新型移動(dòng)式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)

張慶軍

（遼寧城建設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 撫順 113008）

隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，村鎮(zhèn)污水收集和處理設(shè)施不完善、污水分散、規(guī)模小等因素給分散水處理帶來(lái)不便，而傳統(tǒng)的污水處理工藝對(duì)水質(zhì)、水量、溫度、管理等方面的要求較高，導(dǎo)致村鎮(zhèn)分散污水處理效率低，對(duì)水資源造成了嚴(yán)重的污染和浪費(fèi)。開(kāi)發(fā)節(jié)能高效的分散污水處理回用系統(tǒng)已成為業(yè)內(nèi)熱點(diǎn)問(wèn)題[1]。多種一體化同步脫氮除磷工藝，在實(shí)際生產(chǎn)中得到了較好的應(yīng)用[2]。我國(guó)自主研發(fā)的FMBR（兼氧膜技術(shù)污水處理工藝）也被初步運(yùn)用于分散污水的治理中。一體化污水處理系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，在處理分散污水領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程[3]。

但是，現(xiàn)有的一體化污水處理工藝對(duì)低碳氮比的村鎮(zhèn)污水脫氮除磷效果差、運(yùn)行不穩(wěn)定[4]；在每處分散污染源建一套完整的一體化污水處理系統(tǒng)，對(duì)建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本均造成巨大浪費(fèi)。因此，現(xiàn)有的一體化污水處理工藝對(duì)村鎮(zhèn)分散污水的處理和回用存在很大弊端，不適合多片區(qū)、規(guī)模小的分散村鎮(zhèn)生活污水處理[5]。

1 系統(tǒng)介紹

為了克服傳統(tǒng)一體化污水處理工藝對(duì)低碳氮比村鎮(zhèn)分散污水處理效果差、受水質(zhì)水量及外界環(huán)境影響大等缺點(diǎn)，同時(shí)避免多處建設(shè)固定一體化設(shè)備造成的資源浪費(fèi)和運(yùn)行管理成本高等問(wèn)題，本文提出一種SAFO-MBR村鎮(zhèn)污水處理方法。該系統(tǒng)在每個(gè)分散污水源只建預(yù)處理系統(tǒng)，每組預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)一套移動(dòng)式深度處理系統(tǒng)，通過(guò)同步硝化反硝化脫氮除磷SAFO-MBR系統(tǒng)，達(dá)到處理回用低碳氮比村鎮(zhèn)分散污水的目的[6]。

該SAFO-MBR村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)包括預(yù)處理回用系統(tǒng)與深度處理系統(tǒng)兩部分。污水經(jīng)過(guò)格柵后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，通過(guò)污水提升泵經(jīng)軟水帶進(jìn)入配水管，同時(shí)開(kāi)啟攪拌器，當(dāng)進(jìn)水達(dá)到最高水位時(shí)，通過(guò)液位探測(cè)儀反饋信號(hào)至PLC控制箱，停止污水提升泵并開(kāi)啟鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣，設(shè)備內(nèi)部形成明顯的兼氧和好氧環(huán)境。污水由配水管首先進(jìn)入設(shè)備內(nèi)兼氧區(qū)，在完全混合式流態(tài)下進(jìn)入好氧區(qū)，運(yùn)行2.5h后鼓風(fēng)機(jī)停止曝氣，設(shè)備內(nèi)部形成缺氧環(huán)境，反應(yīng)進(jìn)行1h。最終污水在兼氧、好氧、缺氧環(huán)境及MBBR填料自身厭氧、兼氧、缺氧、好氧微環(huán)境下完成傳統(tǒng)脫氮除磷及同步硝化反硝化脫氮除磷等生物反應(yīng)。處理后的污水通過(guò)MBR膜組件，由抽吸泵輸送至紫外消毒儀，最終通過(guò)清水管輸送至回用水池，用于綠化或農(nóng)田灌溉等[7、8]。

2 系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)施方式

2.1 設(shè)備裝置及工藝流程

設(shè)備裝置見(jiàn)圖1，工藝流程見(jiàn)圖2。

圖1 設(shè)備裝置

圖2 工藝流程

2.2 實(shí)施方式

設(shè)置一種SAFO-MBR村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)，系統(tǒng)包括預(yù)處理回用系統(tǒng)與深度處理系統(tǒng)兩部分。預(yù)處理回用系統(tǒng)包括預(yù)處理系統(tǒng)與回用系統(tǒng)，其中預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)有格柵、調(diào)節(jié)池、綜合間、儲(chǔ)泥池、配電箱、液位探測(cè)儀、污水提升泵、內(nèi)扣式接頭、軟水帶；回用系統(tǒng)設(shè)有回用水池、回用泵。預(yù)處理系統(tǒng)與回用系統(tǒng)合建，均通過(guò)帶內(nèi)扣式接頭軟水帶與深度處理系統(tǒng)連接。深度處理系統(tǒng)包括設(shè)備與車載系統(tǒng)，其中設(shè)備頂部設(shè)有液位探測(cè)儀、鼓風(fēng)機(jī)、抽吸泵、反洗閥門、閉式水箱、加藥泵及紫外消毒儀，設(shè)備內(nèi)部設(shè)有與預(yù)處理系統(tǒng)連接的配水管與鼓風(fēng)機(jī)連接的曝氣管、與抽吸泵連接的清水管及攪拌器、MBR組件、MBBR填料和排泥閥，排泥閥通過(guò)排泥管與儲(chǔ)泥池連接；設(shè)備搭載于車載系統(tǒng)，車載系統(tǒng)包括車體、PLC控制箱，PLC控制箱根據(jù)設(shè)定參數(shù)控制設(shè)備運(yùn)行。

經(jīng)格柵后的污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，通過(guò)污水提升泵經(jīng)軟水帶進(jìn)入配水管，同時(shí)開(kāi)啟攪拌器，當(dāng)進(jìn)水達(dá)到最高水位時(shí)，通過(guò)液位探測(cè)儀反饋信號(hào)至PLC控制箱，停止污水提升泵并開(kāi)啟鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣，設(shè)備內(nèi)部形成明顯的兼氧和好氧環(huán)境。污水由配水管首先進(jìn)入設(shè)備內(nèi)兼氧區(qū)，在完全混合式流態(tài)下進(jìn)入好氧區(qū)，運(yùn)行2.5h后鼓風(fēng)機(jī)停止曝氣，設(shè)備內(nèi)部形成缺氧環(huán)境，反應(yīng)進(jìn)行1h。最終污水在兼氧、好氧、缺氧環(huán)境及MBBR填料自身厭氧、兼氧、缺氧、好氧微環(huán)境下完成傳統(tǒng)脫氮除磷及同步硝化反硝化脫氮除磷等生物反應(yīng)。

處理后的污水通過(guò)MBR膜組件，由抽吸泵輸送至紫外消毒儀，最終通過(guò)清水管輸送至回用水池，用于綠化或農(nóng)田灌溉等。當(dāng)水位達(dá)到最低設(shè)定液位時(shí)，通過(guò)液位探測(cè)儀反饋信號(hào)至PLC控制箱，停止抽吸泵，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，在沒(méi)有接到PLC控制箱特殊指令時(shí)，默認(rèn)進(jìn)入下一個(gè)污水處理周期。

完成一個(gè)運(yùn)行周期后，PLC控制箱根據(jù)設(shè)定參數(shù)開(kāi)啟排泥閥進(jìn)行排泥，污泥在重力作用下排至儲(chǔ)泥池，儲(chǔ)泥池上端與調(diào)節(jié)池設(shè)有連通孔，儲(chǔ)泥池內(nèi)上清液經(jīng)連通孔溢流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，濃縮污泥由工人用吸污車進(jìn)行定期清掏。

當(dāng)啟動(dòng)PLC控制箱內(nèi)一鍵調(diào)度按鈕后，系統(tǒng)完成本運(yùn)行周期后調(diào)度指示燈顯示綠色，此時(shí)設(shè)備重量最小，等待操作人員將設(shè)備調(diào)度至另一處預(yù)處理系統(tǒng)。同時(shí)PLC控制箱內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)池液位顯示屏，各預(yù)處理系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)池液位由液位探測(cè)儀通過(guò)遙感信號(hào)傳至PLC控制箱，以便合理調(diào)度。

PLC控制箱內(nèi)設(shè)有一鍵清洗按鈕，啟動(dòng)按鈕后，在周期內(nèi)當(dāng)水位達(dá)到最高設(shè)定液位時(shí)，開(kāi)啟加藥泵及藥洗閥門，關(guān)閉出水閥門，在閉式水箱內(nèi)通過(guò)曝氣完成藥液的混摻，并將混合藥液反向壓入MBR膜組件，運(yùn)行5min后停止鼓風(fēng)機(jī)，靜置浸泡2h，再次啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)曝氣清洗30min，然后進(jìn)入正常運(yùn)行周期。

3 結(jié)論

（1）該實(shí)施例中，水力停留時(shí)間（HRT）為4h，好氧區(qū)溶解氧（DO）控制在1.5～2.5mg/L，混合液污泥濃度（MLSS）在5000～10,000mg/L，出水CODCr≤50mg/L、TN≤15mg/L和TP≤0.5mg/L，出水水質(zhì)滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)及《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T 18920-2002）雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）該系統(tǒng)將SAFO-SBR-MBR-MBBR工藝一體化，具有較好抗沖擊負(fù)荷的能力，能夠有效處理低碳氮比生活污水，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定。

（3） 該技術(shù)節(jié)省了多處建設(shè)一體化污水處理系統(tǒng)的投資運(yùn)行費(fèi)用，裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于施工維護(hù)，氣味小，在北方寒冷地區(qū)亦可正常運(yùn)行，已成功運(yùn)用于工程實(shí)踐。

[1] 趙永臣，張慶軍，徐銘澤，等.節(jié)能型井式AA/OO新工藝處理焦化廢水[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2015（5）.

[2] 張慶軍，吳迪，張福波，等.一種SAFO-MBR村鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)[P].中國(guó)專利：ZL201621258636.7.

[3] Operation and dynamic modeling of a novel integrated anaerobic-aerobicanoxic reactor for sewage treatment.Plascencia-Jatomea，R.，Gonzalez， I.，Gomez，J.，Chemical Engineering Science[J].2015（138）.

[4] Performance and microbial population variation in a plug-flow A2O process treating domestic wastewater with low C/N ratio.Wu，C.-Y.Peng, Y.-Z.Wan，C.-L.Wang et al.Journal of Chemical Technology & Biotechnology[J].2011（3）.

[5] Decentralized wastewater treatment technologies and management in Chinese villages.Xuesong GUO，Zehang LIU，Meixue CHEN et al.Frontiers of Environmental Science & Engineering [J]2014（6）.

[6] Effect of low dissolved oxygen on simultaneous nitrification and denitrification in a membrane bioreactor treating black water[J].S. Murat Hocaoglu,G. Insel，E.Ubay Cokgor，D.Orhon.Bioresource Technology.2010（6）.

[7] Mathematical Model for Simultaneous Nitrification and Denitrification (SND) in Membrane Bioreactor (MBR) under Low Dissolved Oxygen（DO）Concentrations.Seung Hyuk Baek；Hyung Jin Kim. Biotechnology and bioprocess engineering [J].2013（18）.

[8] Partial Nitrification and Denitrifying Phosphorus Removal in a Pilot-Scale ABR/MBR Combined Process. Peng Wu，Le zhong Xu Jianfang Wang et al.Applied Biochemistry and Biotechnology.2015（5）.