莫智杰

（廣州中大環(huán)境治理工程有限公司廣東陽江510000）

兼氧MBR處理養(yǎng)殖廢水工藝探討

莫智杰

（廣州中大環(huán)境治理工程有限公司廣東陽江510000）

膜生物反應(yīng)器(MBR)的研究和應(yīng)用近年來受到了廣泛關(guān)注。利用兼性厭氧菌的生物降解特性，成功研發(fā)出一種高效低耗新型膜生物反應(yīng)器—兼氧MBR，為除磷提供了新途徑；此外，將射流曝氣技術(shù)引入MBR,形成氣水聯(lián)合沖刷膜絲，進(jìn)一步降低了能耗，并提高了處理效率。

MBR工藝；兼氧；養(yǎng)殖廢水處理；高效

隨著現(xiàn)代化程度的提高，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)集約化養(yǎng)殖場逐步取代傳統(tǒng)的散養(yǎng)，即以規(guī)?；同F(xiàn)代化管理進(jìn)行養(yǎng)殖。但是養(yǎng)殖場會(huì)排放大量高濃度有機(jī)廢水，若不加以處理直接排放會(huì)造成嚴(yán)重污染，因此養(yǎng)殖廢水的處理則成為企業(yè)運(yùn)行管理的重中之重。

1MBR技術(shù)介紹

1.1MBR基本原理

MBR即膜-生物反應(yīng)器。MBR是生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合的一種新的廢水處理系統(tǒng)。主要是以膜組件替代傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)，在物反應(yīng)器中保持具有高活性的污泥的濃度，以此提高生物處理有機(jī)負(fù)荷，達(dá)到降低污水處理設(shè)施占地面積的目的，而且還能夠有效地減少剩余的污泥量[1]。

通過污泥培養(yǎng)，MBR內(nèi)部的污泥濃度能夠達(dá)到2×104mg/L左右，形成以厭氧菌為主的微生物體系。廢水中存有的污染物在厭氧菌等特性菌體下逐漸降解成H2O和CO2等無機(jī)物，同時(shí)衰亡的菌體又作為其他細(xì)菌的營養(yǎng)源被分解代謝，直至全部代謝為無機(jī)物，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平衡，有機(jī)剩余污泥未富集增長，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)剩余污泥的零排放。

1.2MBR技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1.2.1能夠高效地進(jìn)行固液分離，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可以直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水資源化。

1.2.2膜的高效截留作用，使微生物完全截留在反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時(shí)間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，使得運(yùn)行更加靈活穩(wěn)定。

1.2.3反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度高，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

1.2.4污泥齡可隨意控制。膜分離使污水中的大分子難降解成分，在體積有限的生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，大大的提高了難降解有機(jī)物的降解效果。反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長泥齡的條件下運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)基本無剩余污泥的排放。

1.2.5結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，工藝設(shè)備集中，易于一體化自動(dòng)控制。

1.3 M BR技術(shù)應(yīng)用范圍

MBR技術(shù)在養(yǎng)殖廢水處理中被廣泛應(yīng)用，不僅可以使NH3-N、COD、TN、SS、TP等污染物得到有效去除，同時(shí)還能夠高效實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢水的達(dá)標(biāo)排放[2]。也就意味著既控制了廢水對(duì)環(huán)境造成的污染，同時(shí)也緩解了生態(tài)環(huán)境的壓力。不僅除此，還使資源得到最大化利用。

MBR工藝比較簡單，與傳統(tǒng)工藝的占地面積相比，MBR將近減少了一半的用地面積。在技術(shù)的應(yīng)用中，不僅降低了大量污泥處理的成本，也使環(huán)境資源得到有效利用。經(jīng)過這一技術(shù)處理后的污水可以用于綠化用水，也可以用來清洗道路。

2養(yǎng)殖場廢水處理

2.1廢水來源

養(yǎng)殖場污水主要包括尿、部分糞便和沖洗水，屬高濃度有機(jī)污水，而且懸浮物和氨氮含量大。

由于養(yǎng)殖廢水含有較高濃度的有機(jī)物，因此一般以厭氧+好氧法進(jìn)行處理，基本上能達(dá)到預(yù)期的處理效果。但是有的養(yǎng)殖場廢水處理工藝由于工藝參數(shù)或水量水質(zhì)的變化或者設(shè)計(jì)不當(dāng)，在一定程度上存在問題，往往達(dá)不到運(yùn)行的效果，從而不能達(dá)標(biāo)排放。

2.2原廢水處理技術(shù)

原廢水處理工藝的主要流程如圖1所示。

圖1原養(yǎng)殖廢水處理工藝流程

上圖所示處理廢水的工藝為典型的養(yǎng)殖廢水處理工藝。首先廢水經(jīng)過格柵、沉沙集水池的基本處理去除砂粒和垃圾，防止系統(tǒng)堵塞，再通過專門的固液分離設(shè)備將糞液混合污水中糞渣和液體分開，然后污水液體經(jīng)過水解酸化池、厭氧反應(yīng)池以及好氧反應(yīng)池的生化作用處理分解去除水中的有機(jī)物、氨氮等污染物后才能進(jìn)行常規(guī)的自然處理，最后經(jīng)過消毒可直接排放或回用農(nóng)田灌溉。

2.3養(yǎng)殖場廢水處理原工藝存在問題

在原工藝運(yùn)行過程中，隨著調(diào)試運(yùn)行正常，初始階段工藝出水基本能夠達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。然而隨著時(shí)間的推移，工藝出水逐漸出現(xiàn)SS偏高，出水水質(zhì)變黑、變臭現(xiàn)象，經(jīng)水質(zhì)檢測發(fā)現(xiàn)，主要是SS,COD及氨氮超標(biāo)。由于出水SS質(zhì)量濃度由原來小于150mg/L升高至800mg/L，而氨氮質(zhì)量濃度也一直保持在40mg/L以上。

3以養(yǎng)殖場廢水處理為例，MBR處理工藝的改造

3.1兼氧M BR的基本形式與水力特性

MBR的曝氣作用能夠?qū)δそM件區(qū)域進(jìn)行劃分，內(nèi)部為好氧區(qū)，外部為缺氧區(qū)。曝氣是在膜組件的底部進(jìn)行的。當(dāng)膜箱內(nèi)氣水往上流動(dòng)的時(shí)候，膜箱外側(cè)的水流往下流動(dòng)并生成橫向環(huán)流。而系統(tǒng)內(nèi)部區(qū)域的廢水能夠連續(xù)且交替性地通過缺氧區(qū)以及好氧區(qū)。從而連續(xù)實(shí)現(xiàn)生物降解，對(duì)污染物的去除有非常積極的作用。

3.2兼氧MBR技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效脫氮

對(duì)廢氣的利用中，養(yǎng)殖沼液是一大重要資源，可以用在還田處理中[3]，但是直接用于還田處理，會(huì)使?fàn)I養(yǎng)（比如氮、磷）過剩，反而會(huì)造成地表污染。

兼氧MBR技術(shù)利于具有降解有機(jī)物和脫氮功能的兼氧菌種大量形成，確保了亞硝化菌在活性污泥中的主導(dǎo)地位，從而實(shí)現(xiàn)了亞硝化菌的反硝化功能，把亞硝酸、硝酸還原成氮（N2），明顯提高了硝化過程的脫氮效果，能夠高效去除養(yǎng)殖廢水中的氨氮和總氮。兼氧MBR技術(shù)采用了缺氧反硝化前置，該系統(tǒng)效果：在進(jìn)水氨氮將達(dá)到728mg/L時(shí)，出水氨氮平均在20mg/L左右,去除率也就達(dá)到了97%以上。

3.3兼氧MBR技術(shù)實(shí)施的成本及應(yīng)用特點(diǎn)

MBR工藝不僅占地小，而且能耗低，被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)污水處理領(lǐng)域。表1對(duì)傳統(tǒng)的生物處理工藝以及常規(guī)的MBR技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。

表1傳統(tǒng)生物處理工藝與M BR工藝技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

對(duì)比之后可以看出，傳統(tǒng)生物處理技術(shù)占地面積比較大，而且處理效率相對(duì)于常規(guī)的MBR技術(shù)要低很多，而常規(guī)MBR消耗了較高的能源。所以，在進(jìn)水水質(zhì)以及污水處理規(guī)模大致相同的條件下，MBR技術(shù)使用的能耗和傳統(tǒng)工藝相當(dāng)，且能耗減少了40%左右。

兼性厭氧菌的成功引入，首次形成了兼氧MBR,大大降低了MBR實(shí)施使用的能耗，還實(shí)現(xiàn)了污水處理的高效。除此之外，首次實(shí)現(xiàn)了氣化除磷，且效率達(dá)到75%以上，為除磷提供了一種高效方法[3]。并且通過射流曝氣技術(shù)的引入，提高了曝氣效率，有效沖刷膜絲防止堵塞，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，大大減少了能耗。更重要的是該系統(tǒng)為自動(dòng)化控制系統(tǒng)，操作簡單靈活，適用于各種養(yǎng)殖廢水處理、工業(yè)污水的處理以及生活污水的處理。

4結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境問題也日益突出，因此對(duì)于廢水的處理是一項(xiàng)至關(guān)重要的內(nèi)容。兼氧MBR處理技術(shù)不僅高效實(shí)現(xiàn)了廢水處理的需要，同時(shí)也符合經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求。

[1]兼氧膜生物反應(yīng)器處理養(yǎng)殖廢水技術(shù)[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2014,9 (10):71.

[2]劉亞會(huì),汪建根.MBR處理氨氮廢水的試驗(yàn)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,6(34):211.

[3]廖志民.MBR工藝處理發(fā)酵類制藥廢水中試研究[J].中國給水排水,2010,8(09):131-133.