鎮(zhèn)安污水處理廠提標(biāo)改造MBBR工藝技術(shù)試驗(yàn)

譚愫韻

摘 要： 根據(jù)《廣東省水污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案》要求，鎮(zhèn)安污水廠出水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)需從原二級標(biāo)準(zhǔn)提升至《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)，由于現(xiàn)狀生物池已無法滿足處理要求，擬采用MBBR工藝對鎮(zhèn)安污水廠一期工程進(jìn)行提標(biāo)改造，在提標(biāo)改造前在廠區(qū)進(jìn)行MBBR工藝中試試驗(yàn)，根據(jù)中試成果，評估該工藝可行性。

關(guān)鍵詞： 鎮(zhèn)安污水廠；提標(biāo)改造；MBBR工藝；技術(shù)試驗(yàn)

鎮(zhèn)安污水廠一期工程污水處理量為10萬m3/d，采用A/O工藝，現(xiàn)出水指標(biāo)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）二級標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《廣東省水污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案》要求，鎮(zhèn)安污水廠出水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)需從原二級標(biāo)準(zhǔn)提升至《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)狀生物池已無法滿足處理要求，需對污水廠一期工程進(jìn)行提標(biāo)改造。經(jīng)專家評審，鎮(zhèn)安污水廠一期工程針對提高NH3-N去除率問題擬對原有生化池進(jìn)行改造，采用MBBR工藝增大原有池容處理負(fù)荷。在實(shí)施提標(biāo)改造前，廠區(qū)進(jìn)行了MBBR工藝中試試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)過程調(diào)控和水質(zhì)分析，評估該工藝可行性，為未來提標(biāo)改造實(shí)施提供相關(guān)數(shù)據(jù)參考。

1.MBBR工藝

MBBR工藝提標(biāo)改造思路：優(yōu)先滿足脫氮所需的缺氧池容，好氧區(qū)池容不足部分通過投加填料補(bǔ)充，保留污水廠一期生物池厭氧區(qū)池容不變，將現(xiàn)有好氧池第一廊道改為缺/好氧調(diào)節(jié)區(qū)，在好氧區(qū)投加懸浮填料，設(shè)置MBBR區(qū)，強(qiáng)化好氧池有機(jī)物氧化和硝化功能，保證COD和NH3-N的有效去除。

2.試驗(yàn)方案

2.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1）對污水廠一期工程改造方案進(jìn)行中試試驗(yàn)?zāi)M，考察升級改造后工藝對當(dāng)前進(jìn)水水質(zhì)的處理效果并驗(yàn)證工藝可行性；

2）考察改造工藝系統(tǒng)的去除效果，尤其是硝化效果，同時(shí)驗(yàn)證MBBR工藝系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；

3）中試試驗(yàn)通過模擬現(xiàn)有好氧池改造后運(yùn)行過程，為提標(biāo)改造工程提供技術(shù)參考。

2.2試驗(yàn)裝置與方法

2.2.1 工藝流程圖

（1）改造前鎮(zhèn)安一期東工藝圖

進(jìn)水→厭氧區(qū)→好氧區(qū)→沉淀池→出水

（2）中試試驗(yàn)工藝圖

一期東生化池厭氧區(qū)→進(jìn)水→中試B池（投加2.5m3懸浮填料）（好氧區(qū)）→中試D池（沉淀池）→出水

2.2.2試驗(yàn)原理

試驗(yàn)在鎮(zhèn)安污水廠中試基地進(jìn)行，利用中試基地現(xiàn)有裝置模擬改造后好氧池運(yùn)行過程，B池模擬生化池好氧區(qū)，對B池投加懸浮填料與鎮(zhèn)安一期東生化池好氧段對比進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)在B池投加懸浮填料，B池進(jìn)水從一期東生化池厭氧末端用潛水切割泵抽取，B池通過曝氣及機(jī)械攪拌使池內(nèi)填料流化。試驗(yàn)過程觀察投加填料后掛膜情況，定時(shí)取樣檢測出水。

試驗(yàn)投加的是HDPE空白懸浮填料，投加填料體積大概2.5m3，填充率約12.5%。每個(gè)填料都為一個(gè)微型反應(yīng)器，在曝氣或潛水混合攪拌作用下，使廢水與生長在填料的生物膜廣泛和頻繁接觸。

2.2.3 試驗(yàn)方案

（1）試驗(yàn)組

試驗(yàn)地點(diǎn)：中試基地B池、D池 試驗(yàn)內(nèi)容：在B池中投加懸浮填料

（2）對照組

試驗(yàn)地點(diǎn)：一期東生化池 試驗(yàn)內(nèi)容：無

采樣地點(diǎn)：一期東生化池厭氧末端，一期東1#（或2#）二沉池出水，中試D池出水

檢測項(xiàng)目：COD、TN、NH3-N

中試B池進(jìn)水泵流量約6m3/h，HRT約3.3h，一期現(xiàn)行工藝HRT為5h，模擬好氧區(qū)改造后縮減的HRT進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。該階段過程DO在2-4mg/L范圍。

2.2.4試驗(yàn)過程

2017年1月中旬，對中試裝置進(jìn)行設(shè)備調(diào)試與試運(yùn)行，2月27日中試裝置進(jìn)入正常運(yùn)行階段，B池中懸浮填料開始掛膜。從4月17日起，中試試驗(yàn)以連續(xù)進(jìn)、出水運(yùn)行方式運(yùn)行，作水質(zhì)情況記錄。

4月17日至5月2日，使用中試裝置B池作MBBR池，D池作沉淀池進(jìn)行試驗(yàn)。從一期東生化池厭氧末端抽取泥水混合物進(jìn)入B池進(jìn)行反應(yīng)，在B池出水堰位置安裝孔徑10mm、孔距10mm大型鋼板出水?dāng)r截篩網(wǎng)，攔截填料并實(shí)現(xiàn)填料良好流化，反應(yīng)后混合液從B池出水堰位置流到D池沉淀出水。（共15日）

3.試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 NH3-N分析

此階段試驗(yàn)DO穩(wěn)定維持在2～4mg/L，試驗(yàn)投加的懸浮填料數(shù)量可提高單位池容容積負(fù)荷約為20%～30%，試驗(yàn)HRT由5h縮短至3.3h后，中試出水NH3-N一直保持穩(wěn)定，取樣頻率2～3次/天，出水均值0.4mg/L。此階段試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)組NH3-N平均去除率為92.5%，對照組NH3-N平均去除率為90.9%，出水NH3-N效果穩(wěn)定且試驗(yàn)組優(yōu)于對照組。

以上充分說明：

1）中試裝置模擬提標(biāo)改造后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，在進(jìn)水量、DO等控制條件穩(wěn)定情況下，出水NH3-N較為穩(wěn)定。

2）在實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出水運(yùn)行條件下，懸浮填料經(jīng)過前期培養(yǎng)馴化初步掛膜后，在連續(xù)運(yùn)行階段，填料生物膜生長較前期更為成熟，可更充分發(fā)揮生物膜高效硝化處理功能；

3）懸浮填料生長較前期成熟，填料表面生物膜富集生長了活性較高的硝化類細(xì)菌等優(yōu)勢菌種，可始終存在與好氧環(huán)境中持續(xù)有效發(fā)揮硝化工效，而活性污泥中硝化細(xì)菌隨活性污泥循環(huán)流動(dòng)，在厭氧階段為受抑制階段，在好氧反應(yīng)初期為抑制狀態(tài)的硝化細(xì)菌被激活過程，硝化細(xì)菌實(shí)際反應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)HRT，在池中投加懸浮填料可顯著提高單位池容處理負(fù)荷。

3.2 TN分析

試驗(yàn)過程中，池中DO達(dá)到2～4mg/L，始終處于好氧環(huán)境，而反硝化去除TN要求DO低于0.5mg/L的缺氧環(huán)境，懸浮填料表面生物膜雖可發(fā)生同步硝化反硝化現(xiàn)象，去除TN量約為10%～20%，但不是TN去除主要途徑。在該過程對TN去除作用有限，試驗(yàn)主要是考察改造后生物池好氧系統(tǒng)的NH3-N及有機(jī)物去除作用。

3.3 COD分析

中試試驗(yàn)過程中，對進(jìn)水COD也表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定去除作用，出水COD可穩(wěn)定達(dá)到25mg/L以下。

4.試驗(yàn)總結(jié)

1）中試試驗(yàn)通過提升水量模擬停留時(shí)間從5h降低至3.3h（改造后好氧池HRT），出水NH3-N仍穩(wěn)定且優(yōu)于污水廠一期同期出水，驗(yàn)證了通過投加懸浮填料可顯著提高單位池容處理負(fù)荷，說明MBBR工藝可解決鎮(zhèn)安污水廠一期池容不足的實(shí)際問題，可適用于一期生化池提標(biāo)改造；

2）中試試驗(yàn)懸浮填料掛膜良好，但限于中試試驗(yàn)僅模擬了好氧池中運(yùn)行情況，不能對污水廠存在的問題進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，如污泥濃度過高，污泥齡過程等，嚴(yán)重影響了懸浮填料快速掛膜，導(dǎo)致實(shí)際掛膜周期長于正常掛膜周期（8～12d），后續(xù)實(shí)際工程可通過降低污泥濃度以及污泥齡，加快掛膜速度，可縮短調(diào)試周期，盡早實(shí)現(xiàn)出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

3）中試調(diào)試過程中，出現(xiàn)污水中纖維垃圾堵塞篩網(wǎng)和潛水泵現(xiàn)象，日后提標(biāo)改造后對生產(chǎn)是一個(gè)值得重視的隱患。堵塞問題對生化池設(shè)備正常運(yùn)行和水量保障有重大影響，針對該問題已計(jì)劃進(jìn)行細(xì)格柵更換計(jì)劃，但細(xì)格柵更換后能否完全解決原水垃圾進(jìn)入生化池問題仍需考證，若仍無法解決，生產(chǎn)運(yùn)行上可能存在頻繁設(shè)備故障和無法保證生產(chǎn)水量問題，在鎮(zhèn)安污水廠實(shí)施可行性仍需評估。

4）若采用MBBR工藝對鎮(zhèn)安廠進(jìn)行提標(biāo)改造，填料投加將加大對日常生產(chǎn)設(shè)備維修，清池等工作量，在生物池需要清池時(shí)，需先轉(zhuǎn)移填料再排空池體，該工作量耗費(fèi)人力物力暫無法估量，需尋求轉(zhuǎn)移填料的解決措施。