王可寧，馮 濤，李 露，肖亞蘇，潘春佑

(自然資源部 天津海水淡化與綜合利用研究所，天津 300192)

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，水資源消耗急劇增加，農(nóng)村生活污水排放量也在不斷增大，生活污水的隨意排放已成為農(nóng)村水環(huán)境惡化的主要原因之一[1]。由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)地域廣闊、基礎(chǔ)設(shè)施落后。若沿用城鎮(zhèn)污水處理方式，即管網(wǎng)集中收集至污水處理廠統(tǒng)一處理，則會增加工程建設(shè)費用，且利用率較低[2-3]。因此，針對上述困難，對于受地理條件限制的農(nóng)村采用分散式污水處理方式更為適宜。

一體化污水處理設(shè)備具有占地面積小、建設(shè)成本較低和處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點，逐漸成為鄉(xiāng)村污水處理的主要工藝方式。目前，市場上主流的污水處理工藝主要包括：A/O、A2O、MBR、SBR[4]以及各個工藝的組合使用。文章則以“A2/O+MBR”工藝為基礎(chǔ)，通過一體化設(shè)備功能設(shè)計，將其應用在某農(nóng)村污水處理工程，實現(xiàn)了產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定。并分析了該項目一體化設(shè)備運維經(jīng)濟效果，為今后污水處理項目的設(shè)計提供實踐依據(jù)。

1 項目工程概況

1.1 項目介紹

天津某污水處理工程涉及200多個村鎮(zhèn)，各村站點污水處理規(guī)模20 t/d～100 t/d。外圍采用格柵集水井上清液溢流的工藝收集至調(diào)節(jié)池后，再通過提升泵進入一體化設(shè)備。場站采用地埋式設(shè)計，占地面積約100 m2。該項目以處理量20 t/d的站點進行介紹。

1.2 設(shè)計水質(zhì)

污水水源為普通農(nóng)村生活污水，設(shè)計進水指標根據(jù)設(shè)備停留時間確定，出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)一級A標準，標準及水質(zhì)指標見表1。

表1 進出水水質(zhì)及排放標準

2 工藝及控制設(shè)計

該工程采用A2O+MBR組合工藝。A2O+MBR是一種將高效膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法相結(jié)合的一種新型高效污水處理工藝。經(jīng)過好氧曝氣和生物處理后的污水，經(jīng)過MBR濾膜過濾之后抽出。該工藝階段是利用膜分離設(shè)備把膜池中的活性污泥和大分子有機物截留，以實現(xiàn)良好的污水處理效果。工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

2.1 A2O工藝

A2O工藝是傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。除磷脫氮過程主要依賴硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成的活性菌種。

厭氧池中聚磷菌釋放磷，并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物，使污水中的磷濃度升高，水中的BOD5濃度下降；缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機物作為碳源，通過生物反硝化作用，轉(zhuǎn)化成氮氣達到脫氮目的；好氧池中，聚磷菌超量吸收磷，通過污泥的排放除磷。

污水停留時間設(shè)計。厭氧、缺氧、好氧為1 ∶1 ∶1。

2.2 MBR工藝

MBR是一種將高效膜分離技術(shù)，利用膜組件固液分離特點，通過控制污泥停留時間和水力停留時間，在膜池連續(xù)曝氣的情況下，使用自吸泵將溢流至膜池的上清液抽至消毒池，通過消毒后達標排放。

膜系統(tǒng)設(shè)計。MBR膜通量設(shè)計值為15 L/m2·h。膜面積按照時流量/膜通量計算得出需77 m2,選用單膜有效面積為11 m2的膜組件7件。膜系統(tǒng)按照運行8 m停2 min進行，實際運行時間為19.2 h/d。

泵組設(shè)計。一體化外圍取水泵、產(chǎn)水泵和反洗水泵，采用熱備式設(shè)計。產(chǎn)水泵選用自吸泵，反洗泵選用污泥泵。

曝氣設(shè)計。選用微孔曝氣盤?215規(guī)格，管道UPVC材質(zhì)(含管道閥門)。

2.3 主要控制設(shè)計

調(diào)節(jié)池提升泵(一用一備)。與調(diào)節(jié)池低液位和膜池高液位連鎖控制；相互切換運行，時間可調(diào)；故障狀態(tài)自動切換運行。

鼓風機(一用一備)。不間斷運行，產(chǎn)水泵與鼓風運行狀態(tài)連鎖；故障停機后，開機先空曝氣30 min沖刷膜片，后恢復MBR產(chǎn)水泵運行。

3 運維分析

3.1 能耗分析

該項目為保證一體化設(shè)備的穩(wěn)定運行，主要取水設(shè)備采用一用一備式設(shè)計。裝機能耗見表2。

表2 一體化設(shè)備功率能耗表

3.2 噸水費用

一體化污水處理設(shè)備主要費用來自電費和藥劑費。設(shè)備日耗電約為40.35 kW，以當?shù)孛裼糜秒?.54元/kW·h單價計算，噸水電費約1.09元。消毒劑日消耗1 kg，約1.5元。MBR膜清洗藥劑日消耗約為0.8 kg，約1.2元。計算得出實際運維噸水費用約為1.23元/t。費用計算詳見表3。

表3 噸水費用

4 結(jié)語

文章介紹了天津某污水處理工程設(shè)計概況，結(jié)合實際運行效果進行了運維分析。該一體化污水處理系統(tǒng)采用A2O +MBR組合工藝，出水水質(zhì)達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)一級A標準要求。設(shè)備運行穩(wěn)定，噸水成本約1.23元。該工程具有投資成本低，靈活簡便，實現(xiàn)了無人值守運營。滿足了該地區(qū)生活污水處理的實際需求，為以后污水處理項目的設(shè)計提供實踐依據(jù)。