MBBR在污水处理水质提标改造的环保应用

2021-09-24高意陕西合立环境工程有限公司陕西西安710000

化工管理 2021年25期

高意(陕西合立环境工程有限公司，陕西西安 710000)

1 概述

吴忠市区位于宁夏银川平原南端，北距银川市58 km，地处黄河冲积平原，地势平坦，原设计出水为GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。为了响应当地环保的新排放标准，现需要对原有污水处理厂进行提标改造，增加深度处理措施。

2 污水厂现状

水厂收集污水70%以上为工业生产排污，水质复杂。就周边调查看，多数是食品行业废水，生化性较好。

设计处理能力20 000 m3/d，平均时水量：833 m3/h，最大时水量：1 288 m3/h。生化池采用悬挂链曝气倒置AAO工艺。其中，缺氧池HRT为3 h；厌氧池HRT为3 h；好氧池HRT为16.5 h。

主要建构筑物：旋流沉砂池2座，Φ2 430 mm；生化池1座(包括厌氧池 1座，2 500 m3，缺氧池1 座，2 500 m3，好氧池1 座，13 750 m3，稳定池 1 座，1 570 m3)。

改造前生化池采用悬挂链曝气器，微孔爆气器损坏严重，氧化池内溶解氧不足，机械类设备均能正常运转，需对该污水处理厂进行技术升级和设备更新。

3 提标改造设计

需改造的污水厂进出水水质如表1所示。

表1 污水处理厂提标改造设计进出水水质表

4 改造设计

4.1 水质分析

根据水质表，重点需去除的污染物：一是BOD5，需要考虑增加污泥负荷及水力停留时间等；二是还需去除的污染物有氨氮、总氮，但要考虑外加碳源措施。

4.2 提标改造工程方案选择

目前二级生物脱氮除磷工艺主要有生物膜工艺与活性污泥法工艺两种：(1)生物膜工艺是通过微生物和微型动物附着在滤料上或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥-生物膜；(2)活性污泥法是通过曝气与活性污泥充分混合，完成生物去除污染物的过程。

MBBR填料选用改性生物悬浮填料，此填料的特点具有较大的比表面积、容易挂膜、不易脱落、亲水性好、生物活性高、处理效果好等。目前该填料已成功应用于市政污水、工业废水，尤其适用于污水处理厂升级改造及占地面积有限的新建污水处理厂[1]。

升级改造项目采用MBBR工艺无需新增构筑物，可节约占地，填料的流化无需额外曝气量，只需保证去除污染物所需曝气量即可，耗电量少；与原有活性污泥法运行方法一致，调试简单；填料无需反冲洗，无需更换；抗冲击负荷能力强，低温下氨氮稳定达标。对于本项目冬季低温条件下，MBBR长泥龄及局部存在好氧、缺氧微环境，有利于适应低温条件的微生物筛选与富集，利于驯化嗜冷菌的富集。生物膜传质比活性污泥慢，同样生物降解产生的热量与水体交换较慢，提高微生物的局部环境温度，有利于细菌活性的维系，表现出MBBR在低温条件下，仍有较好的处理效果。

4.3 改造内容

为了达到出水的要求，改造的核心构筑物主要在A/MBBR/O系统上，其运行情况直接影响污水处理厂的出水。该系统同步实现除磷脱氮：对于除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO＜0.3 mg/L)，释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。对于脱氮，缺氧段要控制DO＜0.5 mg/L，由于兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气排出，达到脱氮的目的[2]。

基于以上原理，改造通过调整生化池比例、缺氧池增加改性悬浮填料提高反硝化能力、改用空气悬浮鼓风机提高曝气效果、更换微孔曝气器、增加搅拌器提高缺氧池反硝化能力、补充反硝化碳源(甲醇)、新增在线分析仪表等措施保证总氮的去除。通过增设滤布滤池、投加絮凝剂等措施保证出水SS达标，通过生物除磷辅助化学除磷的措施保证出水TP达标。

(1)改建缺氧区，增加高效填料。本次改造采用分区设置，将缺氧区分为高负荷区及低负荷区，通过梯度负荷增强生物脱除总氮的能力。同时为了提高缺氧池的处理能力，本次改造采用了MBBR高效复合填料，提高了总氮去除率。

(2)在好氧池末端设置硝化液回流区。为降低二沉池处理负荷，本次改造在好氧池末端增设硝化液回流区，该区域同时兼作二沉池预沉淀区，通过回流泵将预沉淀的硝化液及泥水进行回流，在降低二沉池污泥负荷的同时还可增强主生化区污泥浓度，保障系统稳定可靠运行。

根据前述流动床生物膜工艺，对生化综合池进行改造：改变池内缺氧区比例；换鼓风机；在缺氧区增加生物填料；将沉淀区改为缺氧区；在沉淀区增加潜水推流器等。具体改造内容如表2所示。