安宁职业教育园区生活污水处理AOMBR工艺试验

摘要采用A/O-MBR工艺处理安宁市职教园区生活污水试验结果表明：A/O-MBR工艺对园区生活污水具有良好的处理效果，MBR代替A/O工艺的沉淀池可以强化对BOD5、TN、TP、SS和浊度的去除。50天的监测结果显示，该工艺的平均出水COD、BOD5、TN、TP、SS和浊度分别为41.9mg/L、9.3mg/L、12.4mg/L、1.6mg/L、1.7mg/L和0.15NTU，出水水质稳定达到《城市污水再生利用-城市杂用水水质标准》(GB/T18920修订)标准。

校园生活中所产生的污水是校园水体的主要污染源之一，其主要来源是粪便和洗涤污水。在大学寝室中每人每日排出的生活污水量约为100-200L，其量与生活水平有密切关系。大学校园生活污水中含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等;也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵;无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫和含磷高，在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质[1-2]。与常规的SBR工艺相比，A/O+MBR工艺具有更优的脱氮除磷效果，自动化程度高，并且由于只有一个污泥回流，一般不设置消化，大大减小运行能耗，处理单元布置紧凑，在用地紧张，排放标准日益严格的生活区尤其具有适用性[3]。为了满足安宁市职教园区生活污水处理的要求，提高污水处理系统的自动化运行能力，解决间歇性排水、排水时间短及排水时搅动沉淀污泥层等问题[3]，拟将原安宁市第二污水处理厂SBR工艺改造为A/O+MBR工艺，本试验研究结果可为A/O+MBR工艺在处理生活污水中的规模化推广应用提供参考依据。

1废水水质与处理工艺

1.1废水来源及水质水量

试验水源主要取自云南省安宁市第二污水处理厂进水，水质、水量较稳定;安宁市第二污水处理厂建于2013年，其设计规模为60000m3/d，污水厂采用SBR工艺，现出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准排放，污水厂主要服务范围为安宁市职教园区，服务规划面积为30.72平方公里，园区内职业院校达8所，师生人数达11万人。水质指标：COD为350—400mg/L;BOD5为150—200mg/L;NH3—N质量浓度为15—30mg/L;TP为1—3mg/L;SS质量浓度为100—200mg/L;pH为6.5—9。出水经紫外线消毒后达到国家标准中的一级A标准，可回用于厂区绿化、冲洗地面等杂用水。

1.2处理工艺模拟试验装置

改造提升后的水处理工艺为生活污水经自动机械格栅机后进入调节池，再经提升泵，通过缺氧池前端，再进入好氧MBR池。为了有效模拟工艺运行的实际情况，将试验装置分缺氧、好氧和膜分离三个处理单元，原水经过格栅滤渣后，进入缺氧槽，经过一定的水力停留时间进入好氧槽，置于好氧槽中的平板膜，由提供的外在压力将好氧槽中的泥水分离，水进入膜板的内部，通过泵输送至过滤槽。装置设一个回流系统，好氧池内混合液经过溢流槽回流至缺氧池以实现反硝化。在好氧池中加入陶瓷平板膜组件，膜孔径标称孔径0.1μm，总有效膜面积为50m2，膜对0.1μm的粒子的捕集率可达95%。在膜组件下面设穿孔曝气管，通过曝气为活性污泥供氧并实现对膜面污染物的擦洗。

1.3分析项目及方法

COD：重铬酸钾法;BOD5：稀释接种法;TN：碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法;TP：钼酸铵分光光度法;SS：重量法;浊度：浊度仪法，光电浊度测定仪[4]。

2结果与讨论

2.1对COD和BOD5的去除效果

由图2可见，原水中的COD值波动较大，但随着试验的进行，出水的COD值相对稳定，其平均值为41.9mg/L，并没有随着进水中COD的波动而出现大的变化，说明系统具有很强的抗冲击负荷能力。系统中MBR膜对反应器中的活性污泥的截留作用使混合液中的微生物不仅没有流失，反而不断增殖，从而保持了较高的活性污泥浓度，进而保证了系统运行的稳定性。由图2、图3可见，COD和BOD的去除率较高，其平均值分别为84.3%和95.6%;从进水看BOD/COD>0.3，污水可生化性好，系统反应器混合液中的活性污泥微生物对污水中有机物的去除起了主要作用，并且经过MBR膜组件能有效拦截大分子物质，从而提高了出水的水质。

2.2对Tst的去除效果

生活污水中的TN主要是靠微生物的降解。膜生物反应器对硝化菌和亚硝酸菌的截留大大提高了系统的硝化能力。混合液经好氧池的亚硝化细菌和硝化细菌的作用后，回流至缺氧池中进行反硝化。由图4可以看出，硝化和反硝化效果较好，膜出水平均TN为12.4mg/L，平均去除率达到80%。

2.3对TP的去除效果

总磷的去除效果如图5所示。系统对磷的平均去除率在70%左右。相对来说去除效果不是很高。其原因与好氧回流污泥的溶解氧有关，若回流液携带过多的溶解氧进入缺氧池，必将影响磷的去除效果，因此控制最佳的回流比是很重要的[5]。保证回流污泥比的情况下，有效提高好氧段的曝气量能有效提升总磷的去除效果。

2.4对SS和浊度的去除效果

膜生物反应器池内具有高浓度的悬浮物，系统反应器池内混合液经MBR膜过滤后，活性污泥及其他悬浮物质被截留在池体内，一方面阻止了活性污泥的流失，使膜生物反应器池体内保持较高的MLSS值，一方面保证了出水的SS。由图6可见，MBR系统对SS的去除效果非常明显，这主要是MBR膜在起作用。经MBR膜过滤后，出水的SS很低，系统对SS的去除率可高达100%。具有较高的稳定性和可靠性，进而大大提高了出水水质。固体悬浮物，浊度较大，经过缺氧-好氧MBR系统中微生物的作用，有效的去除了水中的悬浮物质，对胶体物质的高效截留作用[6]，更保证了出水浊度始终在0～1NTU左右，平均去除率可达99%以上。

结果表明，原水中一部分形成浊度的有机物被反应器中活性污泥降解，合成自身所需的有机细胞物质，再加上膜本身及膜表面污泥沉积层的截留作用，使得膜生物反应器对浊度有良好的去除效果。

3提升厌氧段与好氧段总磷去除的研究

3.1厌氧段

通过采取一次、二次和四次进水三种进水方式可有效延长实际生活污水注入时间，提高有机物的利用率。在一次进水情况下的释磷速率维持在0.141mg/L·min左右，随着时间的增加，系统中释磷菌释磷速率有所减慢。两次投加进水方式的释磷速率保持在0.146mg/L·min左右，四次投加进水方式的释磷速率为0.140mg/L·min左右，由此可见两次投加进水方式的释磷量和释磷速率高于其他两种进水方式。随着进水方式的改变，释磷特征得到进一步优化，有效提高了原水中有机质的利用率。

3.2MBR段

好氧MBR段中，使系统曝气量由36L/h上升到96L/h时，总磷的去除率随着曝气量的增加而增加，去除率分别为78.4%，83.8%，87.3%和89.1%

。由此可见，提高MBR反应器曝气量可以提高氧转移效率，使得反应器内的溶解氧浓度升高。随着溶解氧浓度上升的幅度越大，好氧吸磷速率越大，可相应缩短曝气时间。为了避免大曝气量使污泥絮体松散，影响污泥沉降，综合考虑6h内，反应器最佳曝气量为96L/h，应保持反应器内溶解氧浓度大于4.5mg/L。

4结论

通过A/O-MBR工艺处理职教园区生活污水研究结果表明，系统几乎可以完全去除浊度，由于膜的高效截留作用，系统平均去除高达99%以上;系统对COD的去除率稳定，系统对COD具有很好的耐冲击能力，去除率可达88.3%。系统的总氮去除率较高，去除率可达84%。另外为了提高厌氧段与好氧段的运行工况，采用两次进水出水可有效提高厌氧段释磷菌的活性，有效提高厌氧段磷处理的效率，在好氧段将曝气量增加到160L/h时，可使得MBR磷的去除率可达到89.1%并保证污水处理中硝化作用反应充分，因此在系统运行中有效把握系统运行工况，能提升系统对生活污水的处理效率。

参考文献

[1]王文豪，高健磊，等.预处理+A/O+臭氧氧化+BAF深度处徐建宇陶亚莉王鹏刀玉淋黄凌：A/O-MBR工艺处理安宁职教园区生活污水试