淺談A2O+MBR一體化污水處理技術(shù)在生活污水處理小型分散式處理中的應用
淺談A2O+MBR一體化污水處理技術(shù)在生活污水處理小型分散式處理中的應用
一、城鎮(zhèn)生活污水處理的現(xiàn)狀
隨著我國城市化、工業(yè)化進程的加速，全國廢水的排放量也逐年增加，導致自然水體不斷惡化，水資源污染形勢十分嚴峻。水資源緊張、水污染治理形勢嚴峻與國民經(jīng)濟持續(xù)增長、人民生活水平逐漸提高之間的矛盾日益凸顯，水體污染、水資源短缺已經(jīng)成為我國經(jīng)濟社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的嚴重制約因素。雖然近些年政府對于環(huán)保行業(yè)的重視程度越來越高、環(huán)保整治的力度逐年加強，發(fā)達地區(qū)城市污水集中處理率達到90%以上，但中西部地區(qū)仍處于較低水平。同時，各地都存在污水管道敷設不到位、集中式污水處理廠高負荷運轉(zhuǎn)、無新建擴建條件等問題。城市污水未經(jīng)任何有效的收集處理就直接排放到附近的水體，使得原本具有泄洪和美化景觀作用的河渠變成了天然污水渠。在此現(xiàn)狀條件下，小型分散式污水處理系統(tǒng)能夠很好的彌補區(qū)域污水處理不完全的問題，對提升整體水環(huán)境質(zhì)量意義重大。
二、現(xiàn)階段城鎮(zhèn)污水處理存在的問題
1、土地指標短缺、審批手續(xù)復雜造成集中式污水處理廠新建、擴建條件受限，無法完全處理區(qū)域內(nèi)污水；
2、建設周期長、投資成本高、原有系統(tǒng)老化，造成了污水廠長期超負荷運行，無法保證出水穩(wěn)定達標；
3、老城區(qū)污水管道敷設、改造難度大、管網(wǎng)養(yǎng)護成本高，造成污水收集系統(tǒng)無法發(fā)揮應有功能，污水直排河道造成環(huán)境污染。
三、一體化污水處理系統(tǒng)
1、工藝介紹
一體化污水處理系統(tǒng)主要包含：預處理、一體污水處理設備及污泥處理等工段，一體化污水處理設備是系統(tǒng)中的核心工段，由A2/O+MBR組合而成，在A2/O段它遵循微生物系統(tǒng)的厭氧釋磷、氨化、碳化、硝化、反硝化、好氧攝磷原理而充分發(fā)揮生物處理功能。在MBR生物膜處理段充分利用中控纖維膜、平板膜等高精度過濾來實現(xiàn)污染物的截留。系統(tǒng)具有高污泥濃度、低負荷穩(wěn)定運行的特點。組合工藝采用分段式管理，具有低能耗、易維修、出水穩(wěn)定的特點。
2、工藝流程
如圖一所示，污水經(jīng)格柵去除大顆粒雜質(zhì)后通過毛發(fā)過濾器進一步截留易造成膜系統(tǒng)堵塞的細小懸浮物及毛發(fā)，通過提升泵提升至一體化污水處理設備，反應器內(nèi)懸浮態(tài)活性污泥在好氧條件下，通過新陳代謝作用，將污水中剩余有機污染物徹底分解為二氧化碳和水，氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮；在缺氧環(huán)境下，反硝化菌發(fā)揮反硝化作用，將硝態(tài)氮部分轉(zhuǎn)化為氮氣排放；聚磷菌在厭氧條件下釋放磷、在好氧條件下超量吸收磷，通過剩余污泥的排放，將磷從污水中去除；同時通過設置輔助化學除磷設備，確?？偭壮鏊_標。經(jīng)過一體化污水處理設備處理后，水中絕大部分污染物已經(jīng)被去除，通過MBR膜的過濾作用，將微生物和其它懸浮物完全截留，實現(xiàn)泥水分離。透過膜的清水由抽吸泵抽出，而后達標排放。剩余污泥定期外運處置。
3、主要水污染物排放限值(mg/L)DB32/1072-2007
4、產(chǎn)品優(yōu)勢
（1）污染物去除率高，出水穩(wěn)定性更高，水質(zhì)澄清。
由于膜的高效截留，對游離菌體具有截留作用，生物反應器內(nèi)生物相當豐富，膜出水不受生物反應器中污泥膨脹等因素的影響。膜也可以截留大分子的溶解態(tài)有機物（如蛋白質(zhì)、淀粉、沉淀性磷化物），延長它們在水中的停留時間，增加其在生物反應器內(nèi)降解的機會?；钚晕勰嘀械奈⑸锎蠖即笥谄桨迥さ哪た讖剑靠梢员粸V膜截留，這一點有利于那些因增殖緩慢，易在傳統(tǒng)水處理工藝中流失的微生物，可以有效提高對氮、磷的去除。（2）工藝流程短，系統(tǒng)設備簡單緊湊，占地面積小。
MBR無需在好氧污泥系統(tǒng)產(chǎn)生絮體，因此反應器內(nèi)污泥濃度可以很高，反應物濃度越高，反應速率越大，生物反應池的容積可以大大縮小。同時膜生物反應器省去了二沉池、濾池及其他深度處理輔助設備，甚至污泥處理設備及費用。
（3）污泥排泥量更少。
利用MBR反應器中高的污泥濃度和完全的固體截留可以使系統(tǒng)在高容積負荷、低污泥負荷和長泥齡的條件下運行，剩余污泥產(chǎn)量低，降低了污泥處理費用，是一種污泥減量和解決常規(guī)污水廠大量剩余污泥處置難題的重要技術(shù)。
（4）便于運輸，可以快速安裝、快速投產(chǎn)。
四、該技術(shù)在太倉市城鎮(zhèn)污水處理項目上的應用
1、太倉市璜涇一體化污水處理站
項目位置：太倉市浮橋鎮(zhèn)
規(guī)模：1500T/D
出水水質(zhì)：《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準
采用工藝：預處理+生物法+MBR
污水源類別：生活污水
平均運行進出水指標（單位：mg/L）：
該站點于2020年9月3日通過業(yè)主驗收、進入正式運行。2020年9月1日至9月20日設備出水水質(zhì)見下圖2-1、2-2、2-3所示，出水水質(zhì)穩(wěn)定達到《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準，COD、氨氮指標能達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》GB3838-2002中的Ⅳ類水標準，TP通過加大輔助加藥量也能達到這一標準。
2、太倉時思一體化污水處理站
項目位置：太倉市浮橋鎮(zhèn)
處理規(guī)模：1500T/D
出水水質(zhì)：《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準
進度：設備已安裝完成，正處于調(diào)試、準備驗收階段。
采用工藝：預處理+生物法+MBR
污水源類別：生活污水
平均運行進出水指標（單位：mg/L）：
3、太倉市高新區(qū)陸渡一體化污水處理站（建設中）
項目位置：太倉市高新區(qū)陸渡鎮(zhèn)
規(guī)模：3000T/D
出水水質(zhì)：《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水
污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準
采用工藝：預處理+生物法+MBR
污水源類別：生活污水
4、太倉市高新區(qū)富達路一體化污水處理站（建設中）
項目位置：太倉市高新區(qū)
規(guī)模1000T/D
出水水質(zhì)：《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準
采用工藝：預處理+生物法+MBR
污水源類別：生活污水
5、太倉市瀏河鎮(zhèn)楊家浜河道水質(zhì)提升（建設中）
項目位置：太倉市瀏河鎮(zhèn)
規(guī)模：1000T/D
出水水質(zhì)：《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準
采用工藝：預處理+生物法+MBR
污水源類別：河道水
五、精細化運維管理
項目的運維管理必須與時俱進，開拓創(chuàng)新，有的放矢，我們已經(jīng)意識到：用“互聯(lián)網(wǎng)+”的形式為代表的新興技術(shù)手段在已經(jīng)成為支持生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設和中國環(huán)境保護事業(yè)的重要力量。我公司針對各個項目均采用“一體化污水處理+互聯(lián)網(wǎng)長效維護”創(chuàng)新污水處理監(jiān)管新模式，動態(tài)、實時、全天候，相當于給各個項目安上了“千里眼”“順風耳”。一是動態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)預防為先與動態(tài)治理的有效結(jié)合。既轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)監(jiān)管方式，又實現(xiàn)了精細化管理，助力污水處理快速決策。二是在線實時刷新，讓限期整治及時落地，全天檢測，科學研判。三是在保證系統(tǒng)穩(wěn)定和出水達標的基礎上，通過智慧化管理進一步節(jié)能降耗。通過構(gòu)建多元信息數(shù)據(jù)庫，用“互聯(lián)網(wǎng)+”的方式創(chuàng)新環(huán)境治理。
隨著我國城市化、工業(yè)化進程的加速，全國廢水的排放量也逐年增加，導致自然水體不斷惡化，水資源污染形勢十分嚴峻。水資源緊張、水污染治理形勢嚴峻與國民經(jīng)濟持續(xù)增長、人民生活水平逐漸提高之間的矛盾日益凸顯，水體污染、水資源短缺已經(jīng)成為我國經(jīng)濟社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的嚴重制約因素。雖然近些年政府對于環(huán)保行業(yè)的重視程度越來越高、環(huán)保整治的力度逐年加強，發(fā)達地區(qū)城市污水集中處理率達到90%以上，但中西部地區(qū)仍處于較低水平。同時，各地都存在污水管道敷設不到位、集中式污水處理廠高負荷運轉(zhuǎn)、無新建擴建條件等問題。城市污水未經(jīng)任何有效的收集處理就直接排放到附近的水體，使得原本具有泄洪和美化景觀作用的河渠變成了天然污水渠。在此現(xiàn)狀條件下，小型分散式污水處理系統(tǒng)能夠很好的彌補區(qū)域污水處理不完全的問題，對提升整體水環(huán)境質(zhì)量意義重大。
二、現(xiàn)階段城鎮(zhèn)污水處理存在的問題
1、土地指標短缺、審批手續(xù)復雜造成集中式污水處理廠新建、擴建條件受限，無法完全處理區(qū)域內(nèi)污水；
2、建設周期長、投資成本高、原有系統(tǒng)老化，造成了污水廠長期超負荷運行，無法保證出水穩(wěn)定達標；
3、老城區(qū)污水管道敷設、改造難度大、管網(wǎng)養(yǎng)護成本高，造成污水收集系統(tǒng)無法發(fā)揮應有功能，污水直排河道造成環(huán)境污染。
三、一體化污水處理系統(tǒng)
1、工藝介紹
一體化污水處理系統(tǒng)主要包含：預處理、一體污水處理設備及污泥處理等工段，一體化污水處理設備是系統(tǒng)中的核心工段，由A2/O+MBR組合而成，在A2/O段它遵循微生物系統(tǒng)的厭氧釋磷、氨化、碳化、硝化、反硝化、好氧攝磷原理而充分發(fā)揮生物處理功能。在MBR生物膜處理段充分利用中控纖維膜、平板膜等高精度過濾來實現(xiàn)污染物的截留。系統(tǒng)具有高污泥濃度、低負荷穩(wěn)定運行的特點。組合工藝采用分段式管理，具有低能耗、易維修、出水穩(wěn)定的特點。
2、工藝流程
如圖一所示，污水經(jīng)格柵去除大顆粒雜質(zhì)后通過毛發(fā)過濾器進一步截留易造成膜系統(tǒng)堵塞的細小懸浮物及毛發(fā)，通過提升泵提升至一體化污水處理設備，反應器內(nèi)懸浮態(tài)活性污泥在好氧條件下，通過新陳代謝作用，將污水中剩余有機污染物徹底分解為二氧化碳和水，氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮；在缺氧環(huán)境下，反硝化菌發(fā)揮反硝化作用，將硝態(tài)氮部分轉(zhuǎn)化為氮氣排放；聚磷菌在厭氧條件下釋放磷、在好氧條件下超量吸收磷，通過剩余污泥的排放，將磷從污水中去除；同時通過設置輔助化學除磷設備，確?？偭壮鏊_標。經(jīng)過一體化污水處理設備處理后，水中絕大部分污染物已經(jīng)被去除，通過MBR膜的過濾作用，將微生物和其它懸浮物完全截留，實現(xiàn)泥水分離。透過膜的清水由抽吸泵抽出，而后達標排放。剩余污泥定期外運處置。
3、主要水污染物排放限值(mg/L)DB32/1072-2007
4、產(chǎn)品優(yōu)勢
（1）污染物去除率高，出水穩(wěn)定性更高，水質(zhì)澄清。
由于膜的高效截留，對游離菌體具有截留作用，生物反應器內(nèi)生物相當豐富，膜出水不受生物反應器中污泥膨脹等因素的影響。膜也可以截留大分子的溶解態(tài)有機物（如蛋白質(zhì)、淀粉、沉淀性磷化物），延長它們在水中的停留時間，增加其在生物反應器內(nèi)降解的機會?；钚晕勰嘀械奈⑸锎蠖即笥谄桨迥さ哪た讖剑靠梢员粸V膜截留，這一點有利于那些因增殖緩慢，易在傳統(tǒng)水處理工藝中流失的微生物，可以有效提高對氮、磷的去除。（2）工藝流程短，系統(tǒng)設備簡單緊湊，占地面積小。
MBR無需在好氧污泥系統(tǒng)產(chǎn)生絮體，因此反應器內(nèi)污泥濃度可以很高，反應物濃度越高，反應速率越大，生物反應池的容積可以大大縮小。同時膜生物反應器省去了二沉池、濾池及其他深度處理輔助設備，甚至污泥處理設備及費用。
（3）污泥排泥量更少。
利用MBR反應器中高的污泥濃度和完全的固體截留可以使系統(tǒng)在高容積負荷、低污泥負荷和長泥齡的條件下運行，剩余污泥產(chǎn)量低，降低了污泥處理費用，是一種污泥減量和解決常規(guī)污水廠大量剩余污泥處置難題的重要技術(shù)。
（4）便于運輸，可以快速安裝、快速投產(chǎn)。
四、該技術(shù)在太倉市城鎮(zhèn)污水處理項目上的應用
1、太倉市璜涇一體化污水處理站
項目位置：太倉市浮橋鎮(zhèn)
規(guī)模：1500T/D
出水水質(zhì)：《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準
采用工藝：預處理+生物法+MBR
污水源類別：生活污水
平均運行進出水指標（單位：mg/L）：
該站點于2020年9月3日通過業(yè)主驗收、進入正式運行。2020年9月1日至9月20日設備出水水質(zhì)見下圖2-1、2-2、2-3所示，出水水質(zhì)穩(wěn)定達到《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準，COD、氨氮指標能達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》GB3838-2002中的Ⅳ類水標準，TP通過加大輔助加藥量也能達到這一標準。
2、太倉時思一體化污水處理站
項目位置：太倉市浮橋鎮(zhèn)
處理規(guī)模：1500T/D
出水水質(zhì)：《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準
進度：設備已安裝完成，正處于調(diào)試、準備驗收階段。
采用工藝：預處理+生物法+MBR
污水源類別：生活污水
平均運行進出水指標（單位：mg/L）：
3、太倉市高新區(qū)陸渡一體化污水處理站（建設中）
項目位置：太倉市高新區(qū)陸渡鎮(zhèn)
規(guī)模：3000T/D
出水水質(zhì)：《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水
污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準
采用工藝：預處理+生物法+MBR
污水源類別：生活污水
4、太倉市高新區(qū)富達路一體化污水處理站（建設中）
項目位置：太倉市高新區(qū)
規(guī)模1000T/D
出水水質(zhì)：《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準
采用工藝：預處理+生物法+MBR
污水源類別：生活污水
5、太倉市瀏河鎮(zhèn)楊家浜河道水質(zhì)提升（建設中）
項目位置：太倉市瀏河鎮(zhèn)
規(guī)模：1000T/D
出水水質(zhì)：《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/10742-2018)表2標準
采用工藝：預處理+生物法+MBR
污水源類別：河道水
五、精細化運維管理
項目的運維管理必須與時俱進，開拓創(chuàng)新，有的放矢，我們已經(jīng)意識到：用“互聯(lián)網(wǎng)+”的形式為代表的新興技術(shù)手段在已經(jīng)成為支持生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設和中國環(huán)境保護事業(yè)的重要力量。我公司針對各個項目均采用“一體化污水處理+互聯(lián)網(wǎng)長效維護”創(chuàng)新污水處理監(jiān)管新模式，動態(tài)、實時、全天候，相當于給各個項目安上了“千里眼”“順風耳”。一是動態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)預防為先與動態(tài)治理的有效結(jié)合。既轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)監(jiān)管方式，又實現(xiàn)了精細化管理，助力污水處理快速決策。二是在線實時刷新，讓限期整治及時落地，全天檢測，科學研判。三是在保證系統(tǒng)穩(wěn)定和出水達標的基礎上，通過智慧化管理進一步節(jié)能降耗。通過構(gòu)建多元信息數(shù)據(jù)庫，用“互聯(lián)網(wǎng)+”的方式創(chuàng)新環(huán)境治理。