MBBR在污水處理水質(zhì)提標(biāo)改造的環(huán)保應(yīng)用

高意(陜西合立環(huán)境工程有限公司，陜西 西安 710000)

1 概述

吳忠市區(qū)位于寧夏銀川平原南端，北距銀川市58 km，地處黃河沖積平原，地勢平坦，原設(shè)計(jì)出水為GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B標(biāo)準(zhǔn)。為了響應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保的新排放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)需要對原有污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造，增加深度處理措施。

2 污水廠現(xiàn)狀

水廠收集污水70%以上為工業(yè)生產(chǎn)排污，水質(zhì)復(fù)雜。就周邊調(diào)查看，多數(shù)是食品行業(yè)廢水，生化性較好。

設(shè)計(jì)處理能力20 000 m3/d，平均時(shí)水量：833 m3/h，最大時(shí)水量：1 288 m3/h。生化池采用懸掛鏈曝氣倒置AAO工藝。其中，缺氧池HRT為3 h；厭氧池HRT為3 h；好氧池HRT為16.5 h。

主要建構(gòu)筑物：旋流沉砂池2座，Φ2 430 mm；生化池1座(包括厭氧池 1座，2 500 m3，缺氧池1 座，2 500 m3，好氧池1 座，13 750 m3，穩(wěn)定池 1 座，1 570 m3)。

改造前生化池采用懸掛鏈曝氣器，微孔爆氣器損壞嚴(yán)重，氧化池內(nèi)溶解氧不足，機(jī)械類設(shè)備均能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需對該污水處理廠進(jìn)行技術(shù)升級和設(shè)備更新。

3 提標(biāo)改造設(shè)計(jì)

需改造的污水廠進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示。

表1 污水處理廠提標(biāo)改造設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)表

4 改造設(shè)計(jì)

4.1 水質(zhì)分析

根據(jù)水質(zhì)表，重點(diǎn)需去除的污染物：一是BOD5，需要考慮增加污泥負(fù)荷及水力停留時(shí)間等；二是還需去除的污染物有氨氮、總氮，但要考慮外加碳源措施。

4.2 提標(biāo)改造工程方案選擇

目前二級生物脫氮除磷工藝主要有生物膜工藝與活性污泥法工藝兩種：(1)生物膜工藝是通過微生物和微型動(dòng)物附著在濾料上或某些載體上生長繁育，并在其上形成膜狀生物污泥-生物膜；(2)活性污泥法是通過曝氣與活性污泥充分混合，完成生物去除污染物的過程。

MBBR填料選用改性生物懸浮填料，此填料的特點(diǎn)具有較大的比表面積、容易掛膜、不易脫落、親水性好、生物活性高、處理效果好等。目前該填料已成功應(yīng)用于市政污水、工業(yè)廢水，尤其適用于污水處理廠升級改造及占地面積有限的新建污水處理廠[1]。

升級改造項(xiàng)目采用MBBR工藝無需新增構(gòu)筑物，可節(jié)約占地，填料的流化無需額外曝氣量，只需保證去除污染物所需曝氣量即可，耗電量少；與原有活性污泥法運(yùn)行方法一致，調(diào)試簡單；填料無需反沖洗，無需更換；抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，低溫下氨氮穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。對于本項(xiàng)目冬季低溫條件下，MBBR長泥齡及局部存在好氧、缺氧微環(huán)境，有利于適應(yīng)低溫條件的微生物篩選與富集，利于馴化嗜冷菌的富集。生物膜傳質(zhì)比活性污泥慢，同樣生物降解產(chǎn)生的熱量與水體交換較慢，提高微生物的局部環(huán)境溫度，有利于細(xì)菌活性的維系，表現(xiàn)出MBBR在低溫條件下，仍有較好的處理效果。

4.3 改造內(nèi)容

為了達(dá)到出水的要求，改造的核心構(gòu)筑物主要在A/MBBR/O系統(tǒng)上，其運(yùn)行情況直接影響污水處理廠的出水。該系統(tǒng)同步實(shí)現(xiàn)除磷脫氮：對于除磷，污水中的磷在厭氧狀態(tài)下(DO＜0.3 mg/L)，釋放出聚磷菌，在好氧狀況下又將其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。對于脫氮，缺氧段要控制DO＜0.5 mg/L，由于兼氧脫氮菌的作用，利用水中BOD作為氫供給體(有機(jī)碳源)，將來自好氧池混合液中的硝酸鹽及亞硝酸鹽還原成氮?dú)馀懦?，達(dá)到脫氮的目的[2]。

基于以上原理，改造通過調(diào)整生化池比例、缺氧池增加改性懸浮填料提高反硝化能力、改用空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)提高曝氣效果、更換微孔曝氣器、增加攪拌器提高缺氧池反硝化能力、補(bǔ)充反硝化碳源(甲醇)、新增在線分析儀表等措施保證總氮的去除。通過增設(shè)濾布濾池、投加絮凝劑等措施保證出水SS達(dá)標(biāo)，通過生物除磷輔助化學(xué)除磷的措施保證出水TP達(dá)標(biāo)。

(1)改建缺氧區(qū)，增加高效填料。本次改造采用分區(qū)設(shè)置，將缺氧區(qū)分為高負(fù)荷區(qū)及低負(fù)荷區(qū)，通過梯度負(fù)荷增強(qiáng)生物脫除總氮的能力。同時(shí)為了提高缺氧池的處理能力，本次改造采用了MBBR高效復(fù)合填料，提高了總氮去除率。

(2)在好氧池末端設(shè)置硝化液回流區(qū)。為降低二沉池處理負(fù)荷，本次改造在好氧池末端增設(shè)硝化液回流區(qū)，該區(qū)域同時(shí)兼作二沉池預(yù)沉淀區(qū)，通過回流泵將預(yù)沉淀的硝化液及泥水進(jìn)行回流，在降低二沉池污泥負(fù)荷的同時(shí)還可增強(qiáng)主生化區(qū)污泥濃度，保障系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

根據(jù)前述流動(dòng)床生物膜工藝，對生化綜合池進(jìn)行改造：改變池內(nèi)缺氧區(qū)比例；換鼓風(fēng)機(jī)；在缺氧區(qū)增加生物填料；將沉淀區(qū)改為缺氧區(qū)；在沉淀區(qū)增加潛水推流器等。具體改造內(nèi)容如表2所示。

表2 生化綜合池改造容積及HRT

原有生化綜合池池容分配情況：缺氧區(qū)2 500 m3；厭氧區(qū)2 500 m3；好氧區(qū) 13 750 m3；沉淀區(qū) 4 950 m3；穩(wěn)定區(qū) 1 570 m3。

改造后生化綜合池池容分配情況：厭氧區(qū)2 500 m3；缺氧區(qū)2 500 m3；好氧區(qū)13 750 m3；缺氧2區(qū)填料區(qū)4 950 m3；穩(wěn)定區(qū)1 570 m3。

設(shè)計(jì)參數(shù)：改造后缺氧池1增加潛水?dāng)嚢杵?臺，曝氣器改為進(jìn)口管式微孔擴(kuò)散器，原羅茨風(fēng)機(jī)改為進(jìn)口空氣懸浮風(fēng)機(jī)3臺，風(fēng)量風(fēng)壓均增加；增加MBBR填料，并考慮到曝氣時(shí)填料容易堆積到出水口，專門采用攔截柵網(wǎng)均勻布置與出水側(cè)。深度處理增加濾布濾池1座，保證出水SS和總磷達(dá)標(biāo)。

5 處理廠建成后對水環(huán)境的改善

按近期工程日處理污水量30 000 m3計(jì)算，污水處理廠工程建成前后主要污染物削減量如表3所示。

表3 本工程建成前后主要污染物的削減量表 單位：t/a

6 結(jié)語

水質(zhì)提標(biāo)改造工程的工藝技術(shù)選擇必須在對現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)的分析論證，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定。當(dāng)二級污水處理工藝實(shí)際運(yùn)行效果較好，主要水質(zhì)指標(biāo)達(dá)標(biāo)時(shí)，工藝技術(shù)提標(biāo)改造應(yīng)該著重考慮改造工藝簡單、運(yùn)行易于操作、運(yùn)營成本要低等這幾個(gè)重要方面。