MBBR工艺对农村污水治理的应用

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近年来，随着农村人口和经济的快速发展，临近周边的江河湖泊污染问题越来越严重，农村污水收集治理相对于城镇污水收集更加困难；污水排量小，缺乏完善的排水设施，水质水量不稳定，大部分村民对环境保护概念不清晰，环保意识不强，管理水平低下，缺乏管理资金等因素［1］，造成农村污水收集治理困难，周边河涌水质污染导致水体富营养化，致使水中微生物数量急剧增加，造成水体及周边水环境污染。为解决农村水环境污染问题，在筛选及实际运用上做对比，mbbr工艺具有处理周期短，占地面积小，管理方便，工艺简洁等诸多优点，可以合理有效地解决农村水环境污染问题。

1农村水环境污染的主要原因

农村水环境的污染是在很多因素下共同产生的，与居民的生活环境以及现代工艺产业息息相关，主要体现在以下几点。

1.1居民生活污水的随意排放

随着人口的增长，村民日常的洗浴、洗衣、厨房、厕所；农村公用设施旅馆、饭店、工厂、养殖等用水量也在逐日递增，随之产生的污水成正比增长。根据相关调查数据显示，目前农村每日污水排放量达到3600×104t，是造成水环境污染的主要原因之一［2］。

1.2居民养殖的家禽用水污染

随着社会经济的不断发展，居民的饮食结构发生了很大的转变，农村牲畜经济的不断发展，村内的个体养殖逐渐演变为村内作坊、鱼塘养殖，随着村内养殖场所的不断增加，导致鱼塘及周边水体污水横流，产生的粪便未经过任何处理直接排入鱼塘、村边河涌，直接影响水体，污染了周边环境。

1.3企业污水的不达标排放

乡镇企业的发展，推动了农村经济发展的同时，也增加了环境污染的进度，导致农村环境的急剧恶化，特别是一些能耗高，污染重的企业随着社会产业结构的调整搬迁至农村河涌附近，企业自身产生的污水未经过处理或处理未到达排放标准就直接排入村内周边河涌，进而引起村内河涌的水质污染，重金属和有毒有害物质严重超标，给居民生活生产带来了极大的危害［3］。

2农村水污染的主要特点

农村房屋密度小，污染源比较分散，大多收集困难；农村每日产生的污水规模在500m2/d以下［4］，目前村内大多的处理设施相对落后，处理水质不达标，污水渗漏严重，处理量较小，水质变化受雨水，季节影响较大，导致污水处理设施处理困难，投资大，并且需配备专业管养人员，增加了运行成本费用。

3农村污水处理的工艺

由于农村住户分散，考虑到污水量小，污水处理分散，缺乏有经验的管理人才，管理难度大，设备运行管养无保障，容易造成处理系统瘫痪。为了农村污水处理设备稳定、安全的运行，达到国家出水排放标准，针对农村的污水排放收集情况及农村土地资源有限的前提下，需考虑采用新型的污水处理技术MBBR工艺对农村产生的废水进行收集处理达标排放。MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，为微生物的附着提供场所，有利于提高反应器中的生物种类，从而形成附着的生物膜，增加系统中的有效生物量［5］；MBBR工艺具备悬浮载体体积小，移动范围广、容积负荷高，节约占地、可同步强化脱氮除磷、抗冲击负荷高，在恶劣水质条件下仍表现出较强的处理效果、污泥产量低，节约污泥处置费用、并且使用寿命长等优良特点。在曝气的条件下，生物膜载体与污水能够充分混合；在厌氧的条件下，需要通过搅拌使其载体呈现流化状态，通过不断的与污水接触在载体表面形成1层生物膜，微生物寄托于生物膜不断的生长繁殖，在曝气或搅拌的条件下，能够有效控制生物膜的厚度，使污水中的有机废物同悬浮填料的“膜”之间的反应更加充分，以此降解污水中的有机物，提高处理效率，最终实现污水的达标排放［6］，如图1所示。

4工程实例

4.1工程概况

鹤岗村位于广东省广州市白云区江高镇，该区域面积约2.77km2。根据摸排提供资料，目前片区常住人口约1817人，居民建筑约703栋，日均生活污水量约为299.8m3/d。鹤岗村地势较为平坦，主要地势呈西北高，东南低。西临白坭水，主要污染源为居民生活区、小型餐饮以及各类杂货铺等。鹤岗村远离市政污水处理系统，需要自建污水处理站分散处置。主要污水通道为南北向穿过村子的主街道，目前主街道下已建污水收集干管，管径为DN500mm，村主干道两侧巷道内合流污水进入DN500mm污水干管，输送至下游污水处理站处理排放。污水量的预测关系到污水工程规模，影响到污水工程的投资和经济效益，是一个非常重要的参数，污水量通常采用用水量乘以产污率，并考虑地下水的渗入来计算。根据计算的用水量，结合居民住房内部给排水设施水平和本次管网设计方案确定，根据《广州市城中村治污技术指引》（2017修订版）及《广州市农村排水工程技术管理规定》，人均生活污水指标取150L/人·d，地下水渗入量取10％。根据对鹤岗村人口污水量的计算，确定鹤岗村污水处理站的规模为300m2/d，污水处理率为100%。

4.2工艺流程

污水首先经过粗格栅池去除水中的大块悬浮物后，格栅池设置阀门2个，水泵2台，污水通过格栅池水泵进入调节池，调节池设置阀门2个，水泵2台，污水通过调节池进行均值均量的调节后通过水泵进入一体化污水处理设备。在一体化设备中，污水与回流污泥进入厌氧区完全混合，经过一定的时间厌氧分解，去除部分BOD，回流污泥中的聚磷微生物（聚磷菌等）释放出磷，满足细菌对磷的要求。通过厌氧处理后，污水进入缺氧区，池中的反消化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源，利用亚硝酸盐、氨氮等作为氮源，将好氧池通过内循环回流的硝酸根还原为N2释放。在厌氧以及缺氧的作用下，脱硝区充分去除污水和污泥中的硝酸盐和氧气，在保证厌氧区合格的厌氧环境下，使得厌氧区的除磷效率大大提高，确保其在好氧区的除磷效率，并且通过将硝化液回流至缺氧区强化其脱氮能力，充分保证一体化设备对氨、磷的高效去除。污水经过一体化厌氧设备处理后进入好氧区，水中的氨氮进行硝化反应生成硝酸根，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经过MC分离池后以富磷污泥的形式从系统排泥处排出。水中上清液流入砂滤单元，最后经过砂滤紫外线消毒后排放至鹤岗支涌。剩余的污泥进入污泥池，通过外运的方式转移至其他站点，统一收集处理。MBBR工艺预留加药除磷装置，在生物除磷效果达不到排放标准时，开启化学除磷系统，向一体化设备投加一定量的PAC化学除磷药剂，确保出水TP达标。

4.3MBBR工艺处理效果

鹤岗村污水处理站于2021年2月建成，3月完成设备安装调试，目前设备已投入运行；调试前COD进水水质为200mg/L，出水水质为57mg/L；BOD5进水水质为120mg/L，出水水质为14.2mg/L；悬浮物进水水质为150mg/L，出水水质为18mg/L；氨氮进水水质为25mg/L，出水水质为0.2mg/L；总氮进水水质为28mg/L，出水水质为12.8mg/L；总磷进水水质为2.5mg/L，出水水质为0.08mg/L。根据进出水水质比较，经过MBBR工艺处理的废水已经符合GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》表1一级标准（B标准）排放要求。

5结语

目前国内MBBR工艺运用较少，还处于不断发展研究的阶段；对于重工业废水，重金属废水等水质比较复杂的水质还需要更为复杂的水处理工艺才能满足出水标准。而MBBR工艺具备悬浮载体体积小，移动范围广、容积负荷高，占地面积小［7］、可同步强化脱氮除磷、抗冲击负荷高，在恶劣水质条件下仍表现出较强的处理效果、污泥产量低等诸多优良性能，被越来越多的科研技术人才重视，随着研究的不断深入，MBBR工艺将愈发完善，在污水处理的更多领域投入使用，如MBBR在煤气化废水、化工重金属污水中的应用处理［8］。

参考文献：

［1］王云权，邱学尧，Wang，等.MBBR工艺在农村水污染治理中的运用［J］.中国资源综合利用，2017,（35）:30-33.

［2］韩蕙.MBBR工艺在农村水污染治理中的应用研究［J］.乡村科技，2018,184（16）:103-104.

［3］张祖庆.关于农村工业废水污染防治的法律思考［J］.安徽农业科学，2007,（3）:842-843.

［4］王守中，张统.我国农村的水污染特征及防治对策［J］.中国给水排水,2008,24（18）:1-4.

［5］张晶晶，杨翠春，丁鹏霖，等.MBBR工艺用于唐山某污水厂提标改造效能分析［J］.中国给水排水，2020,36（15）:8.

［6］李娜，胡筱敏，李国德，等.MBBR工艺在污水处理中的应用［J］.山东化工，2017,46（21）:181-182.

［7］刘东征，王正雄，杨涛.乡镇污水处理厂升级改造工程设计与经验总结［J］.给水排水，2019,45（10）:47-50.

［8］侯家军，俞凯.移动床生物膜反应器在煤气化废水处理中的应用［J］.工业用水与废水，2015,（3）:19-21.

作者：周正文 高兴朋 杨代平 单位：中国水利水电第十四工程局有限公司