混凝—两级A/O—MBR工艺深度处理生活污水

左燕君 龚娴

摘要：采用混凝-两级A/O-MBR工艺处理生活污水，处理规模1000 m3 /d。工程总投资178.2万，运行费用0.701元/m3。工程运行监测结果表明，该工艺对生活污水处理效果良好，系统运行稳定，具有较强的耐冲击负荷能力，最终出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》的一级A标准。

关键词：生活污水；A/O；深度处理；MBR；紫外线消毒

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0079-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.048

Abstract： By coagulation -two-stage A/O-MBR combined process， domestic wastewater was treated， then the size of treatment was1000 m3 /d， total investment CNY1 782 000.00， and operating costs0.701 CNY/m3. The running results showed that the process had good treatment effect， the system had stable operation and strong capacity of resistant impacting load， the water quantity of effluent met the first class A standard of Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant （ GB18918-2002）.

Key words： Domestic wastewater； A/O； Depth treatment； MBR； Ultraviolet disinfection

随着我国城镇化建设的飞速发展，人们在生活中对水的用量也随着增加，导致我国原本就是一个水资源贫乏的国家，其水资源短缺问题日发严峻[1]。城镇生活污水主要是由厨房污水、厕所污水两部分构成的，使得污水中含有大量的尿素、蛋白质、纤维素等污染[2-3]。截止到2015年，我国建设城镇污水处理厂共4000余座，污水处理量可达1.65亿m3/d，但其中出水水质可达一级A项目仅有1000个，生活污水日处理量不到4000万m3。随着我国“十二五”节能减排目标的实施推进，我国对自然水体保护的不断重视，导致了城市污水处理厂出水水质的标准水平进行了提高，《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定，城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级 A 标准[4]。为满足污水排放满足日益严格的环保条例，某城镇建设新城区新建一套城镇污水处理厂，采用混凝-两级A/O-MBR工艺进行深度处理，有效去除污水中COD、BOD、氨氮、总磷等的污染物，使出水符合GB19818-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准的要求并部分回用于市政道路保洁。项目于2015年7月开始建设，2016年5月进行调试运行，运行至今的结果表明，该套处理设施能有效去除COD及良好的脱氮除磷效果，出水水质稳定[1]。

1 污水水量水质和处理要求

根据当前该城镇实际情况和城市发展，有机结合污水处理厂收集范围人数，该县政府决定投资建设一座污水日处理量达到1000 m3的生活污水处理厂，进、出水水质见表1，设计出水指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB19818-2002）》一级A标准。

2 工艺设计及主要构筑物

2.1 工艺设计

采用混凝沉淀工艺对污水进行预处理，通过所投加的絮凝剂产生的双电层及吸附架桥作用，高效率去除水中悬浮颗粒物质，可保证后续的深度生化处理的稳定运行[5]。两级A/O工艺处理生活污水，具有耐冲击负荷、可达到脱氮除磷效果好等优点；膜生物反應器（MBR）将活性污泥技术与膜分离技术具有的优点有机融合，大幅度提高了其耐冲击负荷，保障了出水水质稳定并且方便操作控制，两级A/O-MBR结合工艺，优化了处理流程，实现了对生活污水中有机碳的高效去除和良好的脱氮除磷效果，工艺流程见图1。

该城镇生活污水经市政排水管网收集后，经过自清洗过滤器去除污水中含有大块悬浮颗粒、毛发纤维类及漂浮状固体废物后进入集水池后，通过泵将水提升打入混凝沉淀池，并将混凝剂（PAM）投加至混凝区域，利用混凝剂的团聚和吸附效果去除对污水中微小颗粒和胶体微团。混凝池处理后的水自流入一级A/O、二级A/O池，利用两级缺氧和好氧环境条件的串联变化强化了生物脱氮除磷效果并去除部分有机物。两级A/O 工艺设回流泵，其目的是将各段好氧池的硝化液部分回流至各自的缺氧池，以保证脱氮工艺稳定运行，出水再经MBR池进行COD降解深化处理。利用高效UV杀菌灯对膜池出水进行消毒后，进入清水池部分出水用于MBR池的反冲洗、膜组件及滤布冲洗。混凝沉淀池污泥、两级A/O池及MBR池的剩余污泥产生的污泥进入污泥池，脱水处理后的污泥送至填埋厂进行卫生填埋[2-4]。

2.2 主构筑物及设备

2.2.1 集水池

采用地下式钢砼结构，内壁防腐。池体尺寸（长×宽×高）为6.0 m×5.0 m× 4.5m，有效高度4.0 m，有效容积120 m3，HRT为3 h。配备2台提升泵，1用1备，提升泵流量为43 m3/h，扬程17 m，功率4.0 kW。配置一台液位计，合理控制运行过程中集水池的液位，始终维持池水深达到0.6m以上，防止提升泵空转，进而保护设备使用寿命。

2.2.2 混凝沉淀池

混凝沉淀池整体采用地上式钢砼结构。混凝区为多廊道翻流混合结构，保证投加药剂与污水的充分混合。混凝区HRT为1.0 h，有效容积为50m3。，尺寸为8.0 m×2.0 m×4.0 m。沉淀区采用斜板沉淀排泥，设计参数为：HRT为2.0h有效容积为，尺寸为8.0m×5.0 m×4.0 m，水力负荷率为1.04 m3 /（ m2·h） 。混凝区设置2套加药系统，包括2台PAM加药泵和2个药剂桶，一台加碱机；沉淀区设置1台单管道排污泵[5]。

2.2.3 一级A/O池

一级 A/O 池中包括一级缺氧池和一级好氧池，采用半地埋式钢筋混凝土结构，总尺寸为20m×10m×5.5 m，有效水深为5.0m总有效容积为1000m3。其中A池与O池的容积比为3：5，HRT分别是9h和15h，一级A池中安装潜流推进器和潜水搅拌器，增加活性污泥与污水接触效率，促进脱氮效果；一级O池末端的混合液以 200%的回流比回流至A池的前段，以提高可生化性和脱氮效果。一级O池内均匀铺设长度1000m直径60mm/根的微孔式曝气管240根，利用鼓风机将压缩空气通入池底，通气量为360m3/h，保障一级O池中DO浓度不低于 2～4mg/L。污水、污泥回流泵均采用管道泵。

2.2.4 二级A/O池

二级 A/O 池中包括二级缺氧池和二级好氧池，采用半地埋式钢筋混凝土结构，总尺寸为12m×10m×5.5 m，有效水深为5.0m总有效容积为600m3。其中A池与O池的容积比为2：1，HRT分别是9.6h和4.8h， 二级A池中同样配置潜流推进器和潜水搅拌器，保证泥水混合均匀；二级O池末端的混合液以100%的回流比回流至二级A池的前段，深化提升工艺对脱氮处理效果。二级O池内铺设一级O池中同型号的微孔式曝气管80根，利用鼓风机将压缩空气通入池底，通气量为120m3/h，保障二级O池中DO浓度不低于2～4mg/L，污水、污泥回流泵均采用管道泵。

2.2.5 MBR池

MBR池采用半地埋式钢筋混凝土结构，总尺寸为20m×10m×5.5m，有效水深为5.0m，有效容积1000m3，HRT为24h。膜材料选取膜孔径为0.03μm的PVDF中空纤维膜，单向底部固定，进而减小两端对膜的纵向拉力，并配套出水、反洗。设置两个廊道，共8组膜，每组膜面积1590m2 （ 25m2 /片* 64片） 。利用鼓风曝气机从膜单元曝气，配置变频器保证曝气量的自能调整并减少了污泥在MBR池底部的沉积。由PLC 自动控制系统进行恒定水位、抽吸泵和反冲洗水泵的连锁控制，为保证膜系统过滤性能的稳定，抽停时间分别设置为9 min和1min。

2.2.6 清水池

清水池采用半地埋式钢筋混凝土结构，在水池前置配置高效紫外线杀菌灯，杀灭污水中含有的寄生虫卵、病原菌，确保出水水质卫生。清水池前段尺寸为2m×2 m×3m，后段尺寸为6m×6m×3.5m，有效水深：前段为2.5m，后段为3m， HRT为2h。清水池暂时贮存MBR的出水。清水池为MBR的反冲洗用水提供了水源，同时也为日后污水厂优化提升工艺拓展提供了中间储水池。

2.2.7 污泥浓缩池

污泥浓缩池采用半地埋式钢筋混凝土结构，利用重力浓缩连续式操作。池体总尺寸为2m×3m×5.5m，有效水深为5m，有效容积为20m3。配套设备：2台（1备1用）螺杆泵，Q=5m3/h，P=0.6 MPa，N=3.0 kW。1 台厢式压滤机，过滤面积为30m2，N = 3.0 kW。

3 调试运行情况

3.1 调试情况

该污水处理厂从2016年5月开始调试，大约经过60天完成各反应池的启动调试。调试的范围主要包括混凝沉淀池和两级A/O系统。

3.1.1 混凝沉淀池

通过加药泵向池中混凝区投加混凝剂（PAM）和摩尔浓度为0.25mol/L的NaOH溶液，根据污水水量和酸碱度确定PAM和NaOH的投加比值，最终使得污水pH 值达到7.0～ 8.0之间并且混凝沉淀时絮凝效果良好。每日需排泥一次，当处理水量和去除效果达到设计要求时，即完成调试。

3.1.2 两级A/O系统

一级和二级A/O的接种污泥均取于某生活污水处理厂的二沉池污泥，接种体积为各水池容积比的30%。控制整个两级A/O系统调试阶段pH 值为7～8、水温维持在20～30 ℃之间、其中缺氧池DO值为0.2～0.5 mg /L，好氧池为2～4 mg /L。一级A/O池硝化液回流比为200%，二级A/O池硝化液回流比为100%。接种后第二天污泥沉降比（SV28） 为7.5%，15天后上升到14%， 45天后稳定在25%～29%，污泥生长良好并伴有大量菌胶团， MLSS 稳定在3500mg /L。历经近两个月，活性污泥驯化基完成，两级A/O系统启动成功。

3.2 稳定运行效果

该工程各反应器启动成功后，投入运行后，对进、出水水质中的COD、NH3-N和SS含量进行了为期一个月的监测，结果见图2。

由图2可知，进水水质中COD和SS浓度随高但数值较为稳定，经过混凝、两级A/O和MBR工艺处理后，出水稳定。整个组合工艺对COD 的去除率维持在91% 的高水平（图2（a）），对SS去除率>95%（图2（b））。说明该处理系统中MBR所具备的高效截留特性，使得水、泥分离，截留小分子物质及胶体微团，进而提高了出水水质。虽然原水中NH3-N数值波动较大（17.2～34.4 mg /L），但整套工艺的除NH3-N效果良好，出水水质中浓度NH3-N稳定在5 mg /L以下（图2（c））。证明该套组合工艺抗冲击负荷能力较强，两级A/O工艺不但能够去除高負荷COD，还可通过前置反硝化，将硝化液回流至A池进水端，串联深化处理，使得整套系统维持高效的脱氮效果。最终出水各项指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB19818-2002）》一级A标准。

4 经济分析

该城镇污水处理厂污水日处理量为1000 m3，总投资178.2万元，其中设备费用86.4万元，土建费用68.5万元，其他费用（设计、安装、调试等）计23.1万元。根据运行统计，电耗费约为0.511元/m3，药剂费约为0.13元/m3，人工费约为0.06元/m3，运行费用合计0.701元/m3（不含设备折旧费）。

5 结论

针对某城镇扩建新城区中产生的1000m3/d生活污水。采用混凝-两级A/O-MBR工艺对生活污水进行深度处理。该工艺运行稳定，处理效果好，具有较强的抗冲击负荷能力，出水水质各项指标中COD 浓度为17.8 mg/L，SS浓度为8.7 mg/L、NH3-N浓度为3.4 mg/L，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB19818-2002）》一级A标准，处理成本约0.701元/m3。

参考文献

[1]冯任驰，黄冬根，陈齐全，张凌，武子南，蔡诗华，徐斌.连锁控制的A～2/O-MBR工艺处理石化社区生活污水[J].环境工程学报，2015，9（10）：4823-4827.

[2]万金保，付煜，刘峰，王建永.水解酸化-生物接触氧化工艺处理生活污水[J].水处理技术，2018，44（03）：129-131+135.

[3]程婷，陈晨，胡大华，黄兆琴.曝气调节-水解酸化-生物接触氧化工艺处理城镇生活污水[J].环境工程，2011，29（S1）：423-425.

[4]关伟，郭会平，赵学洋，李举明.我国城市污水处理现状及城市污水处理厂提标改造路径分析[J].辽宁大学学报（自然科学版），2015，42（04）：378-384.

[5]徐丽，洪波.混凝沉淀/臭氧/接触氧化工艺处理制药废水[J].中国给水排水，2014，30（22）：146-148.

收稿日期：2018-04-14

作者简介：左燕君（1982-），女，工程师，现就职于江西省环境监测中心站。