A2/O-MBR組合工藝運(yùn)行優(yōu)化與氮磷深度控制的分析

鄧妍

摘要：為了遏制水環(huán)境不斷惡化的趨勢(shì)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)氮、磷超標(biāo)的治理工作，促進(jìn)水生態(tài)環(huán)境平衡發(fā)展。本文采用A2/O-MBR作為主體工藝，后續(xù)輔以化學(xué)除磷和以深床濾池為反硝化單元的組合工藝，確保最終出水滿足天津市《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/599-2015）A標(biāo)準(zhǔn)排放要求。

關(guān)鍵詞：A2/O-MBR;化學(xué)除磷;深床濾池;脫氮除磷

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）04-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.059

Abstract：In order to curb the continuous deterioration of the water environment， we must strengthen the control of excessive nitrogen and phosphorus and promote the balanced development of the aquatic environment.This article uses A2/O-MBR as the main process， followed by a combined process of chemical phosphorus removal and a deep bed filter as a denitrification unit to ensure that the final effluent meets the Tianjin Municipal Wastewater Treatment Plant Pollutant Discharge Standard（DB12/599-2015）A standard emission requirements.

Key words：A2/O-MBR combination process;Chemical phosphorus removal;Deep bed filter;Nitrogen and phosphorus removal

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，各地區(qū)城市污水排放量急劇增加，水污染的問(wèn)題也日趨嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)又好又快的發(fā)展。其中氮、磷的超標(biāo)是導(dǎo)致該問(wèn)題嚴(yán)重的主要因素。為了遏制水環(huán)境不斷惡化的趨勢(shì)，保持水環(huán)境生態(tài)平衡，我國(guó)污水排放標(biāo)準(zhǔn)中所設(shè)定的要求不斷提高。如天津市推出的地方標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)規(guī)模≥10000 m3/d的城鎮(zhèn)污水處理廠，出水TN ≤10 mg/L和TP≤0.3 mg/L[1]，這表明大部分的污水處理都需要進(jìn)行深度脫氮除磷。

1 實(shí)驗(yàn)裝置與進(jìn)水水質(zhì)

本次試驗(yàn)采用A2/O-MBR組合工藝和深床濾池聯(lián)用組成。其中A2/O-MBR試驗(yàn)裝置中厭氧池、缺氧池、好氧池之間用擋板隔開(kāi)且上部通過(guò)管路相通，膜池設(shè)置污泥回流管，回流污泥到厭氧池。好氧池及膜池底部均勻鋪設(shè)曝氣管，膜組件置于曝氣裝置上部，底部進(jìn)水，中間束狀膜組件間歇抽吸出水。深床濾池采用上向流設(shè)計(jì)，底部設(shè)有進(jìn)水及反沖洗水管，經(jīng)過(guò)濾料，從濾池上部的出水口排出。

表1 進(jìn)水水質(zhì)變化范圍

項(xiàng)目單位 COD（mg/L） NH4+-N（mg/L） TN （mg/L） TP （mg/L） SS （mg/L） pH

變化范圍 338-500 83-120 90-200 8.7-11 125-600 6.2-9.1

2 結(jié)果與討論

2.1 A2/O-MBR工藝處理效果

根據(jù)正交試驗(yàn)得出的結(jié)果，采用優(yōu)化后的參數(shù)即氣水比20：1，污泥濃度8 000-10 000 mg/L，混合液回流比250%，考察連續(xù)運(yùn)行30 d的對(duì)各污染物去除效果。A2/O-MBR組合工藝對(duì)綜合污水中的COD、NH4+-N、SS具有良好的去除效果，系統(tǒng)的出水COD、NH4+-N、SS濃度均值分別為19.83、0.78、3.45mg/L，COD、NH4+-N、SS平均去除率分別為92.8%、98.87%、95.9%，能高效去除有機(jī)污染物，均達(dá)到天津市《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB12/599-2015）中A標(biāo)準(zhǔn)。由于系統(tǒng)受有機(jī)負(fù)荷較低、進(jìn)水碳源不足等原因的影響，A2/O-MBR組合工藝出水中TN和TP的去除效果不是很好，出水TN、TP的平均濃度值分別為34.12 mg/L和1.71 mg/L，不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 MBR輔助化學(xué)除磷效果

針對(duì)A2/O-MBR組合工藝出水，為達(dá)到TP≤0.3 mg/L這一更高排放要求，采用化學(xué)除磷法對(duì)A2/O-MBR組合工藝出水進(jìn)行深度處理，以期在實(shí)現(xiàn)高效除磷的同時(shí)降低膜污染，為出水TP穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行提供重要參考。

（1）在A2/O后設(shè)置MBR并輔以化學(xué)除磷，考察PAC不同投加量對(duì)處理效果的影響，確定最佳投加量為30 mg/L。由于試驗(yàn)中加藥時(shí)間較短，為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)與分析，在最佳投藥量下連續(xù)運(yùn)行50 d，投加時(shí)間超過(guò)了1個(gè)污泥齡，除磷效果穩(wěn)定。TP進(jìn)水平均濃度在1.35～2.23 mg/L范圍內(nèi)，出水TP濃度在0.14～0.35 mg/L之間，TP平均去除率達(dá)到87.1%，滿足排放A標(biāo)準(zhǔn)。此外，比較MBR上清液和出水TP濃度，說(shuō)明膜截留對(duì)于除磷發(fā)揮了重要作用，保障了出水水質(zhì)。

（2）隨著PAC投加量不斷增加，MBR上清液中SMP含量逐漸降低，大尺寸污泥絮體比例明顯增加，且絮體結(jié)構(gòu)能在活性污泥中穩(wěn)定存在，在一定程度上有助于緩解膜污染進(jìn)程[2]。

（3）膜通量恒定的情況下在MBR裝置中投加PAC，對(duì)膜的影響不大，可以有效減緩TMP 的上升趨勢(shì)，改善污泥性狀，提高了膜的抗污染的性能。但是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，膜通量也會(huì)下降，此時(shí)膜也受到一定程度的污染，需要對(duì)膜組件進(jìn)行定期清洗，控制膜池內(nèi)污泥的質(zhì)量濃度。

2.3 深床濾床優(yōu)化研究

為了滿足最終出水TN≤10 mg/L的深度脫氮要求，在A2/O-MBR組合工藝和化學(xué)除磷工藝的基礎(chǔ)上增設(shè)深床濾池處理單元，選取乙酸鈉作為外加碳源，以C/N和濾速為主要研究對(duì)象，研究其在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)TN去除效果的影響。

碳氮比值可以間接反映碳源的投加量，是深床濾池工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行的重要參數(shù)。以乙酸鈉為碳源，向進(jìn)水中投加不等量的乙酸鈉來(lái)調(diào)節(jié)進(jìn)水中不同的TN值，使 C/N值為 2、3、4和5。當(dāng)進(jìn)水C/N為4時(shí)投加碳源乙酸鈉最少，出水TN平均濃度下降至 8.48 mg/L，工藝對(duì)TN的平均去除率為75.3%，出水TN滿足A標(biāo)準(zhǔn)要求。

深床濾池的濾速與其HRT、反應(yīng)器的有效體積以及運(yùn)行成本都有密切聯(lián)系，選擇合適濾速條件對(duì)深床濾池的正常運(yùn)行至關(guān)重要。本次試驗(yàn)進(jìn)水TN濃度范圍為28.3～40.5 mg/L，控制C/N在4左右，通過(guò)改變進(jìn)水蠕動(dòng)泵的流量的大小，使得濾速分別為2 m/h，1 m/h，0.6 m/h，0.5 m/h，0.4 m/h。在不同濾速下TN去除率不同，當(dāng)濾速變?yōu)?.6 m/h時(shí)，出水TN濃度有明顯下降，但幅度不大，出水平均值為9 mg/L，平均去除率為75.6%，去除效果最好。

3 結(jié)論

（1）A2/O-MBR組合工藝對(duì)綜合污水中的COD、NH4+-N、SS有良好的去除效果，系統(tǒng)的出水COD、NH4+-N、SS濃度均值分別為19.83、0.78、3.45 mg/L，COD、NH4+-N、SS平均去除率分別為92.8%、98.87%、95.9%，能高效去除有機(jī)污染物，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）在A2/O后設(shè)置MBR并輔以化學(xué)除磷，確定PAC的最佳投加量為30 mg/L，在最佳投藥量下連續(xù)運(yùn)行50 d，除磷效果穩(wěn)定。出水TP濃度在0.24 mg/L，TP平均去除率達(dá)到87.1%，滿足排放A標(biāo)準(zhǔn)。

（3）深床濾池工藝以乙酸鈉為外加碳源，控制進(jìn)水C/N為4：1，濾速為0.6 m/h時(shí)，可滿足出水TN≤10 mg/L。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-01-19

作者簡(jiǎn)介：鄧妍（1990-），女，漢族，碩士研究生，助理工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境保護(hù)。