卡鲁塞尔氧化沟工艺改为MBBR 工艺提标增效的应用

庄建成

（三达膜环境技术股份有限公司厦门集美分公司，福建 厦门 361000）

吉安市螺子山污水处理厂二期由吉安宏源污水处理有限公司运营，已经建成规模4 万吨/日，设计出水标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的B 标准。2018 年省住建厅、环保厅下发了《关于加快推进城镇污水处理厂达到一级A 排放标准工作的通知》，根据这份通知，吉安市启动了螺子山宏源污水处理厂提标改造工程，处理规模保持不变，改造后处理工艺为“AA0+MBBR”工艺，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A 标准。设计进水水质如表1 所示。

表1 一期工程2018 年全年运行水质情况表（浓度mg/L，水量t/d）

根据上述数据可以判断，污水厂实际平均进水水质与设计基本相符，有些时段进水水质超出设计值。出水水质平均值，均比设计出水水质低，实际运行满足和优于设计要求，但部分时段仍然存在着超出排放标准的情况。认为主要原因是：①吉安市吉州区和敦厚片区污水管网完善、收集率高，因而进水浓度较高，优于江西很多城市污水处理厂。②工业园大量污水接入污水处理厂。

1 改造难点

本项目的改造难点包括：

1.1 改造周期短。吉安市螺子山污水处理厂提标改造工程于2020 年7 月份正式开工建设，2020 年12 月12 日氧化沟改造完成并进入调试；2020 年12 月31 日磁混凝沉淀池施工完成并进入调试。

1.2 在不新增用地条件下进行改造。把卡鲁塞尔氧化沟工艺改造AAO 工艺，主要是对好氧部分增加堵墙改变水流走向，以及把表曝改为底曝，其中好氧区采用MBBR 设计，增加填料和拦截网，就是把卡鲁塞尔氧化沟工艺改为AAO+MBBR 工艺。

1.3 拦截网堵塞问题严重。受生产生活影响加大；由于进水水质中含有毛发性物质高，造成MBBR 池拦截网堵塞，填料区与好氧区的液位差高达0.8m，及时采取相应清理措施，并通过改变曝气风量、方向和推流等方式使填料对拦截网进行切割，有效地防止毛发性物质附着在拦截网上，从而彻底解决由于拦截网的问题，导致生化池调试受影响。

1.4 MBBR 工艺在实际运行中，填料的比重是否满足在曝气区保持悬浮状态等因素，可能对运行有一定影响，在实际工程应用中需权衡利弊。

2 方案设计与系统调试

2.1 技术路线

采用MBBR 工艺对污水厂现状生物池进行升级改造的思路，具体为：将现有卡鲁塞尔氧化沟工艺改造为AAO+MBBR工艺。改造中保留有池容不变，把卡鲁塞尔氧化沟工艺改造AAO 工艺，如图1 所示，主要是对好氧部分增加堵墙改变水流走向，满足AAO 工艺要求；以及把倒扇形曝气的表曝改为鼓风机曝气的底曝；好氧区增加填料采用MBBR 设计；增加进出水拦截网；增加硝化液回流泵及管道，使回流量达到设计要求；根据具体情况重新设计增加推流器。改造后，MBBR 系统的填料挂满悬浮微生物，增加系统污泥浓度，从而提高微生物菌群，对水中COD、BOD、NH3-N、TN 进行有效分解，并通过后工艺的升读处理将脱泥系统对TP 和SS进行脱除，确保出水达标排放。

图1 MBBR 工艺示意图

总之，MBBR 工艺具有在原有系统进行改造不新增用地、出水水质稳定达标，抗冲击能力强，四项常规指标去除率高效果好等优点，对于本提标改造工程，MBBR 工艺可稳定达到一级A 排放标准。

2.2 系统调试

按正常生化系统进行调试，调试过程可分为两个阶段，第一阶段是系统生化池培养，因为吉安污水厂还有一期水厂独立运，直接从一期污泥浓缩池将新鲜的污泥用临时泵和管道，直接打到这系统中，控制好污泥浓度，可以加快细菌驯化时间，主要控制好几个关键指标，好氧区控制好控制好溶解氧为3-4mg/L，根据总氮进出水情况控制好内回流硝化液回流量为100%～200%左右，污泥浓度4000mg/L 左右，外回流二沉池剩余污泥回流量为100%左右，再根据实际进出水质情况做调节，系统可以在一周之内摸索各项参数指标，完全可以使出水达标排放；第二阶段是投加填料挂膜，这是在系统稳定达标排放后，就可以进行投加填料，填料挂膜主要是调节好填料流化，根据进出水水质水量情况，尤其注意进水水质中含有毛发性物质高，会造成MBBR 池拦截网堵塞，应及时采取相应措施，通过改变曝气风量、方向和推流等方式使填料对拦截网进行切割，有效地防止毛发性物质附着在拦截网上，根据出水情况调节好内回流硝化液回流量和外回流二沉池剩余污泥回流量，使系统稳定达标运行。

3 运行效果分析

3.1 系统的COD 处理效果

从表2 MBBR 和卡鲁塞尔氧化沟工艺进出水COD 原始数据的变化情况，生化系统从初期COD 出水均值为45mg/L；到第二个数据COD 出水均值为39 mg /L，以后基本能稳定达标；一个月以后投加填料挂膜后出水COD 比之前有所降低，这是因为随着生化系统培养正常后，好氧池填料的挂膜，从而提高了COD 的去除。改造前的卡鲁塞尔氧化沟运行COD 的去除率为81%，而改造为MBBR 后的COD 的去除率为86%，明显去除效果更好，系统更稳定，确保COD 排放能稳定低于50 mg /L 达标排放，以后随着填料挂膜更多，污泥浓度再适当提高，空冲击性更强，运行运行效果将更好。

表2 MBBR 和卡鲁塞尔氧化沟工艺进出水COD 原始数据（单位：mg/L）

3.2 系统的氨氮处理效果

从表3 MBBR 和卡鲁塞尔氧化沟工艺进出水氨氮原始数据，改造前氨氮虽然都能达标一级B，但改造后能稳定在3mg/L左右，对比改造前后的氨氮去除率分别为81%和61%。这主要是改造为MBBR 后，悬浮填料的投加后挂膜效果好，大量的硝化菌附着在填料表面生长，增强生化系统的硝化能力。

表3 MBBR 和卡鲁塞尔氧化沟工艺进出水氨氮原始数据

3.3 系统的TN 去除效果

改造后的MBBR 生物池进水TN 均值为23mg/L，经过一个月的系统调试，MBBR 填料挂膜后生化池出水TN均值由14.27mg/L 降低到10.08mg/L，平均去除率44%，出水TN稳定达标，生化系统对TN 去除效果如表4 MBBR 和卡鲁塞尔氧化沟工艺进出TN 原始数据。改造后系统TN 去除率明显提升，主要是改造后投加了填料，硝化菌附在悬浮填料上，并相应提高污泥浓度，从而大大提高硝化菌的菌群量，从而提高了TN的去除效果；从改造后MBBR 运行情况跟改造前卡鲁塞尔氧化沟运行情况对比，根据表4 的连续测定的月平均值来看，出水的TN 越来越低，效果更明显，对总氮去除率提高了约5%。从运行结果看，改造后的系统运行更稳定，能确保稳定达标排放。

表4 MBBR 和卡鲁塞尔氧化沟工艺进出TN 原始数据

4 结论

从吉安骡子山污水厂二期采用MBBR 工艺进行改造系统改造，在不新增用地条件下，对卡鲁塞尔氧化沟的进行改造，工期短，出水水质稳定达到一级A 标准，适合于无新增用地的污水厂进行提标改造。

经改造前后半年的检测数据对比分析，MBBR 工艺的出水COD、氨氮、总氮检测值均低于鲁塞尔氧化沟工艺工艺的出水的值,充分验证了MBBR 工艺具有出水水质标准高，硝化和反硝化效果好，有机物去除率高，出水稳定等特点，虽然改造过程中也发现一些问题点需要权衡利弊，但是MBBR 工艺还是提标改造项目优先选用的工艺方案之一。