鎮安污水處理廠提標改造MBBR工藝技術試驗

譚愫韻

摘 要： 根據《廣東省水污染防治行動計劃實施方案》要求，鎮安污水廠出水執行標準需從原二級標準提升至《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準，由于現狀生物池已無法滿足處理要求，擬采用MBBR工藝對鎮安污水廠一期工程進行提標改造，在提標改造前在廠區進行MBBR工藝中試試驗，根據中試成果，評估該工藝可行性。

關鍵詞： 鎮安污水廠；提標改造；MBBR工藝；技術試驗

鎮安污水廠一期工程污水處理量為10萬m3/d，采用A/O工藝，現出水指標執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）二級標準。根據《廣東省水污染防治行動計劃實施方案》要求，鎮安污水廠出水執行標準需從原二級標準提升至《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準，現狀生物池已無法滿足處理要求，需對污水廠一期工程進行提標改造。經專家評審，鎮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行改造，采用MBBR工藝增大原有池容處理負荷。在實施提標改造前，廠區進行了MBBR工藝中試試驗，根據試驗過程調控和水質分析，評估該工藝可行性，為未來提標改造實施提供相關數據參考。

1.MBBR工藝

MBBR工藝提標改造思路：優先滿足脫氮所需的缺氧池容，好氧區池容不足部分通過投加填料補充，保留污水廠一期生物池厭氧區池容不變，將現有好氧池第一廊道改為缺/好氧調節區，在好氧區投加懸浮填料，設置MBBR區，強化好氧池有機物氧化和硝化功能，保證COD和NH3-N的有效去除。

2.試驗方案

2.1試驗目的

1）對污水廠一期工程改造方案進行中試試驗模擬，考察升級改造后工藝對當前進水水質的處理效果并驗證工藝可行性；

2）考察改造工藝系統的去除效果，尤其是硝化效果，同時驗證MBBR工藝系統運行的穩定性；

3）中試試驗通過模擬現有好氧池改造后運行過程，為提標改造工程提供技術參考。

2.2試驗裝置與方法

2.2.1 工藝流程圖

（1）改造前鎮安一期東工藝圖

進水→厭氧區→好氧區→沉淀池→出水

（2）中試試驗工藝圖

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

2.2.2試驗原理

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

試驗投加的是HDPE空白懸浮填料，投加填料體積大概2.5m3，填充率約12.5%。每個填料都為一個微型反應器，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 試驗方案

（1）試驗組

試驗地點：中試基地B池、D池 試驗內容：在B池中投加懸浮填料

（2）對照組

試驗地點：一期東生化池 試驗內容：無

采樣地點：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

檢測項目：COD、TN、NH3-N

中試B池進水泵流量約6m3/h，HRT約3.3h，一期現行工藝HRT為5h，模擬好氧區改造后縮減的HRT進行試驗驗證。該階段過程DO在2-4mg/L范圍。

2.2.4試驗過程

2017年1月中旬，對中試裝置進行設備調試與試運行，2月27日中試裝置進入正常運行階段，B池中懸浮填料開始掛膜。從4月17日起，中試試驗以連續進、出水運行方式運行，作水質情況記錄。

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

3.試驗結果與分析

3.1 NH3-N分析

此階段試驗DO穩定維持在2～4mg/L，試驗投加的懸浮填料數量可提高單位池容容積負荷約為20%～30%，試驗HRT由5h縮短至3.3h后，中試出水NH3-N一直保持穩定，取樣頻率2～3次/天，出水均值0.4mg/L。此階段試驗過程中，試驗組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效果穩定且試驗組優于對照組。

以上充分說明：

1）中試裝置模擬提標改造后系統運行穩定，在進水量、DO等控制條件穩定情況下，出水NH3-N較為穩定。

2）在實現連續進出水運行條件下，懸浮填料經過前期培養馴化初步掛膜后，在連續運行階段，填料生物膜生長較前期更為成熟，可更充分發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菌等優勢菌種，可始終存在與好氧環境中持續有效發揮硝化工效，而活性污泥中硝化細菌隨活性污泥循環流動，在厭氧階段為受抑制階段，在好氧反應初期為抑制狀態的硝化細菌被激活過程，硝化細菌實際反應時間遠低于設計HRT，在池中投加懸浮填料可顯著提高單位池容處理負荷。

3.2 TN分析

試驗過程中，池中DO達到2～4mg/L，始終處于好氧環境，而反硝化去除TN要求DO低于0.5mg/L的缺氧環境，懸浮填料表面生物膜雖可發生同步硝化反硝化現象，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，試驗主要是考察改造后生物池好氧系統的NH3-N及有機物去除作用。

3.3 COD分析

中試試驗過程中，對進水COD也表現出良好的穩定去除作用，出水COD可穩定達到25mg/L以下。

4.試驗總結

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

2）中試試驗懸浮填料掛膜良好，但限于中試試驗僅模擬了好氧池中運行情況，不能對污水廠存在的問題進行及時調整，如污泥濃度過高，污泥齡過程等，嚴重影響了懸浮填料快速掛膜，導致實際掛膜周期長于正常掛膜周期（8～12d），后續實際工程可通過降低污泥濃度以及污泥齡，加快掛膜速度，可縮短調試周期，盡早實現出水穩定達標。

3）中試調試過程中，出現污水中纖維垃圾堵塞篩網和潛水泵現象，日后提標改造后對生產是一個值得重視的隱患。堵塞問題對生化池設備正常運行和水量保障有重大影響，針對該問題已計劃進行細格柵更換計劃，但細格柵更換后能否完全解決原水垃圾進入生化池問題仍需考證，若仍無法解決，生產運行上可能存在頻繁設備故障和無法保證生產水量問題，在鎮安污水廠實施可行性仍需評估。

4）若采用MBBR工藝對鎮安廠進行提標改造，填料投加將加大對日常生產設備維修，清池等工作量，在生物池需要清池時，需先轉移填料再排空池體，該工作量耗費人力物力暫無法估量，需尋求轉移填料的解決措施。