MBBR工艺在污水处理厂提量增效中的应用.docx

1、MBBR工艺在污水处理厂提量增效中的应用MBBR工艺在污水处理厂提量增效中的应用摘要：采用MBBR对华东某污水厂进行扩容，在原池基础上扩容2万m/d，改造后污水厂污水处理规模达到12万m/d；改造时，保持厌缺氧区不变，好氧区采用两级MBBR设计，采用微动力混合池型，强化系统抗冲击能力；好氧区投加SPR-3型填料，有效比表面积为800/m，符合水处理高密度聚乙烯悬浮载体填料行业标准；同时进行二沉池改造，改建高效沉淀池，新增转鼓过滤，实现工艺系统匹配，达到处理标准。改造后，水量提升20%，出水水质稳定达到一级A标准，优化运行可达到准IV类标准，生化池出水TN均值为10.40mg/L，TN去除率为8

2、3.50%，好氧段发生TN去除现象可去除TN6-10mg/L；生化池出水TP为0.43mg/L，TP去除率为93.00%，缺氧段发生显著的TP去除现象，在高效沉淀池投加铁盐絮凝剂后，TP可以降低到0.30mg/L以下；系统内SND及DPB的出现，实现了碳源限制下的同步强化脱氮除磷，未投加碳源情况下TN和TP稳定达标，通过SND途径去除TN占比13.20%，通过DPB途径去除TP达到88.00%，实现了节能降耗。随着城市化进程的不断发展及人民生活水平的提高，城市人口及用水量逐步增大，很多城市污水厂面临负荷饱和需要提量，解决方案包括原厂址内提量、择地新建增量污水厂、全部拆迁扩建污水厂等。相比新建或

3、扩建，原厂提量无疑是最优选择，经济投资省、见效周期快。污水厂最大亦是最核心的处理构筑物即生化池，具有很大提量空间，尤其是移动床生物膜(MBBR)、膜生物反应器(MBR)等工艺在国内广泛应用后，更增加了多种技术选择，能够实现原池提量。不论是MBBR还是MBR，核心技术思路均为提高生物量，提高处理负荷，强化处理效果，各具优势，需要具体项目具体分析适用性。本研究通过华东某污水厂扩容提效项目分析，以MBBR为核心，实现原厂提量20%，为国内具有类似需求污水厂改造提供技术参考。1 项目背景1.1 项目概况华东某污水厂占地104亩，历经四期工程建设。一期设计处理能力为2.5万m/d，采用三沟式氧化沟处理工

4、艺，于1995年建设，1999年投入运营；二、三期工程设计处理能力均为3万m/d，采用A/A/O工艺，分别于2006年、2008年初建设，二期工程2007年投入运营，三期工程2009年1月投入运营；2012年实施的四期工程为对已建工程的改扩建，将一期扩建至4万m/d，扩建后的污水处理厂总处理规模达到10万m/d，建设后出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A排放标准。但近几年，随着入住城区的企业、居民增加和排污管网的完善，污水排放量也在不断增加，该污水厂现有规模及处理能力已不能满足城区污水量的增长，因此本次工程根据污水量增长的情况对现状污水厂采用MBBR工

5、艺进行原池扩容改造，扩容后规模为12万m/d，出水水质仍满足一级A排放标准，并保留水厂再次提标的可能性，设计进水水质如表1所示，现有构筑物参数如表2所示。1.2 改造难点本项目的改造难点包括：1）原厂区内提量，水量从10万m3/d增加到12万m3/d，提量20%，水厂内已无生化池扩建用地，水厂两边临海，两边为居民区，无法扩建；2）进水水质波动较大，与当地季节有关，旅游季节人口增加，水质浓度波动也随之变化较大；3）工期紧，水厂已超负荷运行，出水因超负荷波动，对环境有较大压力；4）提量同时应保留未来进一步提升至准IV类水的可能性。2 方案设计与系统调试2.1 技术路线项目初步确定在MBBR路线与M

6、BR路线中进行比选。MBR路线，即对现有四期生化池进行改造，使其处理能力由4万m3/d提高至6万m3/d，总处理能力达到12万m3/d。MBR方案采用A/A/O+MBR的组合，工艺成熟、稳定、可靠，同时结合先进的膜分离技术，其占地小、流程较短、耐水质冲击负荷、出水稳定可靠、控制管理方便，能够保证出水稳定优质达标，出水可以直接成为多种用途的回用水资源。但需要新建曝气设备间且需安装整套膜处理设备，整个项目吨水投资为570.8元/m3。同时由于MBR工艺的运行需要较高的曝气，且需要定期冲洗，所以运行成本相对较高，单位处理成本超过1.5元/m3。MBR直接与生物处理工艺相结合对膜的寿命影响也较大，更换

7、成本较高。MBR方案需进行膜设备间、新曝气系统、二沉池出水管线改造等，施工周期45天。MBBR路线，即对现有二级设施进行改造，二期、三期、四期增加处理能力，总处理规模增加2万m3/d，改造后污水厂污水处理规模达到12万m3/d。MBBR方案工艺成熟，目前国内应用超过800万吨/天，已在无锡芦村1、青岛团岛2等项目中被广泛应用。在提量方面，包括山东兖州3、青岛李村河45、崇福污水厂等多个应用，处理效果好。综合考虑二三期二沉池运行情况，MBBR方案运行管理简单，核心组件十五年不需要更换，运行成本相对低。整个项目吨水投资为500元/m3，单位处理成本1.03元/m3。MBBR方案需对生物池部分改造、

8、二沉池改造，施工周期40天。综上所述，结合该污水处理厂现有条件，综合考虑用地、处理效果、投资及运行等因素，MBBR方案先进、可靠、稳定，因此采用MBBR工艺作为本次扩容工程的处理工艺。2.2 改造方案本项目最终的工艺路线如图1所示。改造方案主要包括五部分：1）提量水量分配，对增加的2万m/d的水量其中二、三期设施各增加7500m/d，四期设施增加5000m/d，生化池的改造在原池基础上进行，将原A/A/O工艺的O段镶嵌入MBBR工艺，满足提量要求，强化处理效果，提高系统稳定性；2）MBBR功能区设计，为了尽可能缩短工期，在改造过程中厌氧区保持不变，把原缺氧区和好氧区的前40%部分变为缺氧区；好

9、氧区采用两级MBBR设计，采用微动力混合池型，强化系统抗冲击能力，且实际运行过程中可以根据氨氮和总氮的去除情况，灵活调控第一级MBBR区溶解氧，实现同步硝化反硝化（SND），平衡氨氮和总氮处理效果；选用SPR-3型填料，有效比表面积为800m2/m3，符合水处理高密度聚乙烯悬浮载体填料行业标准6，具有水力特性好、能耗低、使用寿命长等优点；设计时考虑今后进一步提标的可能性，控制填充区域填充率4)，但对于同步脱氮除磷碳源(C/N7)是不足的，而反硝化除磷效果的出现对于碳源可极大节约，使得无需投加碳源情况下，满足脱氮除磷需求。好氧段出水TP均值为0.43mg/L，TP去除率达到了93.00%；系统进

10、水STP/TP在67.00%左右，进水SS的含磷率为0.67%，污泥含磷率为3.82%，污泥含磷率达到了较高的水平。缺氧段TP的去除率为88.00%，好氧段TP的去除率为5.00%，通过对比缺氧段和好氧段的聚磷量，缺氧聚磷起主要作用，这不同于我们对传统A/A/O工艺中缺氧段（主要作用是脱氮）的认知。聚磷菌在厌氧段主要是释磷并合成PHB，进入缺氧区，部分聚磷菌以硝酸盐作为电子受体分解细胞内的PHB，降低了聚磷菌体内PHB含量。反硝化除磷(DPB)的出现，对系统氮磷在碳源限制下的同步达标做出了主要贡献。但对于DPB现象的出现，仍需进一步研究，需要做到定量化控制，也需要在其他污水厂进行效果再现。3.

11、4 二沉池与高效池运行二沉池作为泥水分离的主要场所，其运行效果的好坏直接影响着生化段的处理效果。改造后二期和三期二沉池的表面负荷从0.75m3/m2h增加到0.94m3/m2h，四期表面负荷0.72m3/m2h增加到0.81m3/m2h。为了进一步降低二沉池出水悬浮物以及强化除磷效果，高效沉淀池在混合区投加三氯化铁，投加量为10.00mg/L，在絮凝区为了进一步增加絮体体积，增加絮体的沉降性，投加絮凝剂PAM，高效沉淀池出水TP稳定在0.30mg/L以下。4 结 论1）采用MBBR改造，系统水量从10万m3/d提升至 12万m3/d，出水水质稳定达到一级A标准，优化运行可达到准IV类标准；2）

12、生化池出水TN均值为10.40mg/L，TN去除率为83.50%，好氧段发生TN去除现象可去除TN6-10mg/L；3）生化池出水TP为0.43mg/L，TP去除率为93.00%，缺氧段发生显著的TP去除现象，在高效沉淀池投加铁盐絮凝剂后，TP可以降低到0.30mg/L以下；4）系统内SND及DPB的出现，实现了碳源限制下的同步强化脱氮除磷，未投加碳源情况下TN和TP稳定达标，通过SND途径去除TN占比13.20%，通过DPB途径去除TP达到88.00%，实现了节能降耗。参考文献1王翥田，叶亮，张新彦，等. MBBR工艺用于无锡芦村污水处理厂的升级改造J中国给水排水，2010, 26 (2)

13、:71-732韩萍，许斌，宋美芹，等. 团岛污水厂MBBR工艺的升级改造及运行效果J中国给水排水，2014, 30 (12 ) :110-1143焦文海,杨红红,徐跃,宋云甫,张伟才,靳侠侠.兖州市污水处理厂改扩建工程设计J.中国给水排水,2010,26(08):78-81.4杨宇星,吴迪,宋美芹,兰晓平,杨晓美. 新型MBBR用于类地表IV类水排放标准升级改造J. 中国给水排水, 2017,33(14):93-98.5杨晓美,宋美芹,吴迪,杨宇星,于振滨. 新型悬浮载体强化脱氮除磷技术用于高标准污水处理J. 中国给水排水, 2017, 33(16):97-102.6吴迪. 水处理用悬浮载体行业标准解读与投加量设计J. 中国给水排水, 2017, 33(16):13-17.7吴迪,李闯修. 北方某污水厂Bardenpho-MBBR改造运行分析J. 中国给水排水, 2018,34(9):106-110+115.