卡魯塞爾氧化溝工藝改為MBBR 工藝提標增效的應(yīng)用

莊建成

（三達膜環(huán)境技術(shù)股份有限公司廈門集美分公司，福建 廈門 361000）

吉安市螺子山污水處理廠二期由吉安宏源污水處理有限公司運營，已經(jīng)建成規(guī)模4 萬噸/日，設(shè)計出水標準執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準的B 標準。2018 年省住建廳、環(huán)保廳下發(fā)了《關(guān)于加快推進城鎮(zhèn)污水處理廠達到一級A 排放標準工作的通知》，根據(jù)這份通知，吉安市啟動了螺子山宏源污水處理廠提標改造工程，處理規(guī)模保持不變，改造后處理工藝為“AA0+MBBR”工藝，出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準的A 標準。設(shè)計進水水質(zhì)如表1 所示。

表1 一期工程2018 年全年運行水質(zhì)情況表（濃度mg/L，水量t/d）

根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以判斷，污水廠實際平均進水水質(zhì)與設(shè)計基本相符，有些時段進水水質(zhì)超出設(shè)計值。出水水質(zhì)平均值，均比設(shè)計出水水質(zhì)低，實際運行滿足和優(yōu)于設(shè)計要求，但部分時段仍然存在著超出排放標準的情況。認為主要原因是：①吉安市吉州區(qū)和敦厚片區(qū)污水管網(wǎng)完善、收集率高，因而進水濃度較高，優(yōu)于江西很多城市污水處理廠。②工業(yè)園大量污水接入污水處理廠。

1 改造難點

本項目的改造難點包括：

1.1 改造周期短。吉安市螺子山污水處理廠提標改造工程于2020 年7 月份正式開工建設(shè)，2020 年12 月12 日氧化溝改造完成并進入調(diào)試；2020 年12 月31 日磁混凝沉淀池施工完成并進入調(diào)試。

1.2 在不新增用地條件下進行改造。把卡魯塞爾氧化溝工藝改造AAO 工藝，主要是對好氧部分增加堵墻改變水流走向，以及把表曝改為底曝，其中好氧區(qū)采用MBBR 設(shè)計，增加填料和攔截網(wǎng)，就是把卡魯塞爾氧化溝工藝改為AAO+MBBR 工藝。

1.3 攔截網(wǎng)堵塞問題嚴重。受生產(chǎn)生活影響加大；由于進水水質(zhì)中含有毛發(fā)性物質(zhì)高，造成MBBR 池攔截網(wǎng)堵塞，填料區(qū)與好氧區(qū)的液位差高達0.8m，及時采取相應(yīng)清理措施，并通過改變曝氣風量、方向和推流等方式使填料對攔截網(wǎng)進行切割，有效地防止毛發(fā)性物質(zhì)附著在攔截網(wǎng)上，從而徹底解決由于攔截網(wǎng)的問題，導(dǎo)致生化池調(diào)試受影響。

1.4 MBBR 工藝在實際運行中，填料的比重是否滿足在曝氣區(qū)保持懸浮狀態(tài)等因素，可能對運行有一定影響，在實際工程應(yīng)用中需權(quán)衡利弊。

2 方案設(shè)計與系統(tǒng)調(diào)試

2.1 技術(shù)路線

采用MBBR 工藝對污水廠現(xiàn)狀生物池進行升級改造的思路，具體為：將現(xiàn)有卡魯塞爾氧化溝工藝改造為AAO+MBBR工藝。改造中保留有池容不變，把卡魯塞爾氧化溝工藝改造AAO 工藝，如圖1 所示，主要是對好氧部分增加堵墻改變水流走向，滿足AAO 工藝要求；以及把倒扇形曝氣的表曝改為鼓風機曝氣的底曝；好氧區(qū)增加填料采用MBBR 設(shè)計；增加進出水攔截網(wǎng)；增加硝化液回流泵及管道，使回流量達到設(shè)計要求；根據(jù)具體情況重新設(shè)計增加推流器。改造后，MBBR 系統(tǒng)的填料掛滿懸浮微生物，增加系統(tǒng)污泥濃度，從而提高微生物菌群，對水中COD、BOD、NH3-N、TN 進行有效分解，并通過后工藝的升讀處理將脫泥系統(tǒng)對TP 和SS進行脫除，確保出水達標排放。

圖1 MBBR 工藝示意圖

總之，MBBR 工藝具有在原有系統(tǒng)進行改造不新增用地、出水水質(zhì)穩(wěn)定達標，抗沖擊能力強，四項常規(guī)指標去除率高效果好等優(yōu)點，對于本提標改造工程，MBBR 工藝可穩(wěn)定達到一級A 排放標準。

2.2 系統(tǒng)調(diào)試

按正常生化系統(tǒng)進行調(diào)試，調(diào)試過程可分為兩個階段，第一階段是系統(tǒng)生化池培養(yǎng)，因為吉安污水廠還有一期水廠獨立運，直接從一期污泥濃縮池將新鮮的污泥用臨時泵和管道，直接打到這系統(tǒng)中，控制好污泥濃度，可以加快細菌馴化時間，主要控制好幾個關(guān)鍵指標，好氧區(qū)控制好控制好溶解氧為3-4mg/L，根據(jù)總氮進出水情況控制好內(nèi)回流硝化液回流量為100%～200%左右，污泥濃度4000mg/L 左右，外回流二沉池剩余污泥回流量為100%左右，再根據(jù)實際進出水質(zhì)情況做調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可以在一周之內(nèi)摸索各項參數(shù)指標，完全可以使出水達標排放；第二階段是投加填料掛膜，這是在系統(tǒng)穩(wěn)定達標排放后，就可以進行投加填料，填料掛膜主要是調(diào)節(jié)好填料流化，根據(jù)進出水水質(zhì)水量情況，尤其注意進水水質(zhì)中含有毛發(fā)性物質(zhì)高，會造成MBBR 池攔截網(wǎng)堵塞，應(yīng)及時采取相應(yīng)措施，通過改變曝氣風量、方向和推流等方式使填料對攔截網(wǎng)進行切割，有效地防止毛發(fā)性物質(zhì)附著在攔截網(wǎng)上，根據(jù)出水情況調(diào)節(jié)好內(nèi)回流硝化液回流量和外回流二沉池剩余污泥回流量，使系統(tǒng)穩(wěn)定達標運行。

3 運行效果分析

3.1 系統(tǒng)的COD 處理效果

從表2 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出水COD 原始數(shù)據(jù)的變化情況，生化系統(tǒng)從初期COD 出水均值為45mg/L；到第二個數(shù)據(jù)COD 出水均值為39 mg /L，以后基本能穩(wěn)定達標；一個月以后投加填料掛膜后出水COD 比之前有所降低，這是因為隨著生化系統(tǒng)培養(yǎng)正常后，好氧池填料的掛膜，從而提高了COD 的去除。改造前的卡魯塞爾氧化溝運行COD 的去除率為81%，而改造為MBBR 后的COD 的去除率為86%，明顯去除效果更好，系統(tǒng)更穩(wěn)定，確保COD 排放能穩(wěn)定低于50 mg /L 達標排放，以后隨著填料掛膜更多，污泥濃度再適當提高，空沖擊性更強，運行運行效果將更好。

表2 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出水COD 原始數(shù)據(jù)（單位：mg/L）

3.2 系統(tǒng)的氨氮處理效果

從表3 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出水氨氮原始數(shù)據(jù)，改造前氨氮雖然都能達標一級B，但改造后能穩(wěn)定在3mg/L左右，對比改造前后的氨氮去除率分別為81%和61%。這主要是改造為MBBR 后，懸浮填料的投加后掛膜效果好，大量的硝化菌附著在填料表面生長，增強生化系統(tǒng)的硝化能力。

表3 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出水氨氮原始數(shù)據(jù)

3.3 系統(tǒng)的TN 去除效果

改造后的MBBR 生物池進水TN 均值為23mg/L，經(jīng)過一個月的系統(tǒng)調(diào)試，MBBR 填料掛膜后生化池出水TN均值由14.27mg/L 降低到10.08mg/L，平均去除率44%，出水TN穩(wěn)定達標，生化系統(tǒng)對TN 去除效果如表4 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出TN 原始數(shù)據(jù)。改造后系統(tǒng)TN 去除率明顯提升，主要是改造后投加了填料，硝化菌附在懸浮填料上，并相應(yīng)提高污泥濃度，從而大大提高硝化菌的菌群量，從而提高了TN的去除效果；從改造后MBBR 運行情況跟改造前卡魯塞爾氧化溝運行情況對比，根據(jù)表4 的連續(xù)測定的月平均值來看，出水的TN 越來越低，效果更明顯，對總氮去除率提高了約5%。從運行結(jié)果看，改造后的系統(tǒng)運行更穩(wěn)定，能確保穩(wěn)定達標排放。

表4 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出TN 原始數(shù)據(jù)

4 結(jié)論

從吉安騾子山污水廠二期采用MBBR 工藝進行改造系統(tǒng)改造，在不新增用地條件下，對卡魯塞爾氧化溝的進行改造，工期短，出水水質(zhì)穩(wěn)定達到一級A 標準，適合于無新增用地的污水廠進行提標改造。

經(jīng)改造前后半年的檢測數(shù)據(jù)對比分析，MBBR 工藝的出水COD、氨氮、總氮檢測值均低于魯塞爾氧化溝工藝工藝的出水的值,充分驗證了MBBR 工藝具有出水水質(zhì)標準高，硝化和反硝化效果好，有機物去除率高，出水穩(wěn)定等特點，雖然改造過程中也發(fā)現(xiàn)一些問題點需要權(quán)衡利弊，但是MBBR 工藝還是提標改造項目優(yōu)先選用的工藝方案之一。