吴峰

摘 要：农村生活污水的氮元素及磷元素含量较高，需要引入高效的处理工艺不断提高污水处理的质量。文章主要叙述了MBR工艺在农村生活污水处理过程中的重要应用。

关键词：MBR工艺;农村生活污水处理;研究现状;未来展望

中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）09-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.048

1 农村生活污水的特征及处理要求

农村生活污水主要来源于餐厨、洗浴、粪便冲洗等过程。除此之外，一些养殖户排放的污水也是农村生活污水的重要组成部分，主要包含COD、氮元素、磷元素、细菌等成分，若不经过专门处理，容易对居民及生活环境产生较大污染。在排放方式上，农村生活污水主要呈现出水量小，多数污水规模小于500 m?/d、变化量较大，峰值集中，难以收集，多数收集率不足60%、水质差异大、雨污混流等特点，但是具备较强的再处理性，能够满足各个部门规定的排放标准。

在处理农村污水时，各省市制定了各自的排放标准，使污水排放受到水域分区功能的限制，根据其中的污染物含量及指标，采取分区分级排放的方式。在处理污水时，通常需要采用集中处理的方式，在经过专门处理及运输后进行再利用，减少生活污水对居民环境的影响，解决处理困难、出水水质差等一系列的问题，在提效节能方面具有较为重要的应用。

2 农村生活污水处理现状分析

2.1 农村环保基础薄弱

环保积极性不足。通常来讲，农村居民的知识水平较低，环保意识薄弱，因收入等原因，对环保投入较为淡漠。在施工过程中，其会因影响日常生活生产而产生抗拒心理，导致农村污水处理工程的推进较为困难。

基础设施不足。由于对农村污水处理的关注与投入不足，我国现阶段90%以上的农村地区未实现雨污分流，管网布置混乱。特别是管网方面，管径及高差差异巨大，无法对现有管路直接并网，自动引流至污水厂。

运行管理能力不足。污水处理是一项跨多学科的处理工程，需有环保、微生物、机械及水力等相关专业人士管理指导。现农村污水厂的管理人士多为非相关专业人士，在水质变化等突发情况时处理能力不足。

2.2 污水处理标准尚不完善

目前，大多数省市都制定了各自的农村生活污水处理排放标准，根据排放环境的不同，将排放标准划分为一级标准、二级标准，甚至三级标准。由于农村以离散型分布为主，各村落污水量大小差异巨大，多数为50 m?/d～500 m?/d，且农村污水存在的主要问题是富营养化严重，氮元素及磷元素含量较高。为了降低处理成本，还需要根据不同的处理量来进一步优化标准，确保污水处理过程所需的成本在可控范围内，以促进农村污水处理持续发展。

2.3 污水处理技术

随着我国对农村生活污水的不断重视与投入，农村生活污水处理技术也在不断改进。根据农村生活污水的特性，我国发展出了十多种处理技术及5种主要处理工艺。包括地埋A/O-人工濕地工艺、地埋A/O-生态塘工艺、地埋A2/O-人工湿地工艺、生物滴滤-人工湿地工艺、一体化MBR工艺等。

以上几种主流工艺，均能很好地处理污水，使污水达标排放。但人工湿地及生态塘工艺对地形及土地的要求较高，一体化MBR工艺对自控与设备管理的要求较高[1]。

3 MBR工艺农村污水处理程序探析

3.1 污水处理涉及的构造物

MBR工艺一般流程的构造物为粗细格栅井、初沉池、调节池、提升池、缺氧厌氧池、MBR好氧膜池、污泥池、脱水间、辅助设备房等。

农村污水由于处理量少，早中晚瞬时流量量大，在构造物的选择上需要考虑抗冲击能力与后续连续运行能力。根据目前多数小型污水厂的经验，一般将初沉池设计为气浮+沉砂+调蓄池模式。在处理工艺构筑物上，可采用钢筋混凝土结构、玻璃钢结构、工程塑料等高强度耐腐蚀结构形式。构筑物的排布可根据工艺流程及地形进行合理布置，可将若干个相关构筑物合成一个大构筑物或一个设备，以减少连接管路等。

构造物宜采用地埋式或半地埋式，且每个处理单元宜采用封闭式或半封闭式，既可以减少温度等环境对处理工艺的影响，又可以减少构造物对周围环境的影响。

由于农村污水厂管理水平的限制，MBR工艺污水厂设备宜采用操作简易或可远程监控的全自控形式。设备操作简单易懂，在现场人员协助下，可由专业人员远程操控。

3.2 农村生活污水处理过程中的MBR工艺探析

MBR工艺运用膜单元分离和生物处理的过程，完成对农村污水的净化，在污水处理领域具有极为重要的应用。农村生活污水处理因各类条件限制，宜采用倒置A2O+MBR膜工艺模式。MBR工艺一般流程如图1所示。

MBR工艺在城镇污水处理中具有较好的处理效果，在农村污水中采用类似工艺流程也将会有不错的效果。但城镇污水相较于农村污水，资金投入更多，管理更强，设备更先进。因而在农村污水的应用中不能照搬城镇污水工艺，需要对有些工艺节点进行优化或强化，以更适应农村污水特色及更节约成本。

我国农村普遍存在自建化粪池。化粪池具有一定的水解酸化功能，可作为最初的预处理阶段，可在初期有效降低COD、氮元素、磷元素浓度及减少大型固体污染物，防止管网堵塞，有利于污水厂的集中收集与来水水质的稳定。

根据农村污水特点，初沉池应采用气浮+沉砂+调蓄池模式。农村污水中会存在少量的油污，油污中往往含有机油、矿物油等难溶解降解的工业油。这类油污会粘附在膜表面或生物膜表面，降低膜通量与生物膜活性。油污还会与膜表面无机盐垢结合成胶黏性油垢，进一步降低膜的处理效率。在一个周期内，膜通量可降低60%以上，简易反洗后，膜通量也无法100%恢复。采用气浮+沉砂+调蓄池模式的初沉池，可减少油污及铁离子对MBR膜的污染，减少膜寿命的衰减与冲洗频率。含气的初沉水进入调节池内，使调节池具备了部分缺氧池功能，可有效降低后面缺氧池的容积[2]。

pH值对微生物降解具有重要影响，需对每个阶段的pH值进行监控。在厌氧段，适宜的pH值为6～8;在缺氧段，适宜的pH值为6.5～7.5;在好氧段，适宜的pH值为7.5～8.5。特别是在MBR好氧段，适宜的pH值可以减少微生物胞外聚合物在膜上的沉积，可减少膜的污染。

4 污染物重点处理过程研究

4.1 关于强效脱氮除磷的相关研究分析

倒置A2O+MBR膜模式，充分结合了倒置A2O的脱氮除磷功能和膜池的硝化过滤能力，展现出了极大的优势。目前，污水处理标准变得不断严格，需要不断深入研究MBR技术，获得更好的处理效果。由于生活污水中C/N比较低，往往低于8，脱氮除磷效率受到极大阻碍。为了能够使脱氮除磷效率满足相关标准，需要合理利用碳源，提高碳的循环利用效率，并选择合理的水力停留时间、曝气强度及回流比，以达到更好的脱氮效果。

4.2 关于膜清洗的相关研究分析

在应用MBR技术时，容易产生膜污染现象，所以高效的膜清洗对提高污水处理效率及质量来说具有重要作用。目前，主要分为常规物理清洗和定期化学药洗。物理清洗采用水反洗、气水反洗、空曝气振洗、物理搓洗等多种方法。在遇到重度污染问题时，需运用化学清洗方法，在酸、碱、活性剂及络合剂等各种药剂的作用下完成强效清洗。药洗时，往往采用1%左右的柠檬酸，0.5%左右的次氯酸钠，0.5%左右的氢氧化钠对膜组进行浸泡清洗。在进行维护清洗时，应避免拆除膜组件，避免反洗废水的二次污染，使用高效清洁的清洗剂和更高效的物理方法，使MBR膜在高渗透性效用下工作，不断提高微生物的工作能力，延长生物膜的使用时间。

5 MBR技术在农村生活污水处理中的展望分析

MBR技术能够使农村污水经过处理后具有稳定的水质，有效降低难降解有机物的含量，提高处理质量。同时，该工艺所需的设备均具有小型特点，占地面积较小，且具有较高的智能化，能完成自动化控制过程。该技术通常需要在一体化设施的帮助下完成，提高了排放污水的质量，使其具有良好的特性。但是，目前MBR技术耗能较高，膜污染发生的可能性較大，技术人员需要加大研发力度，不断完善并扩大该技术的应用范围[3]。

6 结语

综上所述，MBR技术在处理农村生活污水过程中具有重要作用，具有较强的抗冲击能力，能够确保出水水质满足相关标准。在处理时，可以根据不同地区的实际情况选择相应的膜处理方法，提高处理污水的质量，降低处理成本，提高处理过程的简便性，扩大该技术的运用范围，充分发挥其潜力。

参考文献

[1] 裴亮，刘慧明，莫家玉，等.一体化膜生物反应器处理农村生活污水试验研究[J].水处理技术，2012，38（2）：104-106，111.

[2] 张博，邓蕾，钱江枰，等.厌氧生物处理技术的研究进展及其绿色化发展[J].浙江化工，2020，51（10）：42-46，50.

[3] 章怡，方月英，刘国伟，等.城市生活湿垃圾渗滤液处理处置研究现状与发展趋势[J].净水技术，2021，40（5）：16-21，96.