據統計，截至2018年6月底，浙江省農村污水日處理量約120萬(wàn)噸，全省已有20456個(gè)治理村完成了接收運維，共計接收48968個(gè)設施。浙江省在農村污水治理領(lǐng)域取得階段性的成果，在實(shí)踐中摸索，總結方法和經(jīng)驗，不斷探索新的農村污水治理工藝。

　　調查顯示，浙江省農村污水治理工程主要采用的污水處理工藝為厭氧+人工濕地、A/O，分別占48.4%和40.3%，在經(jīng)濟條件相對較好，出水水質(zhì)要求較高的村莊則推行了A2/O(A/O)+人工濕地組合工藝。傳統的分散式農村水處理工藝存在工程占地面積大、工藝流程長(cháng)、泥水分離效率及生化反應速率低的缺點(diǎn)，系統相對復雜，對后期運維存在較大挑戰。隨著(zhù)農村水污染治理標準的提高，以及對傳統生化工藝的改進(jìn)和創(chuàng )新，不斷衍生出新的低能耗、模塊化工藝技術(shù)，近年來(lái)興起的膜曝氣生物膜反應器(MABR)技術(shù)是一種將中空纖維膜與生物膜有機結合而成的新型、高效污水處理技術(shù)，因其高效的氧利用效率和內外分層的特殊生物膜結構，便于實(shí)現發(fā)展集裝箱化和模塊化的水處理系統，受到越來(lái)越多的關(guān)注。

　　1、MABR示范應用項目

　　該地區各村落分布較為分散，生活污水通過(guò)污水管網(wǎng)進(jìn)行集中處理會(huì )大大增加污水治理工程的復雜性和建造成本。因此各村落適合采用分散式污水處理裝置。農村生活污水排放量穩定，污染負荷小，水質(zhì)特征簡(jiǎn)單，不含重金屬等難降解物質(zhì)，可生化性強，適用于生物法污水處理工藝。MABR污水處理一體化設備占地面積小、污水處理效率高，運行穩定，其濾料模塊化預制設計使之后期維護簡(jiǎn)單，對比傳統的污水治理工藝能更好地滿(mǎn)足農村污水處理的特征。

　　1.1 生活污水排放特征分析

　　該示范項目所在村落日污水排放量如圖1所示。春節期間水量偏高，生活污水日均排放量在20～35m3/d，水量間歇排放特征明顯，水量變化系數大。

　　該農村生活污水的pH穩定在7.2～7.9，COD為50～170mg/L，BOD5為20～80mg/L，NH4+-N質(zhì)量濃度為10～50mg/L，TN質(zhì)量濃度為18～96mg/L，TP、SS質(zhì)量濃度分別為1.34～9.94、25～59mg/L。COD偏低，需要通過(guò)投加碳源等措施進(jìn)行調控，NH4+-N和TN質(zhì)量濃度波動(dòng)較大，水質(zhì)不穩定，不同時(shí)間段水質(zhì)差別大，主要污染物為COD、SS、氮、磷以及致病微生物，可生化性強。

　　1.2 工藝流程

　　該示范項目工藝流程如圖2所示，污水經(jīng)過(guò)管網(wǎng)收集到污水收集池，污水提升泵提升污水經(jīng)過(guò)自清洗細格柵過(guò)濾進(jìn)入MABR反應池中，污泥在MABR反應池和二沉池進(jìn)行不間斷循環(huán)，反應后污水在二沉池進(jìn)行泥水分離，污泥回流或排至污泥池，污泥回流率在50%～100%調整。

　　二沉池上部清液自流至中間水池，再依次經(jīng)過(guò)砂濾器過(guò)濾、次氯酸鈉消毒后進(jìn)入出水池(T03)達標排放。二沉池底部污泥通過(guò)污泥泵輸送至污泥濃縮池，污泥經(jīng)濃縮后進(jìn)入污泥存儲池后定期清運。

　　為了更好地基于物料平衡來(lái)監測運行表現，示范項目放置在一個(gè)混泥土箱內進(jìn)行，MABR反應池、二沉池、中間水池、出水池和污泥池采用一體化混凝土結構。MABR模塊布置在MABR反應池內，預處理池、曝氣風(fēng)機、排泥泵、砂濾系統等設備布置在水池周邊。進(jìn)入MABR系統的水為經(jīng)過(guò)細格柵過(guò)濾的生活污水和回流污泥的混合流，流速為10m3/h。MABR系統采用一體化布置，整體布局緊湊合理，系統順暢，節省占地面積。

　　2、運行效果分析

　　2.1 COD的去除效果

　　MABR生活污水處理系統在2月21日至3月18日進(jìn)行調試工作，MABR生活污水處理系統進(jìn)水水量穩定在20～35m3/d，進(jìn)水COD偏低，波動(dòng)在50～170mg/L。

　　由圖3可見(jiàn)，在實(shí)驗運行的20d內，盡管進(jìn)水COD有較大變化，但出水COD穩定，出水COD一直維持在較低水平，說(shuō)明MABR系統啟動(dòng)速度快，經(jīng)過(guò)馴化處理的MABR系統已經(jīng)具備了對COD的良好去除能力。其出水COD雖低于40mg/L，達到一級A標準，但其綜合去除效率較低，主要原因在于該生活污水COD偏低。一方面低濃度有機物導致異養菌在和自養菌競爭中占據優(yōu)勢不明顯，異養菌增殖較慢，導致MABR系統細菌的拷貝數較小，沒(méi)有到達優(yōu)異的COD去除效果。另一方面污水中低濃度有機物導致COD度差小，減弱了生物膜對有機質(zhì)的吸附，該生物膜吸附過(guò)程的快慢將直接影響有機底物在生物膜內部的傳質(zhì)和生物降解作用，進(jìn)而擴散傳遞效率降低，導致生物膜內部COD降解效率降低。

　　2.2 NH4+-N的去除效果

　　MABR系統對NH4+-N的去除效果如圖4所示?？梢钥闯?，MABR系統進(jìn)水中NH4+-N質(zhì)量濃度波動(dòng)范圍較大，但出水可以穩定滿(mǎn)足一級A排放標準要求。在測試開(kāi)始階段，由于MABR內的硝化細菌還未完全馴化，出水中，隨后隨著(zhù)硝化細菌富集，出水中NH4+-N質(zhì)量濃度為0，去除效果明顯。測試第14天時(shí)，由于進(jìn)水NH4+-N質(zhì)量濃度大幅提高，抑制了氨氧化細菌的活性，進(jìn)而導致氨氧化速率下降，NH4+-N去除效果變差，出水NH4+-N質(zhì)量濃度升高。當生物膜逐步適應了高氨氮沖擊，氨氧化細菌也相應得到增殖，生理活性開(kāi)始出現反彈，氨氮去除率也隨之增加隨后逐漸降低，出水NH4+-N質(zhì)量濃度降為0，測試數據證明MABR具備良好的氨氮去除能力和較大的抗沖擊負荷緩沖能力。

　　2.3 TN的去除效果

　　MABR系統對TN去除效果如圖5所示。進(jìn)水TN波動(dòng)較大，且濃度偏高，測試前期出水TN質(zhì)量濃度偏高，直達測試第11天，TN質(zhì)量濃度才降到15mg/L以下，達到一級A排放標準。TN的去除是氨化、亞硝化、硝化和反硝化共同作用的效果，其中與反硝化關(guān)系最為密切，當C/N較小時(shí)，反硝化過(guò)程所必需的碳源減少，NO2--N不能被迅速利用，造成TN的去除率也較低，當C/N提高時(shí)，碳源供應充足，反硝化過(guò)程能迅速利用碳源還原NO2--N，此時(shí)TN去除率也迅速提高。該進(jìn)水COD偏低，因調整投加量是滯后的，所以出水TN在測試前期會(huì )偏高。因此需要時(shí)刻根據TN和COD的含量補充碳源，防止出現C/N降低導致的出水TN偏高。

　　2.4 SS的去除效果

　　MABR對SS的去除效果如圖6所示，但經(jīng)MABR處理后生活污水的出水SS質(zhì)量濃度較小、出水SS變化幅度不大，穩定在2mg/L以下。MABR對生活污水中SS具有較好的去除效果，反應器中空纖維膜和附著(zhù)在中空纖維膜上的生物膜會(huì )對污水中的微生物和懸浮固體起到攔截的作用，此外生物膜由于具有較高活性，它釋放出的EPS也會(huì )對懸浮物具有一定的黏附作用。出水低濃度SS也說(shuō)明MABR中生物膜活性與纖維膜牢固結合，較少發(fā)生脫落，保證了出水中SS質(zhì)量濃度較低。

　　3、結論

　　浙江省農村污水治理市場(chǎng)廣闊，治理需求較大，分散式污水處理作為一種新型的農村污水治理方式，具備較高的發(fā)展潛力。MABR裝置是集中了預制化，集裝箱化和模塊化的水處理系統，簡(jiǎn)化了系統設計，節省了構筑物容積，其占地面積小、曝氣能耗低、運行穩定、管理費用低、維修方便，逐漸成為農村新型污水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

　　該示范項目測試了MABR裝置對生活污水COD、NH4+-N、TN和SS的去除性能及其規律。COD和氨氮始終穩定達標，經(jīng)初期的碳源補充和反硝化菌的自然生長(cháng)，TN可穩定達標，系統運行穩定，出水指標正常，出水水質(zhì)達到城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準GB18918-2012一級A標準，MABR系統具有一定的抗高氨氮沖擊性，但是相對抗高COD沖擊的能力較弱，MABR同步硝化反硝化過(guò)程不僅減少了堿度的消耗，更縮短脫氮時(shí)間，提高污水處理效率。

　　該示范工程成果不僅加深了技術(shù)人員對MABR農村生活污水污染物降解和去除過(guò)程的認識，也進(jìn)一步為該技術(shù)今后在農村污水治理的應用和發(fā)展提供了一定的實(shí)踐和理論支持。(來(lái)源：浙江天地環(huán)?？萍加邢薰?