張慶軍

（遼寧城建設計院有限公司，遼寧 撫順 113008）

隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，村鎮(zhèn)污水收集和處理設施不完善、污水分散、規(guī)模小等因素給分散水處理帶來不便，而傳統(tǒng)的污水處理工藝對水質(zhì)、水量、溫度、管理等方面的要求較高，導致村鎮(zhèn)分散污水處理效率低，對水資源造成了嚴重的污染和浪費。開發(fā)節(jié)能高效的分散污水處理回用系統(tǒng)已成為業(yè)內(nèi)熱點問題[1]。多種一體化同步脫氮除磷工藝，在實際生產(chǎn)中得到了較好的應用[2]。我國自主研發(fā)的FMBR（兼氧膜技術污水處理工藝）也被初步運用于分散污水的治理中。一體化污水處理系統(tǒng)經(jīng)濟、節(jié)能，在處理分散污水領域具有明顯優(yōu)勢，已廣泛應用于實際工程[3]。

但是，現(xiàn)有的一體化污水處理工藝對低碳氮比的村鎮(zhèn)污水脫氮除磷效果差、運行不穩(wěn)定[4]；在每處分散污染源建一套完整的一體化污水處理系統(tǒng)，對建設成本和運營成本均造成巨大浪費。因此，現(xiàn)有的一體化污水處理工藝對村鎮(zhèn)分散污水的處理和回用存在很大弊端，不適合多片區(qū)、規(guī)模小的分散村鎮(zhèn)生活污水處理[5]。

1 系統(tǒng)介紹

為了克服傳統(tǒng)一體化污水處理工藝對低碳氮比村鎮(zhèn)分散污水處理效果差、受水質(zhì)水量及外界環(huán)境影響大等缺點，同時避免多處建設固定一體化設備造成的資源浪費和運行管理成本高等問題，本文提出一種SAFO-MBR村鎮(zhèn)污水處理方法。該系統(tǒng)在每個分散污水源只建預處理系統(tǒng)，每組預處理系統(tǒng)對應一套移動式深度處理系統(tǒng)，通過同步硝化反硝化脫氮除磷SAFO-MBR系統(tǒng)，達到處理回用低碳氮比村鎮(zhèn)分散污水的目的[6]。

該SAFO-MBR村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)包括預處理回用系統(tǒng)與深度處理系統(tǒng)兩部分。污水經(jīng)過格柵后進入調(diào)節(jié)池，通過污水提升泵經(jīng)軟水帶進入配水管，同時開啟攪拌器，當進水達到最高水位時，通過液位探測儀反饋信號至PLC控制箱，停止污水提升泵并開啟鼓風機進行曝氣，設備內(nèi)部形成明顯的兼氧和好氧環(huán)境。污水由配水管首先進入設備內(nèi)兼氧區(qū)，在完全混合式流態(tài)下進入好氧區(qū)，運行2.5h后鼓風機停止曝氣，設備內(nèi)部形成缺氧環(huán)境，反應進行1h。最終污水在兼氧、好氧、缺氧環(huán)境及MBBR填料自身厭氧、兼氧、缺氧、好氧微環(huán)境下完成傳統(tǒng)脫氮除磷及同步硝化反硝化脫氮除磷等生物反應。處理后的污水通過MBR膜組件，由抽吸泵輸送至紫外消毒儀，最終通過清水管輸送至回用水池，用于綠化或農(nóng)田灌溉等[7、8]。

2 系統(tǒng)運行實施方式

2.1 設備裝置及工藝流程

設備裝置見圖1，工藝流程見圖2。

圖1 設備裝置

圖2 工藝流程

2.2 實施方式

設置一種SAFO-MBR村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，系統(tǒng)包括預處理回用系統(tǒng)與深度處理系統(tǒng)兩部分。預處理回用系統(tǒng)包括預處理系統(tǒng)與回用系統(tǒng)，其中預處理系統(tǒng)設有格柵、調(diào)節(jié)池、綜合間、儲泥池、配電箱、液位探測儀、污水提升泵、內(nèi)扣式接頭、軟水帶；回用系統(tǒng)設有回用水池、回用泵。預處理系統(tǒng)與回用系統(tǒng)合建，均通過帶內(nèi)扣式接頭軟水帶與深度處理系統(tǒng)連接。深度處理系統(tǒng)包括設備與車載系統(tǒng)，其中設備頂部設有液位探測儀、鼓風機、抽吸泵、反洗閥門、閉式水箱、加藥泵及紫外消毒儀，設備內(nèi)部設有與預處理系統(tǒng)連接的配水管與鼓風機連接的曝氣管、與抽吸泵連接的清水管及攪拌器、MBR組件、MBBR填料和排泥閥，排泥閥通過排泥管與儲泥池連接；設備搭載于車載系統(tǒng)，車載系統(tǒng)包括車體、PLC控制箱，PLC控制箱根據(jù)設定參數(shù)控制設備運行。

經(jīng)格柵后的污水進入調(diào)節(jié)池，通過污水提升泵經(jīng)軟水帶進入配水管，同時開啟攪拌器，當進水達到最高水位時，通過液位探測儀反饋信號至PLC控制箱，停止污水提升泵并開啟鼓風機進行曝氣，設備內(nèi)部形成明顯的兼氧和好氧環(huán)境。污水由配水管首先進入設備內(nèi)兼氧區(qū)，在完全混合式流態(tài)下進入好氧區(qū)，運行2.5h后鼓風機停止曝氣，設備內(nèi)部形成缺氧環(huán)境，反應進行1h。最終污水在兼氧、好氧、缺氧環(huán)境及MBBR填料自身厭氧、兼氧、缺氧、好氧微環(huán)境下完成傳統(tǒng)脫氮除磷及同步硝化反硝化脫氮除磷等生物反應。

處理后的污水通過MBR膜組件，由抽吸泵輸送至紫外消毒儀，最終通過清水管輸送至回用水池，用于綠化或農(nóng)田灌溉等。當水位達到最低設定液位時，通過液位探測儀反饋信號至PLC控制箱，停止抽吸泵，進入待機狀態(tài)，在沒有接到PLC控制箱特殊指令時，默認進入下一個污水處理周期。

完成一個運行周期后，PLC控制箱根據(jù)設定參數(shù)開啟排泥閥進行排泥，污泥在重力作用下排至儲泥池，儲泥池上端與調(diào)節(jié)池設有連通孔，儲泥池內(nèi)上清液經(jīng)連通孔溢流進入調(diào)節(jié)池，濃縮污泥由工人用吸污車進行定期清掏。

當啟動PLC控制箱內(nèi)一鍵調(diào)度按鈕后，系統(tǒng)完成本運行周期后調(diào)度指示燈顯示綠色，此時設備重量最小，等待操作人員將設備調(diào)度至另一處預處理系統(tǒng)。同時PLC控制箱內(nèi)設有調(diào)節(jié)池液位顯示屏，各預處理系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)池液位由液位探測儀通過遙感信號傳至PLC控制箱，以便合理調(diào)度。

PLC控制箱內(nèi)設有一鍵清洗按鈕，啟動按鈕后，在周期內(nèi)當水位達到最高設定液位時，開啟加藥泵及藥洗閥門，關閉出水閥門，在閉式水箱內(nèi)通過曝氣完成藥液的混摻，并將混合藥液反向壓入MBR膜組件，運行5min后停止鼓風機，靜置浸泡2h，再次啟動鼓風機曝氣清洗30min，然后進入正常運行周期。

3 結論

（1）該實施例中，水力停留時間（HRT）為4h，好氧區(qū)溶解氧（DO）控制在1.5～2.5mg/L，混合液污泥濃度（MLSS）在5000～10,000mg/L，出水CODCr≤50mg/L、TN≤15mg/L和TP≤0.5mg/L，出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級A標準及《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920-2002）雜用水水質(zhì)標準。

（2）該系統(tǒng)將SAFO-SBR-MBR-MBBR工藝一體化，具有較好抗沖擊負荷的能力，能夠有效處理低碳氮比生活污水，出水水質(zhì)達標且穩(wěn)定。

（3） 該技術節(jié)省了多處建設一體化污水處理系統(tǒng)的投資運行費用，裝置構造簡單，便于施工維護，氣味小，在北方寒冷地區(qū)亦可正常運行，已成功運用于工程實踐。

[1] 趙永臣，張慶軍，徐銘澤，等.節(jié)能型井式AA/OO新工藝處理焦化廢水[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2015（5）.

[2] 張慶軍，吳迪，張福波，等.一種SAFO-MBR村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)[P].中國專利：ZL201621258636.7.

[3] Operation and dynamic modeling of a novel integrated anaerobic-aerobicanoxic reactor for sewage treatment.Plascencia-Jatomea，R.，Gonzalez， I.，Gomez，J.，Chemical Engineering Science[J].2015（138）.

[4] Performance and microbial population variation in a plug-flow A2O process treating domestic wastewater with low C/N ratio.Wu，C.-Y.Peng, Y.-Z.Wan，C.-L.Wang et al.Journal of Chemical Technology & Biotechnology[J].2011（3）.

[5] Decentralized wastewater treatment technologies and management in Chinese villages.Xuesong GUO，Zehang LIU，Meixue CHEN et al.Frontiers of Environmental Science & Engineering [J]2014（6）.

[6] Effect of low dissolved oxygen on simultaneous nitrification and denitrification in a membrane bioreactor treating black water[J].S. Murat Hocaoglu,G. Insel，E.Ubay Cokgor，D.Orhon.Bioresource Technology.2010（6）.

[7] Mathematical Model for Simultaneous Nitrification and Denitrification (SND) in Membrane Bioreactor (MBR) under Low Dissolved Oxygen（DO）Concentrations.Seung Hyuk Baek；Hyung Jin Kim. Biotechnology and bioprocess engineering [J].2013（18）.

[8] Partial Nitrification and Denitrifying Phosphorus Removal in a Pilot-Scale ABR/MBR Combined Process. Peng Wu，Le zhong Xu Jianfang Wang et al.Applied Biochemistry and Biotechnology.2015（5）.