MBBR工艺在污水处理厂升级改造中的应用

郭中伟，史凯莹

（保定市排水总公司，河北　保定　071105）

MBBR工艺在污水处理厂升级改造中的应用

郭中伟，史凯莹

（保定市排水总公司，河北保定071105）

介绍了MBBR工艺在污水处理厂升级改造工程中的应用，实践证明，通过投加填料上附着的生物膜可提高污水处理厂生物反应池的脱氮和有机物降解能力，并可节省工程投资，缩短工程建设时间，有效提升污水处理厂的出水水质。

移动床生物膜反应器；污水处理厂；升级改造

移动床生物膜反应器（Moving Bed Biofilm Reactor）简称MBBR，是1988年由挪威Kaldnes公司、挪威科技大学与SINTEF研究机构联合开发的一种废水处理工艺，挪威Kaldnes公司和德国的LINDE AG公司在MBBR工艺的研究、开发和应用方面处于世界领先地位。20世纪90年代中期MBBR开始在世界各国得到广泛应用。

MBBR工艺将生物膜法和活性污泥法相结合，MBBR生物池可“镶嵌”（组合）到已建污水处理厂的大部分工艺中，如AAO工艺、AO工艺、普通活性污泥工艺、SBR工艺和氧化沟工艺等，所以，其适合于城市或工业污水处理厂的升级改造，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A或一级B出水标准。一方面，MBBR反应器既具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少、无污泥膨胀现象发生的特点，又具有活性污泥法的高效性和运转灵活性。另一方面，温度变化对MBBR工艺的影响要远远小于对活性污泥法的影响，当温度变化、污水成分发生变化或污水毒性增加时，MBBR的耐受力很强［1］。

MBBR工艺的核心在于向反应池中投加比重接近于水、处于流化状态的生物填料。填料的有效比表面积大，作为微生物的活性载体，提高了反应池中的生物量，载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个填料载体内外均附着不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部附着好养菌，这样每个载体都成为了一个微型反应器，MBBR中生物膜主要固着在填料上，污泥停留时间与水力停留时间无关，硝化菌、亚硝化菌等生长时间较长，比生长速率很小的微生物都可以在填料上生长，从而增强了脱氮能力，避免了传统活性污泥法工艺中为了实现硝化作用而延长泥龄并因此易出现污泥膨胀的问题。MBBR可实现硝化菌与反硝化菌在空间上相对独立生长，从而优化了两种菌群的生长条件。硝化反应和反硝化反应同时存在，提高了反应池的脱氮能力。MBBR工艺既可用于有机物的去除，也可用于生物脱氮；既可用于新建的污水处理厂，更可用于现有污水处理厂的升级改造。

1　工程概况

保定市银定庄污水处理厂处理规模为8万m3/d，原污水处理工艺为A/O，原出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中二级排放标准，2010年，该厂开始实施升级改造工程，计划将出水水质提升为一级A标准。整个升级改造分为两个阶段进行，第一阶段先将污水处理厂出水水质提升至一级B标准，第二阶段再提升至一级A标准。为了充分利用原有设施，挖掘运行潜力，一级B阶段升级改造采用了MBBR工艺，在生物池的好氧段投加高效生物载体流化填料，通过填料上附着的大量生物膜提高生物池的生物量从而提高处理能力，完成氨氮的去除和有机物的降解，并在生物池内增加缺氧段，强化反硝化脱氮能力。MBBR工艺的应用省却了大规模的土建施工，既节省了工程投资，又缩短了工程建设时间，一级B阶段升级改造施工仅耗时3个多月，银定庄污水处理厂改造完成通水运行后，在短时间内即实现了污水处理厂出水水质的提升。

2　改造设计

银定庄污水处理厂一级B升级改造工程设计进、出水水质见下表。

设计进、出水水质表　（单位 mg/L）

银定庄污水处理厂一级B阶段升级改造后的生物池工艺如图1。

图1　生物池工艺

银定庄污水处理厂每座好氧池的一部分改造为厌氧池，每座厌氧池新增容积489m3，增加相应的潜水搅拌器1台。每座好氧池前端的一部分3040m3改造为缺氧池，每座缺氧池增加相应的潜水搅拌器2台；增加低速推流搅拌器2台。每座好氧池后端的一部分2254m3改造为缺氧池，每座缺氧池增加相应的潜水搅拌器3台。每座生化池增加混合液内回流潜污泵2台，每台Q = 1660m3/h。新增曝气器6300个。好氧池投加高效生物载体流化填料，单池投加填料1527.5m3，填料投加量为好氧池容积的29.7％［2］。

生物池内投加填料采用小直径圆柱形填料，直径25mm、长度10mm、密度为0.95～0.98kg/L，材料为高密度聚乙烯（HDPE）。

银定庄生物池在第一、第二缺氧段和好氧段之间设置了不锈钢格网，以避免填料流失。格网采用3mm不锈钢制作，开孔直径16mm，孔隙率56％。每个格网上部设置双层可提拉格网门，以方便定期清理。格网下部设置有穿孔管，穿孔管与曝气系统相连，利用空气吹扫防止格网堵塞，同时避免格网边的填料堆积。

污水处理厂在好氧段安装有气提系统，用于将顺水流流到好氧段末端的生物填料回流回好氧段前端，完成填料的循环，防止填料在好氧段末端格网处堆积。气提系统提升水量2000～3000m3/h，含气率15％～30％。

3　运行情况

银定庄污水处理厂一级B阶段升级改造于2010年10月完成，在进水的同时开始投加填料，4～6周后挂膜成功，约3个月后，系统基本处于稳定状态。收集2010年（改造前，2010年10月和11月处于改造施工期间，故无统计数据）、2011年、2012年（改造后）污水处理厂的进出水数据，统计每月COD、总氮、氨氮的去除情况，如图2、图3、图4所示。

图3　银定庄污水处理厂总氮去除率

图4　银定庄污水处理厂氨氮去除率

从以上统计图表可以看出，该污水处理厂的生物反应池对总氮和氨氮的去除能力都得到了较明显的提升，总氮去除率由40％左右提高到了70％左右，氨氮去除率由50％左右提高到了80％左右，但COD去除率无明显变化，分析是由于原生物反应池对COD的去除能力已经处于一个较高的水平，投加生物填料也很难再进一步提高COD的去除率。

4　运行中需注意的问题

（1）系统开始运行时，应在进水的同时投加填料，并在运行中始终保证充足的曝气量，使填料处于均匀流化状态。

（2）格网下穿孔管气量以能吹动填料、不堵塞格网为宜，不宜太大，以免浪费空气量。

（3）定时（每2小时一次）巡视格网前后的水位差，超过5cm时，应检查搅拌器、穿孔管等设施状态，若格网堵塞，应立即进行人工清理，并减少或停止本单元生物反应池的进水。

5　结语

在污水处理厂升级改造过程中，通过应用MBBR工艺，增设缺氧池和后置缺氧池，可以有效提升老工艺（如A/O工艺）污水处理厂生物反应池的脱氮效能，COD去除率也可保持在较高的水平上，实践证明MBBR工艺是一种经济、高效的污水处理工艺。

［1］牛学义.MBBR移动床工艺在城市污水处理厂升级改造中的应用［C］.2007水业高级技术论坛，2007.

［2］王立群，等.保定市污水处理厂升级改造工程初步设计说明书［Z］.中国市政工程东北设计研究总院，2010.

Application of MBBR in Upgrading Reform of Sewage Treatment Plants

GUO Zhong-wei，SHI Kai-ying
（Baoding Drainage Parent Company，Hebei Baoding 071105，China）

The paper introduces the application of MBBR in upgrading reform of sewage treatment plant. Practice shows that the bio-membrane inserted in fillings can increase the denitrification and degradation capacity of biological reaction tank in sewage treatment plant，and can save the project investments，shorten the construction periods and improve the effluent quality of sewage plant.

MBBR；sewage treatment plants；upgrading reform

X703

A

1006-5377（2016）10-0066-03