摘要：在新農(nóng)村建設(shè)不斷加快的進(jìn)程中，農(nóng)村污水處理安全問(wèn)題日益突出。本文以農(nóng)村污水處理為切入點(diǎn)，介紹了MBR的原理和內(nèi)涵，以及模塊化設(shè)備的生產(chǎn)應(yīng)用。并結(jié)合農(nóng)村污水處理項(xiàng)目，對(duì)模塊化MBR在農(nóng)村污水處理中的重要性和實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器;MBR;模塊化;農(nóng)村污水處理

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）09-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.022

Practice analysis of modular membrane bioreactor （MBR） in rural wastewater treatment

Zhang Jin

（Fujian Lanshen Environmental Protection Technology Co.，Ltd.，F(xiàn)uzhou? Fujian 350003，China）

Abstract：In the process of accelerating the construction of new countryside， the problems of river pollution and drinking water safety of rural residents have become increasingly prominent. Taking rural sewage treatment as an entry point， this paper introduces the principle and connotation of MBR，and the production and application of modular equipment. Combining with specific rural sewage treatment projects， the importance and practical application of modular MBR in rural sewage treatment are briefly analyzed.

Key words：Membrane bioreactor;MBR;Modularization;Rural sewage treatment

膜生物反應(yīng)器（Membrane bioreactor， MBR）是一種新型高效的污水處理工藝。目前已廣泛應(yīng)用于農(nóng)村污水處理領(lǐng)域。MBR的原理是將污水固體與液體分離，利用微孔膜傳遞介質(zhì)，促使污水中的污泥回流至生物反應(yīng)器中，隨后通過(guò)生物反應(yīng)器中氧氣的高效利用將污泥分解，最終同水一起排到外界;在MBR的應(yīng)用中，可裝配的模塊化MBR在農(nóng)村污水處理中具有突出的優(yōu)勢(shì)。為充分發(fā)揮MBR的優(yōu)良作用，對(duì)其在農(nóng)村污水處理中的應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)分析是必要的。

1 MBR的概述

MBR主要包括生物反應(yīng)器、膜組件、泵三個(gè)模塊。其中膜組件是MBR的核心模塊，其功能的差異直接影響了MBR的應(yīng)用效果。其種類分為萃取MBR和分離MBR等[1]。

2 基于MBR的農(nóng)村污水處理項(xiàng)目概述

項(xiàng)目地仰恩大學(xué)毗鄰泉州市北郊洛江區(qū)，與仙公山、仰恩湖相連?？偨ㄖ娣e約50多萬(wàn)m2。該校區(qū)內(nèi)沒(méi)有寬闊的道路網(wǎng)路、排水設(shè)施較陳舊。雖然在前期污水處理規(guī)劃期間按照嚴(yán)格要求保護(hù)水體。但現(xiàn)階段該校區(qū)污水在沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的前提下，直接排放，導(dǎo)致該校區(qū)周邊監(jiān)測(cè)點(diǎn)水體的高錳酸鉀指數(shù)、溶解氧、BOD5、大腸菌群、總氮、總磷含量嚴(yán)重超標(biāo)。

3 MBR在農(nóng)村污水處理中的實(shí)踐

3.1 MBR在農(nóng)村污水處理中應(yīng)用流程

工藝流程及原理：根據(jù)本工程污水的性質(zhì)和污水排放標(biāo)準(zhǔn)要求，在MBR應(yīng)用過(guò)程中，本工程采用化糞池——粗細(xì)格柵（8mm+2mm）——厭缺氧組合池——生物接觸氧化池——膜生物反應(yīng)器——人工濕地——消毒——清水池——排放的順序，進(jìn)行各構(gòu)筑物的模塊化污水處理設(shè)計(jì)，依托于成品設(shè)備（如：玻璃鋼、碳鋼等）的定制化生產(chǎn)，應(yīng)用于農(nóng)村污水領(lǐng)域。其中厭缺氧組合池在實(shí)際應(yīng)用中，主要包含水解階段、酸化階段和反硝化階段[2]。水解階段可以將農(nóng)村污水中含有的復(fù)雜高分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，通過(guò)微生物體外淀粉酶將淀粉分解為麥芽糖及葡萄糖，而酸化階段可以將小分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單化合物，如醇類、二氧化碳等;反硝化階段起到反硝化脫氮的功能即將硝酸根和亞硝酸根離子轉(zhuǎn)成氮?dú)?生物接觸氧化池主要是利用池內(nèi)填充填料上的生物膜，經(jīng)生物氧化作用，將污水中有機(jī)物氧化分解。

3.2 MBR在農(nóng)村污水處理中的應(yīng)用要點(diǎn)

首先，在MBR應(yīng)用中，為保證MBR的應(yīng)用效果，推薦按平面布置。利用1985國(guó)家高程標(biāo)準(zhǔn)，借助重力，促使處理后的污水流經(jīng)各構(gòu)筑物。結(jié)合站區(qū)高程設(shè)計(jì)及防洪措施同步實(shí)施，促使MBR處理階段水頭損失最小。同時(shí)為避免管線設(shè)置對(duì)MBR地面有效利用空間的影響，應(yīng)優(yōu)先采用地埋的方式，沿綠化帶進(jìn)行合理設(shè)置。

其次，在MBR粗細(xì)格柵井設(shè)置過(guò)程中，為保證MBR粗細(xì)格柵井可以有效攔截進(jìn)入生化系統(tǒng)的大塊浮渣、雜質(zhì)、纖維物質(zhì)等，可在1.98m×1.08m×1.2m的磚混結(jié)構(gòu)格柵構(gòu)筑物中，進(jìn)行0.6m×0.8m柵條間隙為8mm的粗格柵、高寬為0.6m×0.8m的柵條間隙為2mm的細(xì)格柵的分布設(shè)置。

再次，在MBR調(diào)節(jié)池設(shè)置的過(guò)程中，基于MBR調(diào)節(jié)池波動(dòng)水量、不穩(wěn)定水質(zhì)的調(diào)節(jié)功能，可用總有效容積為198m2作為依據(jù)，用玻璃鋼結(jié)構(gòu)，進(jìn)行調(diào)節(jié)池的合理設(shè)置。并配置24m3/h的調(diào)節(jié)池提升泵、液位控制器、調(diào)節(jié)池流量控制器、調(diào)節(jié)池?cái)嚢柘到y(tǒng)等裝置。

最后，在一體化生化池泥水分離系統(tǒng)的設(shè)置過(guò)程中，由于其在一定程度上可替代二沉池，且具有增大活性污泥的濃度和停留時(shí)間的作用。因此，可設(shè)定一體化生化池總有效容積在60 m3左右，水力停留時(shí)間在3*60min左右。一體化生化池內(nèi)部主要設(shè)備為MBR膜池微孔曝氣系統(tǒng)、MBR膜組件、25m3/hMBR膜池自吸泵、24m3/hMBR膜池回流泵、MBR膜池液位控制器、MBR膜池反沖洗和藥洗裝置（0.5%鹽酸洗和0.5%次氯酸鈉洗）[3]。在這個(gè)基礎(chǔ)上，進(jìn)行磚混結(jié)構(gòu)的人工濕地、玻璃鋼結(jié)構(gòu)的清水池及玻璃鋼立式結(jié)構(gòu)的污泥濃縮池的合理設(shè)置，并配置鼓風(fēng)及水泵設(shè)備。需要注意的是，在水泵的選擇中，應(yīng)以水泵入水安全、安裝便捷、維護(hù)費(fèi)用小等為依據(jù)，選擇合理的水泵。而在鼓風(fēng)設(shè)備的選擇中，應(yīng)選擇具有強(qiáng)制輸氣功能，且輸送時(shí)介質(zhì)不含油、振動(dòng)頻率較小的風(fēng)機(jī)。

3.3 裝配式模塊化設(shè)計(jì)在農(nóng)村污水處理實(shí)際應(yīng)用中的要點(diǎn)

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，模塊化設(shè)備應(yīng)根據(jù)設(shè)備容器規(guī)格進(jìn)行流體布水設(shè)計(jì);相比于大型污水處理廠，農(nóng)村污水處理構(gòu)筑物的各個(gè)單元較小，水流的緩流區(qū)域占比需要重視，實(shí)際應(yīng)用中有可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)的厭氧池、缺氧池、好氧池、MBR等單元配水不均，達(dá)不到應(yīng)有的過(guò)流時(shí)間，導(dǎo)致處理效果不佳;因此，在實(shí)際應(yīng)用中，要考慮沿程均勻布水，引管至構(gòu)筑物的邊角區(qū)域，加速該區(qū)域水流更替，并依靠水流自身的擾動(dòng)，加速整體模塊單元內(nèi)水流的均勻交替推流。模塊化設(shè)備在農(nóng)村污水處理的實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)具有“規(guī)模效應(yīng)”。特別是在規(guī)?；瘧?yīng)用場(chǎng)景下，出廠設(shè)備質(zhì)檢是重要環(huán)節(jié)，對(duì)模塊化設(shè)備應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的出廠試驗(yàn)和抽檢。模塊化的設(shè)備質(zhì)量（如防水性、設(shè)備安裝質(zhì)量等）的穩(wěn)定;有利于批量化應(yīng)用于農(nóng)村污水處理工程，并促進(jìn)行業(yè)及相關(guān)部門(mén)推行統(tǒng)一的質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)，加快推行農(nóng)村污水處理的批量化設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)行。

3.4 MBR在農(nóng)村污水處理中應(yīng)用效果

（1）從膜分離過(guò)程特點(diǎn)進(jìn)行分析，物理節(jié)流、篩濾等是MBR濁度去除的主要依據(jù)。利用生物膜、膜層協(xié)同作用，可以有效的去除農(nóng)村污水濁度。（2）通過(guò)生物調(diào)節(jié)池大分子有機(jī)物的降解、MBR濁度物質(zhì)的截留，可以優(yōu)化活性污泥去除效果，從而提高有機(jī)物去除率。（3）由于MBR阻截了微生物流失，延長(zhǎng)了污泥應(yīng)用效率，使整個(gè)污水處理系統(tǒng)具有良好的排泥效果。（4）MBR特有的污泥截留作用，可以削弱異樣細(xì)菌對(duì)溶解氧的消耗。同時(shí)利用剪切流動(dòng)作用，將MBR微生物絮體進(jìn)行細(xì)碎處理，從而有效的去除去氨氮，使污水達(dá)標(biāo)排放。

4 總結(jié)

綜上所述，模塊化MBR在農(nóng)村污水處理中的應(yīng)用具有抗污染、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、易清潔、能耗低、施工快、安裝調(diào)試方便以及出水效果穩(wěn)定等優(yōu)良特點(diǎn)。因此，在農(nóng)村污水處理項(xiàng)目中相關(guān)項(xiàng)目專業(yè)人員應(yīng)結(jié)合區(qū)域情況，進(jìn)行以模塊化MBR為核心的農(nóng)村污水處理設(shè)施的構(gòu)建。通過(guò)粗細(xì)格柵井、調(diào)節(jié)池、污泥濃縮池、清水池、規(guī)范排口等設(shè)施的模塊化單元的構(gòu)建，結(jié)合水泵、鼓風(fēng)設(shè)備、MBR膜的合理配置，可保證農(nóng)村污水的有效處理。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2019-06-18

作者簡(jiǎn)介：張金（1983-），男，漢族，本科學(xué)歷，中級(jí)工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程建設(shè)與管理。