MBBR—離子交換除磷工藝處理農(nóng)村生活污水的應(yīng)用分析

沈爍 李海峰 路衛(wèi)衛(wèi)

摘要 移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR）-離子交換除磷工藝屬于一種新型的農(nóng)村生活污水處理組合工藝。介紹了該工藝在處理農(nóng)村生活污水中的特點及優(yōu)勢，并結(jié)合實際工程案例加以說明。同時明確了工程應(yīng)用中存在的問題及目前的解決辦法，進(jìn)一步闡述MBBR-離子交換除磷工藝在農(nóng)村生活污水處理中具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞 移動床生物膜反應(yīng)器；離子交換除磷；農(nóng)村生活污水；應(yīng)用分析

中圖分類號 X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）22-0179-03

Abstract As a new type rural domestic sewage treatment combined process， MBBRion exchange phosphorus removal process was introduced in this paper. The characteristics and advantages of the process in treating rural domestic sewage were described and illustrated with actual engineering cases. Meanwhile， the existing problems in engineering applications and potential solutions were identified. Furthermore， it revealed that the MBBRion exchange phosphorus removal process has a good development and application prospect in domestic sewage treatment.

Key words MBBR；Ion exchange phosphorus removal；Rural domestic sewage；Application analysis

隨著我國農(nóng)民經(jīng)濟收入不斷提高和生活方式的變化，衛(wèi)生潔具、洗衣機、沐浴等設(shè)施已經(jīng)走進(jìn)平常百姓家，這使得農(nóng)村人均生活用水量和污水排放量不斷增加。但是，這些污水大部分未經(jīng)處理或經(jīng)過簡單處理就直接排放到環(huán)境中，不僅給周邊流域水環(huán)境質(zhì)量帶來負(fù)面影響，而且逐步對人類健康形成威脅。因此，為加強農(nóng)村生活污水的治理，改善農(nóng)村水環(huán)境，國家先后出臺了一系列的政策作為引導(dǎo)和驅(qū)動。

1 農(nóng)村生活污水概述

1.1 農(nóng)村生活污水來源及主要污染物

農(nóng)村生活污水是指在農(nóng)村居民的生活過程中產(chǎn)生的污水，主要包括沖廁污水、廚房污水以及洗滌、洗浴污水，此外，還包括一些農(nóng)村分散養(yǎng)殖過程中所產(chǎn)生的污水。研究表明[1-3]，生活污水的污染物主要是有機物、氮和磷。其中，廚房污水和沖廁污水是有機物的主要來源，沖廁污水是氮的主要來源，洗滌、洗浴污水是磷的主要來源。

1.2 農(nóng)村生活污水的特征

1.2.1 水量特征。

農(nóng)村生活污水的排放水量變化大，排放不均勻。一般來講，農(nóng)村一天之中生活污水排放量有早上、中午、晚上3個高峰期，而午夜到凌晨污水產(chǎn)生量很少甚至出現(xiàn)斷流現(xiàn)象[4-5]。

1.2.2 水質(zhì)特征。

農(nóng)村生活污水的水質(zhì)與居民的生活習(xí)慣和當(dāng)?shù)仫L(fēng)俗息息相關(guān)，生化需氧量（BOD）、氮和磷的含量變化范圍比較廣，但農(nóng)村生活污水水質(zhì)不是很差，可生化性好，幾乎不含有有毒有害的有機污染物和重金屬離子[5-8]。

2 移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR）-離子交換除磷工藝選擇分析

2.1 工藝選擇原則

由于我國農(nóng)村經(jīng)濟相比城市欠發(fā)達(dá)，很難配備專業(yè)的污水處理、運行管理人員，因此不能將過于復(fù)雜的城鎮(zhèn)生活污水處理工藝照搬至農(nóng)村。同時，考慮到農(nóng)村人口居住特點以及生活污水的特征，選擇農(nóng)村污水處理工藝技術(shù)時，應(yīng)考慮以下基本原則：①自動化程度高，運行和后期維護管理簡單。②抗沖擊負(fù)荷能力強，處理后的污水能達(dá)標(biāo)排放。③盡量減少污泥產(chǎn)量或者基本無污泥產(chǎn)生。④ 優(yōu)先考慮“適度集中處理”的模式，降低建設(shè)和運行費用。

2.2 MBBR處理農(nóng)村生活污水的優(yōu)勢及缺點分析

2.2.1 工藝優(yōu)勢分析。

相對于A2/O和膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝，MBBR操作運行簡單，無需調(diào)試復(fù)雜的工藝參數(shù)，后期的運行維護方便。

MBBR高性能填料上富集了大量的活性微生物，增加了活性污泥的量，抗負(fù)荷能力提升，污水處理能力增強[9]，即使短時間內(nèi)無進(jìn)水，其內(nèi)部的生態(tài)環(huán)境也能使活性微生物保持在休眠狀態(tài)，并且一旦重新進(jìn)水，活性的恢復(fù)速度遠(yuǎn)快于普通懸浮狀態(tài)的微生物，適合農(nóng)村生活污水水量變化大、排放不均勻的特征[10-12]。

在農(nóng)村生活污水處理工藝中，MBBR是一種微動力、低能耗工藝[11]。在曝氣的過程中，高性能填料之間的相互摩擦及剪切作用，可使氣泡變得更小，增加氧氣的利用率，提高曝氣效率，降低曝氣能耗[13]。另一方面，在日處理量不大的農(nóng)村生活污水處理過程中，MBBR工藝的曝氣風(fēng)機完全可以采用風(fēng)量大、低耗能、噪音小的電磁鼓風(fēng)機，最大程度地降低能耗及對周邊環(huán)境的干擾。

MBBR工藝的特點可以使其在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運行，工藝過程中剩余污泥產(chǎn)量低或長時間內(nèi)可做到基本無剩余污泥的外排。因此，大大減少了污泥的產(chǎn)量，適合農(nóng)村的基本情況，并且降低了污泥處理費用。

2.2.2 工藝劣勢分析。

MBBR工藝用于農(nóng)村生活污水的處理，與A2/O和MBR相比，目前唯一的劣勢在于無法有效地保證磷元素的去除，尤其是在進(jìn)水磷含量高，出水磷含量低的情況下。由于生物法中磷元素的去除依托于剩余污泥的外排，而為了實現(xiàn)污泥減量化來適應(yīng)農(nóng)村的基本情況，MBBR工藝基本不排泥或者很長時間才排放一次從高性能填料中脫落的失活污泥，這就使得磷元素的去除成為MBBR工藝的一個劣勢所在。

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