MBBR工藝對農村污水治理的應用

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近年來，隨著農村人口和經濟的快速發展，臨近周邊的江河湖泊污染問題越來越嚴重，農村污水收集治理相對于城鎮污水收集更加困難；污水排量小，缺乏完善的排水設施，水質水量不穩定，大部分村民對環境保護概念不清晰，環保意識不強，管理水平低下，缺乏管理資金等因素［1］，造成農村污水收集治理困難，周邊河涌水質污染導致水體富營養化，致使水中微生物數量急劇增加，造成水體及周邊水環境污染。為解決農村水環境污染問題，在篩選及實際運用上做對比，mbbr工藝具有處理周期短，占地面積小，管理方便，工藝簡潔等諸多優點，可以合理有效地解決農村水環境污染問題。

1農村水環境污染的主要原因

農村水環境的污染是在很多因素下共同產生的，與居民的生活環境以及現代工藝產業息息相關，主要體現在以下幾點。

1.1居民生活污水的隨意排放

隨著人口的增長，村民日常的洗浴、洗衣、廚房、廁所；農村公用設施旅館、飯店、工廠、養殖等用水量也在逐日遞增，隨之產生的污水成正比增長。根據相關調查數據顯示，目前農村每日污水排放量達到3600×104t，是造成水環境污染的主要原因之一［2］。

1.2居民養殖的家禽用水污染

隨著社會經濟的不斷發展，居民的飲食結構發生了很大的轉變，農村牲畜經濟的不斷發展，村內的個體養殖逐漸演變為村內作坊、魚塘養殖，隨著村內養殖場所的不斷增加，導致魚塘及周邊水體污水橫流，產生的糞便未經過任何處理直接排入魚塘、村邊河涌，直接影響水體，污染了周邊環境。

1.3企業污水的不達標排放

鄉鎮企業的發展，推動了農村經濟發展的同時，也增加了環境污染的進度，導致農村環境的急劇惡化，特別是一些能耗高，污染重的企業隨著社會產業結構的調整搬遷至農村河涌附近，企業自身產生的污水未經過處理或處理未到達排放標準就直接排入村內周邊河涌，進而引起村內河涌的水質污染，重金屬和有毒有害物質嚴重超標，給居民生活生產帶來了極大的危害［3］。

2農村水污染的主要特點

農村房屋密度小，污染源比較分散，大多收集困難；農村每日產生的污水規模在500m2/d以下［4］，目前村內大多的處理設施相對落后，處理水質不達標，污水滲漏嚴重，處理量較小，水質變化受雨水，季節影響較大，導致污水處理設施處理困難，投資大，并且需配備專業管養人員，增加了運行成本費用。

3農村污水處理的工藝

由于農村住戶分散，考慮到污水量小，污水處理分散，缺乏有經驗的管理人才，管理難度大，設備運行管養無保障，容易造成處理系統癱瘓。為了農村污水處理設備穩定、安全的運行，達到國家出水排放標準，針對農村的污水排放收集情況及農村土地資源有限的前提下，需考慮采用新型的污水處理技術MBBR工藝對農村產生的廢水進行收集處理達標排放。MBBR工藝原理是通過向反應器中投加一定數量的懸浮載體，為微生物的附著提供場所，有利于提高反應器中的生物種類，從而形成附著的生物膜，增加系統中的有效生物量［5］；MBBR工藝具備懸浮載體體積小，移動范圍廣、容積負荷高，節約占地、可同步強化脫氮除磷、抗沖擊負荷高，在惡劣水質條件下仍表現出較強的處理效果、污泥產量低，節約污泥處置費用、并且使用壽命長等優良特點。在曝氣的條件下，生物膜載體與污水能夠充分混合；在厭氧的條件下，需要通過攪拌使其載體呈現流化狀態，通過不斷的與污水接觸在載體表面形成1層生物膜，微生物寄托于生物膜不斷的生長繁殖，在曝氣或攪拌的條件下，能夠有效控制生物膜的厚度，使污水中的有機廢物同懸浮填料的“膜”之間的反應更加充分，以此降解污水中的有機物，提高處理效率，最終實現污水的達標排放［6］，如圖1所示。

4工程實例

4.1工程概況

鶴崗村位于廣東省廣州市白云區江高鎮，該區域面積約2.77km2。根據摸排提供資料，目前片區常住人口約1817人，居民建筑約703棟，日均生活污水量約為299.8m3/d。鶴崗村地勢較為平坦，主要地勢呈西北高，東南低。西臨白坭水，主要污染源為居民生活區、小型餐飲以及各類雜貨鋪等。鶴崗村遠離市政污水處理系統，需要自建污水處理站分散處置。主要污水通道為南北向穿過村子的主街道，目前主街道下已建污水收集干管，管徑為DN500mm，村主干道兩側巷道內合流污水進入DN500mm污水干管，輸送至下游污水處理站處理排放。污水量的預測關系到污水工程規模，影響到污水工程的投資和經濟效益，是一個非常重要的參數，污水量通常采用用水量乘以產污率，并考慮地下水的滲入來計算。根據計算的用水量，結合居民住房內部給排水設施水平和本次管網設計方案確定，根據《廣州市城中村治污技術指引》（2017修訂版）及《廣州市農村排水工程技術管理規定》，人均生活污水指標取150L/人·d，地下水滲入量取10％。根據對鶴崗村人口污水量的計算，確定鶴崗村污水處理站的規模為300m2/d，污水處理率為100%。

4.2工藝流程

污水首先經過粗格柵池去除水中的大塊懸浮物后，格柵池設置閥門2個，水泵2臺，污水通過格柵池水泵進入調節池，調節池設置閥門2個，水泵2臺，污水通過調節池進行均值均量的調節后通過水泵進入一體化污水處理設備。在一體化設備中，污水與回流污泥進入厭氧區完全混合，經過一定的時間厭氧分解，去除部分BOD，回流污泥中的聚磷微生物（聚磷菌等）釋放出磷，滿足細菌對磷的要求。通過厭氧處理后，污水進入缺氧區，池中的反消化細菌以污水中未分解的含碳有機物為碳源，利用亞硝酸鹽、氨氮等作為氮源，將好氧池通過內循環回流的硝酸根還原為N2釋放。在厭氧以及缺氧的作用下，脫硝區充分去除污水和污泥中的硝酸鹽和氧氣，在保證厭氧區合格的厭氧環境下，使得厭氧區的除磷效率大大提高，確保其在好氧區的除磷效率，并且通過將硝化液回流至缺氧區強化其脫氮能力，充分保證一體化設備對氨、磷的高效去除。污水經過一體化厭氧設備處理后進入好氧區，水中的氨氮進行硝化反應生成硝酸根，同時水中的有機物氧化分解供給吸磷微生物以能量，微生物從水中吸收磷，磷進入細胞組織，富集在微生物內，經過MC分離池后以富磷污泥的形式從系統排泥處排出。水中上清液流入砂濾單元，最后經過砂濾紫外線消毒后排放至鶴崗支涌。剩余的污泥進入污泥池，通過外運的方式轉移至其他站點，統一收集處理。MBBR工藝預留加藥除磷裝置，在生物除磷效果達不到排放標準時，開啟化學除磷系統，向一體化設備投加一定量的PAC化學除磷藥劑，確保出水TP達標。

4.3MBBR工藝處理效果

鶴崗村污水處理站于2021年2月建成，3月完成設備安裝調試，目前設備已投入運行；調試前COD進水水質為200mg/L，出水水質為57mg/L；BOD5進水水質為120mg/L，出水水質為14.2mg/L；懸浮物進水水質為150mg/L，出水水質為18mg/L；氨氮進水水質為25mg/L，出水水質為0.2mg/L；總氮進水水質為28mg/L，出水水質為12.8mg/L；總磷進水水質為2.5mg/L，出水水質為0.08mg/L。根據進出水水質比較，經過MBBR工藝處理的廢水已經符合GB18918-2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》表1一級標準（B標準）排放要求。

5結語

目前國內MBBR工藝運用較少，還處于不斷發展研究的階段；對于重工業廢水，重金屬廢水等水質比較復雜的水質還需要更為復雜的水處理工藝才能滿足出水標準。而MBBR工藝具備懸浮載體體積小，移動范圍廣、容積負荷高，占地面積?。?］、可同步強化脫氮除磷、抗沖擊負荷高，在惡劣水質條件下仍表現出較強的處理效果、污泥產量低等諸多優良性能，被越來越多的科研技術人才重視，隨著研究的不斷深入，MBBR工藝將愈發完善，在污水處理的更多領域投入使用，如MBBR在煤氣化廢水、化工重金屬污水中的應用處理［8］。

參考文獻：

［1］王云權，邱學堯，Wang，等.MBBR工藝在農村水污染治理中的運用［J］.中國資源綜合利用，2017,（35）:30-33.

［2］韓蕙.MBBR工藝在農村水污染治理中的應用研究［J］.鄉村科技，2018,184（16）:103-104.

［3］張祖慶.關于農村工業廢水污染防治的法律思考［J］.安徽農業科學，2007,（3）:842-843.

［4］王守中，張統.我國農村的水污染特征及防治對策［J］.中國給水排水,2008,24（18）:1-4.

［5］張晶晶，楊翠春，丁鵬霖，等.MBBR工藝用于唐山某污水廠提標改造效能分析［J］.中國給水排水，2020,36（15）:8.

［6］李娜，胡筱敏，李國德，等.MBBR工藝在污水處理中的應用［J］.山東化工，2017,46（21）:181-182.

［7］劉東征，王正雄，楊濤.鄉鎮污水處理廠升級改造工程設計與經驗總結［J］.給水排水，2019,45（10）:47-50.

［8］侯家軍，俞凱.移動床生物膜反應器在煤氣化廢水處理中的應用［J］.工業用水與廢水，2015,（3）:19-21.

作者：周正文 高興朋 楊代平 單位：中國水利水電第十四工程局有限公司