摘要：为了有效处理高校废水中的油脂和高浓度有机物，文章针对废水预处理技术的应用展开研究，采用A2/O-MBR工艺对高校中原有的一体化污水处理系统加以改造，在原有工艺的基础上增设气浮池，并根据废水的来源，制定气浮池工程改造方案加以实施，重点对废水处理效果进行实验研究与验证。根据调节池与气浮池的测试数据可以得出，通过增设气浮池，废水中的COD下降了41.2%，TP下降了25.3%，动植物油下降了54.5%，表明A2/O-MBR工艺具有良好的应用效果。

　　关键词：A2/O；污水处理；MBR；膜污染

　　随着高校办学规模不断扩大，高校的用水需求量持续增加，同时排放的污水量也逐渐增多，而水资源的有限性导致高校中的水资源供求矛盾日益恶化。在此背景下，再生水的生产和利用成为高校化解水资源供求矛盾及改善生态环境的重要途径。

　　A2/O-MBR组合工艺是目前应用广泛的污水处理系统之一。将A2/O与MBR工艺结合应用，可以省去二沉池单元，且膜分离也可以有效提高生物反应器中活性污泥的浓度，使处理效果大幅提升。同时，该工艺易于集成为一体式处理设备，满足《城市污水再生利用—景观环境用水水质》中所提出的限值要求。然而，目前关于在高校废水集中处理过程中应用A2/O-MBR工艺的研究相对较少。基于此，本文依托于西安思源学院再生水厂，采用生产实践、理论研究与实验验证相结合的方法，在改进A2/O-MBR工艺的基础上，对高校中水回用系统的设计和运行中遇到的关键问题展开系统深入的研究。

　　1 A2/O-MBR概述

　　A2/O-MBR是“一种将活性污泥法和一体化浸没式膜分离系统相结合的新型污水深度处理技术”。该技术具有出水水质高、占地面积少的优点，被广泛应用于市政和工业污水处理领域。如果仅将部分再生水应用于市政、公园水景等高性价比水资源回用场所，势必会使该污水深度处理技术的运行成本高到无利可图。一直以来，经济效益都是制约MBR获得社会投资的根本性障碍。

　　气浮法主要用于处理废水中依靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度接近于1的微小悬浮颗粒，即通过溶气水以微小气泡的形式减压释放，促使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质黏附在气泡上并浮于水面，进而在废水表面形成“气、水、颗粒（油）”混合体，并通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。

　　2实验装置与方法

　　2.1实验装置

　　西安思源学院本身具备4 000 m3/d处理量的MBR污水处理及再生水回用系统，其MBR膜组的年衰减率控制在2.85%。气浮池中加入了原来的A2/O-MBR，变为唯一正常运行4 000 m3/d规模气浮A2/O-MBR工艺处理校园污水的工业规模化污水处理系统，主要用于处理校园中的学生宿舍生活污水和食堂废水等，且处理出水被用作校园景观湖补充用水及绿化用水。

　　2.2进出水水质

　　污水站进水主要包括厨房、淋浴、洗涤及冲厕废水。其中含有大量有机物、少量病原菌、病毒、寄生虫卵、盐类等。校园学生宿舍生活污水和食堂废水水质分析。指标具体如表1所示。

　　2.3 A2/O-MBR工艺

　　A2/O-MBR工艺的生产流程如图1所示。膜污染会导致膜的使用寿命缩短，需要频繁地更换新膜，这就致使运转成本增高。目前已有不少实验室开展了通过向活性污泥中投加絮凝剂，来减少污泥比阻和污泥中微生物代谢产物（SMP）的研究。而西安思源学院为延缓膜污染、加速恢复膜通量，把用于处理食品废水的气浮装置与A2/O（-MBR工艺相结合，在调节池和细格栅之间，加入了两组气浮池（GY-100）。其中，聚丙烯酰胺（PAM）添加量为0.014 3 kg/h/台，聚合氯化铝（PAC）添加量为1.429 kg/h/台。

　　3实验测试分析

　　3.1污水取样点的选择

　　因为该实验不是在实验室或小型MBR设备，而是在4 000 m3/d的系统中进行的，所以需要在有气浮池运转和无气浮池运转两种模式之间的转换，且中间需间隔7 d以上，以避免前一个程序对后一个程序产生影响。每种模式连续5 d取样，取样时间固定在下午2点，且整个实验都安排在2022年国庆节后的10月内，以免外界气温和学校活动（师生数量、餐饮规模等）的大幅度变化而对污水与设备造成影响。对COD、NH3-N、TP等水质指标进行检测，设定多次取样点，如表2所示。

　　NH3-N通过纳氏试剂分光光度法进行检测；TN通过过硫酸钾氧化紫外分光光度法进行检测；COD通过重铬酸钾法进行检测；TP通过钼酸铵分光光度法进行检测；污泥浓度通过重量法进行检测。

　　3.2 COD去除效果

　　调节池在污水处理系统中的作用是调节水量、均衡水质。

　　进水中COD的标准偏差为63.85%，通过调节池后，该标准偏差降为36.41%，下降了43%（（63.85-36.41）÷63.85=43%）。进水中动植物油的标准偏差为2.48%，通过调节池后，该标准偏差降为0.56%，下降了77%（（2.48-0.56）÷2.48=77%）。这些数据表明，调节池能起到均质和均量作用。具体数据如表3所示。

　　3.3 NH3-N去除效果

　　对于所测的各项指标，调节池与气浮池的数据差就是气浮池所发挥的作用。通过计算可以得出，通过气浮池后，出水中COD下降了41.2%，NH3-N下降了3.2%，TN下降了14.3%，TP下降了25.3%，动植物油下降了54.5%。从测试数据来看，气浮池的使用有利于降低所有关心的污染物指标，其中动植物油、COD和TP的含量下降得尤为明显。气浮过程中，在达到废水充氧的同时，表面活性物质、易氧化物质、细菌和微生物的浓度也会随之降低。具体如表4所示。

　　3.4 TN、TP去除效果

　　短期内，有无气浮池对MBR膜生物反应器出水质量的影响并不明显。当然，现有研究表明，投加混凝剂可以促使带正电的混凝剂粒子与污泥中带负电的胶体粒子相互凝聚，减少混合液中细微颗粒的含量，并使形成的滤饼层孔隙率增大，改善滤饼层结构，从而有效防止胶体物质或其他小分子物质对膜的污染。投加絮凝剂对反应器溶解性微生物产物（SMP）及胞外聚合物（EPS）中的多糖及蛋白质具有去除作用，表明投加无机絮凝剂能够吸附反应器中的溶解性大分子类物质，并将其转化到固相体系中。同时，通过絮凝作用可使反应器中的小颗粒物质脱稳聚集形成大颗粒物质，从而缓解膜污染。具体如表5所示。

　　进水TN的标准偏差为29.28%，在通过调节池后，该标准偏差降为10.83%；进水TP的标准偏差为0.74%，在通过调节池后，该标准偏差升为0.81%。数据表明，调节池对TN能够起到均质和均量作用，而对TP的作用尚不稳定。

　　4结论

　　本文在污水处理生物反应池的设计中，采用气浮A2/O-MBR工艺来处理校园污水。通过气浮后，计算多次测试数据的算术平均值和标准偏差，比较进水与调节池的标准偏差可以得到，COD标准偏差下降了近43%，动植物油标准偏差下降了近77%。数据表明，调节池能够起到均质和均量作用。比较调节池与气浮池的测试数据可以得出，通过气浮池，COD下降了41.2%，TP了下降25.3%，动植物油下降了54.5%，是下降尤为明显的三种污染物。可见，A2/O-MBR工艺展现出了更高的污染物去除效率，能够进一步提升污水处理效果。

参考文献

　　［1］杨玉杰,刘帅,张五龙.循环利用的冲厕污水处理工艺试验［J］.净水技术,2017,36(9):69-73.

　　［2］王香爱,曹强,史夏燃.国内外污水处理研究进展［J］.应用化工,2021,50(1):176-182.

　　［3］李易寰,钟奕杰,苏挥.A~2O/A-MBR工艺在污水处理厂中的应用［J］.水处理技术,2018,44(06):130-133,140.

　　［4］任乐辉,陈妹,王志伟.无泡曝气膜生物反应器污水处理研究及应用进展［J］.水处理技术,2021,47(11):18-25.

　　［5］XIAO K,XU Y,LIANG S,et al.Engineering applica-tion of membrane bioreactor for wastewater treatment in China:Current state and future prospect［J］.Frontiers of Environmental Science Engineering,2014,8(6):805-819.

　　［6］赵海东.中水回用在大学校园的应用研究［J］.辽宁化工,2016,45(12):1523-1525,1534.