的好氧吸磷外，MBR池的高效拦截也使得污水中的颗粒和胶体TP被膜丝拦截去除。一般来说，一体化装置出水的TP浓度可以稳定达到一级B标准，但不能稳定达到一级A标准，需要投加化学药剂辅助除磷。

实验分别选用硫酸亚铁和聚合氯化铝(PAC)两种药剂进行化学除磷。药剂投加系数为1.5，实际投加量为8.5 ~ 15 mg/L，投加点为膜池。水质检测结果表明，投加硫酸亚铁后，装置对总磷的去除率为92.9% ~ 97.4%。而投加PAC后，装置对TP的去除率为89.7% ~ 94.7%，说明FeSO4比PAC具有更好的除磷效果。投加硫酸亚铁后，该厂出水中总磷的平均浓度为0.2毫克/升，明显优于一级A标准。

3.结论

采用氧化沟与MBR工艺相结合的新型一体化装置处理大理某村庄的生活污水(规模为100m3/d)。结果表明，经过约3个月的连续运行，COD、BOD5、NH4+-N、TN和TP的去除率分别为88.2% ~ 95.7%、95.4% ~ 98.7%和81%。在膜池中加入FeSO4或PAC进行化学辅助除磷，可使出水TP浓度稳定达到国家一级A标准，但FeSO4的化学除磷效果更好。(来源:云南水务投资有限公司)

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