萊蕪市農村生活污水處理設備

隨著我國農民經濟收入不斷提高和生活方式的變化，衛生潔具、洗衣機、沐浴等設施已經走進平常百姓家，這使得農村人均生活用水量和污水排放量不斷增加。這些污水大部分未經處理或經過簡單處理就直接排放到環境中，不僅給周邊流域水環境質量帶來負面影響，而且逐步對人類健康形成威脅。移動床生物膜反應器(MBBR)-離子交換除磷工藝屬于一種新型的農村生活污水處理組合工藝，本文介紹了該工藝在處理農村生活污水中的特點及優勢，并結合實際工程案例加以說明。萊蕪市農村生活污水處理設備

一、農村生活污水概述

1.農村生活污水來源及主要污染物

   農村生活污水是指在農村居民的生活過程中產生的污水，主要包括沖廁污水、廚房污水以及洗滌、洗浴污水，此外，還包括一些農村分散養殖過程中所產生的污水。研究表明，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。

2.農村生活污水的特征

  農村生活污水的排放水量變化大，排放不均勻。一般來講，農村一天之中生活污水排放量有早、中、晚3個高峰期，而午夜到凌晨污水產生量很少甚至出現斷流現象。

  此外，農村生活污水的水質與居民的生活習慣和當地風俗息息相關，生化需氧量(BOD)、氮和磷的含量變化范圍比較廣，但農村生活污水水質不是很差，可生化性好，幾乎不含有毒有害等有機污染物和重金屬離子。

二、移動床生物膜反應器(MBBR)-離子交換除磷工藝分析

1.工藝選擇原則

   由于我國農村經濟相比城市欠發達，很難配備專業的污水處理、運行管理人員，因此不能將過于復雜的城鎮生活污水處理工藝照搬至農村。同時，考慮到農村人口居住特點以及生活污水的特征，選擇農村污水處理工藝技術時，應考慮以下基本原則：自動化程度高，運行和后期維護管理簡單；抗沖擊負荷能力強，處理后的污水能達標排放；盡量減少污泥產量或者基本無污泥產生；優先考慮“適度集中處理”的模式，降低建設和運行費用。

2.MBBR處理農村生活污水的優勢及缺點分析

（1）工藝優勢分析

首先，相對于A2/0和膜生物反應器(MBR)工藝，MBBR操作運行簡單，無需調試復雜的工藝參數，后期的運行維護方便。

  同時，MBBR高性能填料上富集了大量的活性微生物，增加了活性污泥量，抗負荷能力提升，污水處理能力增強，即使短時間內無進水，其內部的生態環境也能使活性微生物保持休眠狀態，并且一旦重新進水，活性微生物的恢復速度遠快于普通懸浮狀態的微生物，適合農村生活污水水量變化大、排放不均勻的特征。

此外，在農村生活污水處理工藝中，MBBR是一種微動力、低能耗工藝。曝氣過程中，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。另一方面，在日處理量不大的農村生活污水處理過程中，MBBR工藝的曝氣風機*可以采用風量大、低耗能、噪音小的電磁鼓風機，降低能耗及對周邊環境的干擾。

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

（2）工藝劣勢分析

MBBR工藝用于農村生活污水的處理，與A2/0和MBR相比，目前劣勢在于無法有效保證磷元素的去除，尤其是在進水磷含量高，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，而為了實現污泥減量化來適應農村的基本情況，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。

3.離子交換除磷工藝的優勢

目前，水體除磷的主流工藝包括生物除磷、加藥除磷、人工濕地除磷、離子交換除磷和電化學除磷等。

通過對比不同除磷技術的優缺點，選擇離子交換除磷技術作為MBBR的補充除磷工藝形成農村生活污水的強化除磷工藝，主要理由如下：離子交換除磷技術出水穩定；運行簡單，操作方便；無污泥產生；離子交換樹脂可以循環再生，重復利用，長期運行可以降低成本。

4.MBBR-離子交換除磷工藝流程

MBBR-離子交換除磷工藝流程共分為四步

*步，生活污水首先經調節池均量均質后由提升泵進入厭氧區，在其中通過厭氧環境完成對污染物的高效降解，同時厭氧區的另一個作用是進行回流污泥的厭氧自消化過程，以實現污泥的減量化。

第二步，厭氧區出水進入缺氧區和好氧區，完成對污染物有機物的進一步降解以及硝化和反硝化過程。

第三步，好氧區出水進入沉淀過濾區，進一步對污染物進行降解，并降低出水的SS，以保證后續吸附除磷單元穩定運行。

第四步，沉淀過濾區出水進入吸附除磷單元，進行深度除磷。

三、工程應用分析

1.工程1

（1）工程概況：上海某農村生活污水處理示范工程，服務周邊96戶，每戶人口按照3人，排水量按照每人每天94.5L計算，要求為配合當地生態文明建設，出水指標達到GB18918-2002中一級A標準，同時做到節省投資，運行費用較低，維護管理要方便。

工程設計處理水量30m3/d，進水水質化學需氧COD≤400mg/LBOD≤200mg/L，總氮≤45mg/L，氨氮≤30mg/L，總磷≤7mg/L，SS≤120mg/L。

為保證出水達到GB18918-2002中一級A標準，MBBR-離子交換除磷工藝中的沉淀過濾區采用了高效斜管沉淀和簡單的生物濾池(BAF)過濾工藝，所有工藝集中于分布式一體化裝置中。

（2）MBBR一離子交換除磷工藝處理效果。

工程1出水水質污染物的濃度情況如圖。出水S1是工程正式調試結束后的取樣，時間為6月份；出水S2-S4是工程正常運行后的取樣，時間分別為8月份、12月份和第2年的4月份。

2.工程2

（1）工程概況：四川某農村生活污水處理工程，服務人數600人，日人均排水按照80L計算，出水指標達到GB18918-2002中一級B標準，要求工藝運行穩定，操作簡便，成本合理。

工程設計處理水量50m3/d，進水水質COD≤300mg/L，BOD≤150mg/L，總氮≤40mg/L，氨氮≤30mg/L，總磷≤5mg/L，SS≤100mg/L。

由于出水達到GB18918-2002中一級B標準，MBBR-離子交換除磷工藝中的沉淀過濾區采用了高效斜管沉淀，所有工藝集中于分布式一體化裝置中。

（2）MBBR一離子交換除磷工藝處理效果

工程2出水水質污染物的濃度情況見圖。出水S1和出水S2均是工程正常運行后的取樣，時間分別為為5月份和7月份。

四、處理農村生活污水存在的工程問題及解決方法

我國農村生活污水處理市場非常廣，污水技術也非常繁多，MBBR-離子交換除磷工藝作為一種新的組合工藝在處理農村生活污水方面是一種開拓。由于該工藝運行穩定、管理方便、無大量污泥產生的特點與農村的基本情況比較匹配，因此，MBBR-離子交換除磷組合工藝在農村污水處理技術中逐步得到發展和推廣。

目前，MBBR-離子交換除磷工藝尚有以下2個問題需要進一步討論。*，雖然理論上該工藝不會有剩余污泥產生，但是實際應用中隨著時間的延長，工藝會有少量的污泥產生，一部分是從高性能填料脫落的失活微生物，一部分是難生物降解的SS。這兩部分組成的污泥量極少，根據工程經驗，大概半年至1年的時間可以對一體化裝置進行排泥1次，將污泥直接排至集水提升井，然后1年對集水提升井清理1次即可。由于是處理農村生活污水，該工藝產生的污泥不屬于危廢，且污泥產生量少，在就地初步脫水處理后，可以送至就近城鎮污水處理廠進行處理，也可以根據當地政策與生活垃圾進行填埋等處理。

第二，離子交換樹脂的再生與更換問題。在正常的運行中，離子交換除磷單元不需要專業的操作及維護，非常方便，但是離子交換樹脂達到飽和臨界交換閾值時需要進行再生，以實現循環利用，降低成本。目前在工程上，離子交換樹脂的再生是委托具有專業資質的樹脂廠家進行離線再生，并實現再生液的資源化(可做磷肥)。因此，離子交換樹脂的工程量再生問題可以作為下一步研究討論的重點。