MBBR 工藝在污水處理廠提標改造中的應(yīng)用及運行效果分析

王 程，鄭星宇

（重慶市三峽水務(wù)北碚排水有限責任公司，重慶 400700）

三峽庫區(qū)某城鎮(zhèn)污水處理廠于2019 年5 月正式投運，設(shè)計規(guī)模5×104m3/d，采用“A2O+高效沉淀池+濾布濾池”工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A 標準，尾水最終收納水體是梁灘河。后根據(jù)2020 年3 月6 日重慶市生態(tài)環(huán)境局正式發(fā)布的《梁灘河流域城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標準》（DB50/ 963—2020）（以下簡稱“梁灘河地標”），該污水處理廠排放水水質(zhì)須于2022 年1 月1 日前達到梁灘河地標重點控制區(qū)域限值，因此需進行提標改造。

1 提標前現(xiàn)狀

原污水處理廠工藝流程見圖1。進水通過廠外泵站提升至廠內(nèi)時已去除大顆粒雜物，再經(jīng)過細格柵及旋流沉砂池進一步去除細小懸浮物及少部分污染物。然后進入生化池利用活性污泥去除絕大部分污染物，其泥水混合物在二沉池進行分離，高濃度泥水混合物進入污泥泵房，然后部分回流至生化池保持生化池污泥濃度穩(wěn)定，剩余部分排放至儲泥池，再經(jīng)過脫水后外運處置。二沉池上清液則先后進入高效沉淀池和濾布濾池進行TP 和SS 去除，最后經(jīng)過消毒排放。

圖1 原污水處理廠工藝流程圖

2 提標工藝分析

原設(shè)計進、出水水質(zhì)及梁灘河地標重點區(qū)域限值見表1。梁灘河地標重點控制區(qū)域限值主要是對一級A 標準的CODCr、NH3-N、TP 提出了更高的要求，其余指標限值仍與一級A 標一致。提標改造前出水水質(zhì)及達標情況見表2。

表1 提標改造前后設(shè)計進、出水主要水質(zhì)指標 mg/L

表2 提標改造前污水處理廠實際出水水質(zhì)

從表2 可以看出，該污水處理廠提標前現(xiàn)狀出水CODCr、TN、SS 都能穩(wěn)定達到梁灘河地標重點區(qū)域限值，NH3-N、TP 指標大部分時間能達梁灘河地標重點區(qū)域限值。

但上述出水數(shù)據(jù)是建立在現(xiàn)狀進水水量負荷較低的基礎(chǔ)上（水量負荷不足60%），當該廠滿負荷運行時，經(jīng)過工藝核算，現(xiàn)狀處理設(shè)施較難達到梁灘河地標重點區(qū)域限值。故本次提標改造重點指標是NH3-N、TP，同時兼顧CODCr、TN 的去除。

通過對4 種方案（方案一：將現(xiàn)狀生化池好氧區(qū)改造為MBBR 工藝；方案二：新增中間提升泵房和曝氣生物濾池；方案三：將現(xiàn)狀二沉池改造為MBR 池；方案四：將現(xiàn)狀生物池好氧區(qū)進行擴容。）進行比選發(fā)現(xiàn)，方案一抗沖擊負荷能力好，對污染物的去除效果好，達標保證率高，同時無新增占地，運行管理簡單，總投資較低，相較方案二、三、四綜合優(yōu)勢較為明顯[1-5]。最終采用現(xiàn)狀生化池好氧區(qū)改造為MBBR 工藝此種方案，總投資約480 萬元。

整體改造方案如下：為節(jié)約投資成本，僅對生化池好氧區(qū)前半部分進行改造，使該區(qū)域內(nèi)污水及后續(xù)投加的填料能夠進行內(nèi)部循環(huán)；在改造區(qū)域投加適當數(shù)量的懸浮載體填料，形成A2O+MBBR 工藝，強化整個生化池污染物去除效率；在改造區(qū)域進、出口增加填料攔截裝置，防止填料流失；在改造區(qū)域增加輔助流化系統(tǒng)，確保填料流化正常；新增一臺除磷藥劑加藥泵及配套管道。

3 運行效果分析

提標改造前后進水量、進水水質(zhì)無明顯變化，經(jīng)對提標改造后近期正常運行50 d 運行結(jié)果進行統(tǒng)計，見圖2、表3。

圖2 提標改造后污水處理廠實際出水水質(zhì)

表3 提標改造前后出水指標降低率

從圖2 可以看出，通過提標改造后TP、NH3-N、CODCr、TN 四項指標均能穩(wěn)定達梁灘河地標重點區(qū)域限值。其中TP 指標前期在生化池末端、高效沉淀池增加除磷劑后，能穩(wěn)定達標，后續(xù)繼續(xù)通過增加除磷劑加藥量后，TP 呈下降趨勢，能控制在0.05 mg/L 左右；NH3-N 指標長期在0.05 mg/L 以下，偶有波動，但仍在控制范圍內(nèi)；CODCr、TN 指標均在可控范圍內(nèi)進行波動。

從表3 可以看出，通過將生化池好氧區(qū)改造為MBBR 工藝，能進一步降低ρ（NH3-N）、CODCr、ρ（TN）出水均值，其中ρ（NH3-N）降低了85.71%，CODCr降低了25%，ρ（TN）降低了13.86%。主要原因一是通過改造后向生化池好氧區(qū)中投加適當數(shù)量的懸浮載體，豐富了生化池好氧區(qū)中的微生物種類及數(shù)量，從而進一步增加了生化池的處理效率；二是由于水的密度略高于載體密度，當載體掛膜后且生化池在曝氣充氧時，載體能完全與水進行混合，同時受載體在水中進行碰撞和剪切影響，水中氣泡變得更加細小，進一步提高了生化池好氧區(qū)氧氣利用率。三是當載體掛膜后，載體外部生長一些好氧菌，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，能同時進行硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，每個載體都相當于一個微型反應(yīng)器，從而進一步提高了生化池處理效果。ρ（TP）指標提高了22.22%，主要是因為前期除磷劑投加量較少導(dǎo)致，后期通過增加除磷劑投加，能有效控制在0.05 mg/L 左右。

4 結(jié)論

采用“MBBR 工藝”對現(xiàn)狀生化池改造，能進一步提高ρ（NH3-N）、CODCr、ρ（TN）的去除效率。通過大量運行數(shù)據(jù)證明，該工藝運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)能達到《梁灘河流域城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標準》重點控制區(qū)域限值。同時“MBBR 工藝”改造適用于用地緊張，總投資較低、運行管理簡單的提標改造工程。