MBBR工藝在污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造中的應(yīng)用

郭中偉，史凱瑩

（保定市排水總公司，河北　保定　071105）

MBBR工藝在污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造中的應(yīng)用

郭中偉，史凱瑩

（保定市排水總公司，河北保定071105）

介紹了MBBR工藝在污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造工程中的應(yīng)用，實(shí)踐證明，通過(guò)投加填料上附著的生物膜可提高污水處理廠(chǎng)生物反應(yīng)池的脫氮和有機(jī)物降解能力，并可節(jié)省工程投資，縮短工程建設(shè)時(shí)間，有效提升污水處理廠(chǎng)的出水水質(zhì)。

移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器；污水處理廠(chǎng)；升級(jí)改造

移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（Moving Bed Biofilm Reactor）簡(jiǎn)稱(chēng)MBBR，是1988年由挪威Kaldnes公司、挪威科技大學(xué)與SINTEF研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一種廢水處理工藝，挪威Kaldnes公司和德國(guó)的LINDE AG公司在MBBR工藝的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面處于世界領(lǐng)先地位。20世紀(jì)90年代中期MBBR開(kāi)始在世界各國(guó)得到廣泛應(yīng)用。

MBBR工藝將生物膜法和活性污泥法相結(jié)合，MBBR生物池可“鑲嵌”（組合）到已建污水處理廠(chǎng)的大部分工藝中，如AAO工藝、AO工藝、普通活性污泥工藝、SBR工藝和氧化溝工藝等，所以，其適合于城市或工業(yè)污水處理廠(chǎng)的升級(jí)改造，滿(mǎn)足《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)A或一級(jí)B出水標(biāo)準(zhǔn)。一方面，MBBR反應(yīng)器既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少、無(wú)污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的特點(diǎn)，又具有活性污泥法的高效性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性。另一方面，溫度變化對(duì)MBBR工藝的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)活性污泥法的影響，當(dāng)溫度變化、污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時(shí)，MBBR的耐受力很強(qiáng)［1］。

MBBR工藝的核心在于向反應(yīng)池中投加比重接近于水、處于流化狀態(tài)的生物填料。填料的有效比表面積大，作為微生物的活性載體，提高了反應(yīng)池中的生物量，載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個(gè)填料載體內(nèi)外均附著不同的生物種類(lèi)，內(nèi)部生長(zhǎng)一些厭氧菌或兼氧菌，外部附著好養(yǎng)菌，這樣每個(gè)載體都成為了一個(gè)微型反應(yīng)器，MBBR中生物膜主要固著在填料上，污泥停留時(shí)間與水力停留時(shí)間無(wú)關(guān)，硝化菌、亞硝化菌等生長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，比生長(zhǎng)速率很小的微生物都可以在填料上生長(zhǎng)，從而增強(qiáng)了脫氮能力，避免了傳統(tǒng)活性污泥法工藝中為了實(shí)現(xiàn)硝化作用而延長(zhǎng)泥齡并因此易出現(xiàn)污泥膨脹的問(wèn)題。MBBR可實(shí)現(xiàn)硝化菌與反硝化菌在空間上相對(duì)獨(dú)立生長(zhǎng)，從而優(yōu)化了兩種菌群的生長(zhǎng)條件。硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)存在，提高了反應(yīng)池的脫氮能力。MBBR工藝既可用于有機(jī)物的去除，也可用于生物脫氮；既可用于新建的污水處理廠(chǎng)，更可用于現(xiàn)有污水處理廠(chǎng)的升級(jí)改造。

1　工程概況

保定市銀定莊污水處理廠(chǎng)處理規(guī)模為8萬(wàn)m3/d，原污水處理工藝為A/O，原出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，2010年，該廠(chǎng)開(kāi)始實(shí)施升級(jí)改造工程，計(jì)劃將出水水質(zhì)提升為一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)升級(jí)改造分為兩個(gè)階段進(jìn)行，第一階段先將污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)提升至一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，第二階段再提升至一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。為了充分利用原有設(shè)施，挖掘運(yùn)行潛力，一級(jí)B階段升級(jí)改造采用了MBBR工藝，在生物池的好氧段投加高效生物載體流化填料，通過(guò)填料上附著的大量生物膜提高生物池的生物量從而提高處理能力，完成氨氮的去除和有機(jī)物的降解，并在生物池內(nèi)增加缺氧段，強(qiáng)化反硝化脫氮能力。MBBR工藝的應(yīng)用省卻了大規(guī)模的土建施工，既節(jié)省了工程投資，又縮短了工程建設(shè)時(shí)間，一級(jí)B階段升級(jí)改造施工僅耗時(shí)3個(gè)多月，銀定莊污水處理廠(chǎng)改造完成通水運(yùn)行后，在短時(shí)間內(nèi)即實(shí)現(xiàn)了污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)的提升。

2　改造設(shè)計(jì)

銀定莊污水處理廠(chǎng)一級(jí)B升級(jí)改造工程設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)下表。

設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)表?。▎挝?mg/L）

銀定莊污水處理廠(chǎng)一級(jí)B階段升級(jí)改造后的生物池工藝如圖1。

圖1　生物池工藝

銀定莊污水處理廠(chǎng)每座好氧池的一部分改造為厭氧池，每座厭氧池新增容積489m3，增加相應(yīng)的潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)。每座好氧池前端的一部分3040m3改造為缺氧池，每座缺氧池增加相應(yīng)的潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)；增加低速推流攪拌器2臺(tái)。每座好氧池后端的一部分2254m3改造為缺氧池，每座缺氧池增加相應(yīng)的潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)。每座生化池增加混合液內(nèi)回流潛污泵2臺(tái)，每臺(tái)Q = 1660m3/h。新增曝氣器6300個(gè)。好氧池投加高效生物載體流化填料，單池投加填料1527.5m3，填料投加量為好氧池容積的29.7％［2］。

生物池內(nèi)投加填料采用小直徑圓柱形填料，直徑25mm、長(zhǎng)度10mm、密度為0.95～0.98kg/L，材料為高密度聚乙烯（HDPE）。

銀定莊生物池在第一、第二缺氧段和好氧段之間設(shè)置了不銹鋼格網(wǎng)，以避免填料流失。格網(wǎng)采用3mm不銹鋼制作，開(kāi)孔直徑16mm，孔隙率56％。每個(gè)格網(wǎng)上部設(shè)置雙層可提拉格網(wǎng)門(mén)，以方便定期清理。格網(wǎng)下部設(shè)置有穿孔管，穿孔管與曝氣系統(tǒng)相連，利用空氣吹掃防止格網(wǎng)堵塞，同時(shí)避免格網(wǎng)邊的填料堆積。

污水處理廠(chǎng)在好氧段安裝有氣提系統(tǒng)，用于將順?biāo)髁鞯胶醚醵文┒说纳锾盍匣亓骰睾醚醵吻岸?，完成填料的循環(huán)，防止填料在好氧段末端格網(wǎng)處堆積。氣提系統(tǒng)提升水量2000～3000m3/h，含氣率15％～30％。

3　運(yùn)行情況

銀定莊污水處理廠(chǎng)一級(jí)B階段升級(jí)改造于2010年10月完成，在進(jìn)水的同時(shí)開(kāi)始投加填料，4～6周后掛膜成功，約3個(gè)月后，系統(tǒng)基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。收集2010年（改造前，2010年10月和11月處于改造施工期間，故無(wú)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）、2011年、2012年（改造后）污水處理廠(chǎng)的進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)每月COD、總氮、氨氮的去除情況，如圖2、圖3、圖4所示。

圖3　銀定莊污水處理廠(chǎng)總氮去除率

圖4　銀定莊污水處理廠(chǎng)氨氮去除率

從以上統(tǒng)計(jì)圖表可以看出，該污水處理廠(chǎng)的生物反應(yīng)池對(duì)總氮和氨氮的去除能力都得到了較明顯的提升，總氮去除率由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去除率無(wú)明顯變化，分析是由于原生物反應(yīng)池對(duì)COD的去除能力已經(jīng)處于一個(gè)較高的水平，投加生物填料也很難再進(jìn)一步提高COD的去除率。

4　運(yùn)行中需注意的問(wèn)題

（1）系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，應(yīng)在進(jìn)水的同時(shí)投加填料，并在運(yùn)行中始終保證充足的曝氣量，使填料處于均勻流化狀態(tài)。

（2）格網(wǎng)下穿孔管氣量以能吹動(dòng)填料、不堵塞格網(wǎng)為宜，不宜太大，以免浪費(fèi)空氣量。

（3）定時(shí)（每2小時(shí)一次）巡視格網(wǎng)前后的水位差，超過(guò)5cm時(shí)，應(yīng)檢查攪拌器、穿孔管等設(shè)施狀態(tài)，若格網(wǎng)堵塞，應(yīng)立即進(jìn)行人工清理，并減少或停止本單元生物反應(yīng)池的進(jìn)水。

5　結(jié)語(yǔ)

在污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用MBBR工藝，增設(shè)缺氧池和后置缺氧池，可以有效提升老工藝（如A/O工藝）污水處理廠(chǎng)生物反應(yīng)池的脫氮效能，COD去除率也可保持在較高的水平上，實(shí)踐證明MBBR工藝是一種經(jīng)濟(jì)、高效的污水處理工藝。

［1］牛學(xué)義.MBBR移動(dòng)床工藝在城市污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造中的應(yīng)用［C］.2007水業(yè)高級(jí)技術(shù)論壇，2007.

［2］王立群，等.保定市污水處理廠(chǎng)升級(jí)改造工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)［Z］.中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究總院，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