A2O+MBR工艺在敏感水域地区污水处理厂的应用及运行效果

2022-05-03李兴

中国科技纵横 2022年7期

李兴

（广东省环境保护工程研究设计院有限公司，广东广州 510062）

东江作为珠江三角洲东部地区及中国香港的重要饮用水源，水域环境敏感，其水体保护和污染防治工作受到高度重视。广东省河源市江东新区产业园北区污水处理厂一期工程于2021年建成，该污水厂的出水水质可达到“地表准IV类”标准，有效减轻污水对东江水系的影响，改善当地投资环境，具有良好的社会效益和环境效益。

1.工程概况

1.1 工程规模及排水特点

江东新区产业园北区污水处理厂总处理规模5万m³/d，规划年限至2030年，其中一期工程处理规模1万m³/d。污水厂排水受纳水体为东江水系柏埔河流域的禾坑水道，柏埔河流域执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）II类标准，禾坑水道执行III类标准。污水厂排水特点包括：（1）禾坑水道的水量小，纳污能力低；（2）污水厂排放口离柏埔河和东江距离较近；（3）柏埔河出口汇入东江下游为东江饮用水源保护区，水域环境敏感。

1.2 进、出水水质

根据江东新区产业园区排水现状和未来工业企业分布和发展，本区的污水主要以生活污水为主，江东新区产业园区工业废水因受纳水体的原因而受到了严格限制，都是污染较轻易治理的废水。根据当地环保部门要求，污水厂出水执行“地表准IV类”标准：广东省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中规定的城镇二级污水处理厂第二时段一级排放标准、国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准（A 标准）及《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）IV类标准的最严值（其中氨氮、总氮执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准）。具体设计进、出水水质见表1。

2.工艺设计

2.1 设计思路

本工程的重点在于BOD5、SS及TP的去除，其去除率要求均超过90%。BOD5的去除主要是靠活性污泥微生物吸附与代谢作用，提高污泥浓度可有效提高BOD5的去除效率。SS的去除一般通过沉淀和过滤，提高沉淀表面负荷和减少过滤孔径可有效提高SS的去除。TP的去除主要包括生物除磷和化学除磷。

对于出水执行“地表准IV类”标准的污水厂，常用的工艺有“A2O+曝气生物滤池+高效沉淀池+精密过滤”工艺[1]、“多级AO+高效沉淀池+反硝化深床滤池”工艺[2]、“Bardenpho+MBBR”工艺[3]、“A2O+MBR”工艺[4]等。本工程的难点在于一期工程用地面积有限，仅约12800m2。因此，选择采用处理效率高、节省占地面积的“A2O+MBR”工艺。

“A2O+MBR”工艺的特点是利用膜的固液分离原理，取代常规的沉淀、过滤，在有效去SS的同时提高活性污泥浓度，延长其在反应器中的停留时间，提高有机物和氮的降解效率，并可协同利用生物和化学除磷方法高效去除总磷。“A2O+MBR”一个构筑物替代了传统工艺的生化、二沉、混凝、过滤等多个构筑物，大大减少了占地面积。

2.2 工艺流程

本工程工艺流程简图见图1。

图1 工艺流程图

2.3 构筑物参数及设备配置

2.3.1 粗格栅及提升泵站

粗格栅及提升泵站合建1座构筑物，土建规模按远期50000 m³/d。

粗格栅分3条渠道，一期配置钢丝牵引式格栅除污机2台（1用1备、格栅间隙20mm、栅宽1.6m、倾角75°）。提升泵站一期配置污水提升泵3台（2用1备、流量330m³/h、扬程15m、电机功率24kW）。

2.3.2 细格栅、旋流沉砂池及精细格栅

细格栅、旋流沉砂池及精细格栅合建1座构筑物，土建规模按远期50000m³/d。

细格栅分3条渠道，一期配置内进流式网板细格栅1台（格栅间隙5mm、栅宽1.8m），事故格栅1台（格栅间隙10mm、栅宽1.8m）。旋流沉砂池分2格，一期配置旋流沉砂器1套（池内径3.65m）。精细格栅分3条渠道，一期配置内进流式网板细格栅2台（1用1备、格栅间隙1mm、栅宽2m）。

2.3.3 A2O+MBR

A2O+MBR及设备间合建一座构筑物生化池1座，设计规模10000m³/d。

A2O生化池有效水深5.25m，总有效容积5250m³（厌氧池750m³、缺氧池1500m³、好氧池3000m³），总停留时间12.6h（厌氧池1.8h、缺氧池3.6h、好氧池7.2h），污泥负荷0.104kgBOD5/kgMLSS·d，污泥浓度6000mg/L～8000mg/L，污泥龄16d，好氧池曝气量41.7m³/min，缺氧至厌氧混合液回流比100%，好氧至缺氧混合液回流比200%。配置潜水搅拌器8台（厌氧区4台，电机功率1.7kW，缺氧区4台，功率3.0kW），缺氧池混合液回流泵2台（2用，流量210m³/h、扬程0.5m、电机功率1.1kW），好氧池混合液回流泵2台（2用，流量420m³/h、扬程0.5m、电机功率2.5kW），好氧池曝气风机2台（1用1备，风量41.7Nm³/min、压力58.8kPa、电机功率75kW），好氧池微孔管式曝气器432套（规格67mm×1000mm，通量5.79m³/h·根）。

MBR膜池分2格，有效水深3.6m，总有效容积600m³，总停留时间1.44h，膜吹扫曝气量63.8m³/min，膜池至好氧污泥回流比500%。配置PVDF中空纤维带衬膜组器12套（单套膜面积2100m2，截留孔径0.1μm，平均膜通量18.9L/m2·h），产水泵3台（2用1备、流量335m³/h、扬程12m、电机功率15kW），在线清洗泵2台（1用1备，流量156m³/h、扬程12m、电机功率7.5kW），污泥回流泵3台（2用1备、流量1050m³/h、扬程1.5m、电机功率4.5kW），剩余污泥泵2台（1用1备、流量35m³/h、扬程15m、吸程5m、电机功率4.0kW），膜吹扫曝气风机（1用1备，风量63.8Nm³/min、压力43.2kPa、电机功率75kW）。

2.3.4 紫外消毒池

紫外消毒池1座，土建规模按远期50000m³/d。一期配置紫外线消毒系统1套（48支320W紫外灯管、紫外线剂量20mj/cm2、电机功率23kW）。