兼氧MBR處理養殖廢水工藝探討

莫智杰

（廣州中大環境治理工程有限公司廣東陽江510000）

兼氧MBR處理養殖廢水工藝探討

莫智杰

（廣州中大環境治理工程有限公司廣東陽江510000）

膜生物反應器(MBR)的研究和應用近年來受到了廣泛關注。利用兼性厭氧菌的生物降解特性，成功研發出一種高效低耗新型膜生物反應器—兼氧MBR，為除磷提供了新途徑；此外，將射流曝氣技術引入MBR,形成氣水聯合沖刷膜絲，進一步降低了能耗，并提高了處理效率。

MBR工藝；兼氧；養殖廢水處理；高效

隨著現代化程度的提高，現代農業集約化養殖場逐步取代傳統的散養，即以規模化和現代化管理進行養殖。但是養殖場會排放大量高濃度有機廢水，若不加以處理直接排放會造成嚴重污染，因此養殖廢水的處理則成為企業運行管理的重中之重。

1MBR技術介紹

1.1MBR基本原理

MBR即膜-生物反應器。MBR是生物處理技術與膜分離技術相結合的一種新的廢水處理系統。主要是以膜組件替代傳統的生物處理技術，在物反應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負荷，達到降低污水處理設施占地面積的目的，而且還能夠有效地減少剩余的污泥量[1]。

通過污泥培養，MBR內部的污泥濃度能夠達到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等無機物，同時衰亡的菌體又作為其他細菌的營養源被分解代謝，直至全部代謝為無機物，系統實現平衡，有機剩余污泥未富集增長，從而實現有機剩余污泥的零排放。

1.2MBR技術優勢

1.2.1能夠高效地進行固液分離，分離效果遠好于傳統的沉淀池，出水水質良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可以直接回用，實現了污水資源化。

1.2.2膜的高效截留作用，使微生物完全截留在反應器內，實現了反應器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，使得運行更加靈活穩定。

1.2.3反應器內的微生物濃度高，耐沖擊負荷能力強。

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器內有足夠的停留時間，大大的提高了難降解有機物的降解效果。反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡的條件下運行，可以實現基本無剩余污泥的排放。

1.2.5結構緊湊，占地面積小，工藝設備集中，易于一體化自動控制。

1.3 M BR技術應用范圍

MBR技術在養殖廢水處理中被廣泛應用，不僅可以使NH3-N、COD、TN、SS、TP等污染物得到有效去除，同時還能夠高效實現養殖廢水的達標排放[2]。也就意味著既控制了廢水對環境造成的污染，同時也緩解了生態環境的壓力。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。在技術的應用中，不僅降低了大量污泥處理的成本，也使環境資源得到有效利用。經過這一技術處理后的污水可以用于綠化用水，也可以用來清洗道路。

2養殖場廢水處理

2.1廢水來源

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

由于養殖廢水含有較高濃度的有機物，因此一般以厭氧+好氧法進行處理，基本上能達到預期的處理效果。但是有的養殖場廢水處理工藝由于工藝參數或水量水質的變化或者設計不當，在一定程度上存在問題，往往達不到運行的效果，從而不能達標排放。

2.2原廢水處理技術

原廢水處理工藝的主要流程如圖1所示。

圖1原養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殖廢水處理工藝。首先廢水經過格柵、沉沙集水池的基本處理去除砂粒和垃圾，防止系統堵塞，再通過專門的固液分離設備將糞液混合污水中糞渣和液體分開，然后污水液體經過水解酸化池、厭氧反應池以及好氧反應池的生化作用處理分解去除水中的有機物、氨氮等污染物后才能進行常規的自然處理，最后經過消毒可直接排放或回用農田灌溉。

2.3養殖場廢水處理原工藝存在問題

在原工藝運行過程中，隨著調試運行正常，初始階段工藝出水基本能夠達到國家排放標準。然而隨著時間的推移，工藝出水逐漸出現SS偏高，出水水質變黑、變臭現象，經水質檢測發現，主要是SS,COD及氨氮超標。由于出水SS質量濃度由原來小于150mg/L升高至800mg/L，而氨氮質量濃度也一直保持在40mg/L以上。

3以養殖場廢水處理為例，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的曝氣作用能夠對膜組件區域進行劃分，內部為好氧區，外部為缺氧區。曝氣是在膜組件的底部進行的。當膜箱內氣水往上流動的時候，膜箱外側的水流往下流動并生成橫向環流。而系統內部區域的廢水能夠連續且交替性地通過缺氧區以及好氧區。從而連續實現生物降解，對污染物的去除有非常積極的作用。

3.2兼氧MBR技術實現高效脫氮

對廢氣的利用中，養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，會使營養（比如氮、磷）過剩，反而會造成地表污染。

兼氧MBR技術利于具有降解有機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地位，從而實現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，能夠高效去除養殖廢水中的氨氮和總氮。兼氧MBR技術采用了缺氧反硝化前置，該系統效果：在進水氨氮將達到728mg/L時，出水氨氮平均在20mg/L左右,去除率也就達到了97%以上。

3.3兼氧MBR技術實施的成本及應用特點

MBR工藝不僅占地小，而且能耗低，被廣泛地應用在工業污水處理領域。表1對傳統的生物處理工藝以及常規的MBR技術進行經濟性比較。

表1傳統生物處理工藝與M BR工藝技術的經濟指標對比

對比之后可以看出，傳統生物處理技術占地面積比較大，而且處理效率相對于常規的MBR技術要低很多，而常規MBR消耗了較高的能源。所以，在進水水質以及污水處理規模大致相同的條件下，MBR技術使用的能耗和傳統工藝相當，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實施使用的能耗，還實現了污水處理的高效。除此之外，首次實現了氣化除磷，且效率達到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的引入，提高了曝氣效率，有效沖刷膜絲防止堵塞，使系統穩定運行，大大減少了能耗。更重要的是該系統為自動化控制系統，操作簡單靈活，適用于各種養殖廢水處理、工業污水的處理以及生活污水的處理。

4結語

隨著社會經濟的發展，環境問題也日益突出，因此對于廢水的處理是一項至關重要的內容。兼氧MBR處理技術不僅高效實現了廢水處理的需要，同時也符合經濟與環境可持續發展的要求。

[1]兼氧膜生物反應器處理養殖廢水技術[J].中國環保產業,2014,9 (10):71.

[2]劉亞會,汪建根.MBR處理氨氮廢水的試驗研究[J].安徽農業科學,2011,6(34):211.

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