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MBBR在准IV类提标改造中的应用与思考

北极星环保网来源:亚洲环保网 吴迪2018/6/6 10:47:11我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污水处理 活性污泥 MBBR

此外,因为MBBR是一个悬浮载体,实质上它是菌种固定化机制。对于采用常规活性污泥法的污水厂,它受到冲击以后,最难保证的就是氨氮的恢复,因为泥受到冲击后AOB得不到增值,并且增大排泥后,氨氧化细菌占比会继续降低。而MBBR的工艺的硝化细菌主要富集在填料上,所以虽然冲击来临的时候水质有波动,但是冲击过后系统就可以很快恢复,所以MBBR的抗冲击能力比较强。浙江的崇福污水厂是抗冲击的典型案例,通过菌群的固定化,使出水可以达到一个较高的排放标准。

第二个技术路线是氮素回归生化,强化生化脱氮。该路线主要是在生化段去除氨氮和总氮,而SS和TP则在深度处理中进行去除。对于总氮去除率要求不高的,可采用A2/O工艺,但是对总氮去除要求高的则需要采用五段Bardenpho工艺。众所周知,传统A2/O工艺对TN的去除受到回流比的限制,一般不大于80%。而在高标准尤其准Ⅳ类水提标的时候,出于对TN的要求,需要采用五段的Bardenpho工艺来破除回流比的限制。

浙江宁波新周污水厂污水厂设计水量16万m3/d,出水执行准Ⅳ类标准。经过MBBR改造以后,出水总氮可达到一个较稳定的水平。三门污水厂,采用MSBR-MBBR工艺进行五段Bardenpho工艺,出水效果稳定达到准Ⅳ类水的水平。

之所以采用这样的工艺路线,一方面受限于A2/O对TN的去除率,通过后置反硝化区域的设计,能够控制总氮去除率达到更高的要求。另外一方面,悬浮载体除了特定的硝化菌群,填料上微生物菌落更加丰富,更容易保持水质的稳定性。

第三个技术路线是要在稳定脱氮的基础之上,强化生物除磷(溶解性总磷)。此时就需要对生化池有更高的要求,以满足生物除磷的基本条件。团岛污水处理厂,设计水量10万m3/d,进水水质浓度非常高。在保证脱氮基础上,通过缩短它的泥龄,强化了生物除磷。使出水总磷稳定地保持在1mg/L,去除率接近90%,充分发挥生物除磷的作用。

之所以MBBR能够强化生物除磷,实际是源于MBBR的双泥龄系统。对于传统的活性污泥法,是单一泥龄系统,所以必须要兼顾脱氮和除磷。但是对于MBBR工艺,则是双泥龄系统,系统既有悬浮态的短泥龄菌群,又有固定式附着态的长泥龄菌群。通过人为控制,实现针对脱氮除磷泥龄的分离,强化脱氮除磷。

以上三条技术路线基本上可以满足大多数污水厂的升级改造。它们有一个共同的特征,就是将MBBR工艺镶嵌在原工艺内。整个技术路线都是以回归生物处理为基础,充分挖掘生化潜能,立足水厂现在,考虑未来发展。MBBR在其中发挥着生物选择器的作用。

填料的设计参数与材质选择

MBBR工艺更加关注填料的设计和选型,青岛思普润联合住建部共同出台了《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料》行业标准,行业标准的制定主要是规范了市场的一些乱象,对悬浮载体进行了统一的界定。在材质上,由于高密度聚乙烯(HDPE)在密度、耐候性以及热塑精密性上的优越,所以采用HDPE作为悬浮载体的材质。

另一方面是关于设计参数,通过对多个污水处理厂参数进行总结对比后发现,当两种不同类型的填料型号不同,填充率不同,但面积相同的时候,其处理能力是相当的。MBBR的微生物学本质是生物膜,本来就对界面要求非常高,这也符合逻辑认知。所以在MBBR设计上更倾向于采用膜面负荷。很多人会认为填料的作用就是一味的增加生物量。但是,需要认知的是生物量越多必然导致生物膜越厚,当生物膜厚度过高,就会减少过水断面,影响流化和传质。一个极端的情况就是填料上全部都是微生物,此时生物膜过厚无法传质,势必也会影响去除效果。所以冬季最佳的生物膜厚度为100μm,而夏季则是60μm。所以MBBR的设计不是按照污泥负荷,而是采用膜负荷进行设计。

台州黄岩污水厂就是基于这样的理念进行的设计。黄岩污水厂是2014年改造,但直到2107年才验收合格。之所以会产生这些问题,就是由于进水水质大面积的超标,并且波动较大。对于一般活性污泥系统,基本上不会有太大的效果。但是采用MBBR工艺处理后,经过几年的运行,填料上的硝化细菌逐步富集,现在系统基本上达到稳定,并且在进水存在波动甚至超标的时候,出水依然能够保持稳定。这也体现设计方案、设计方式的正确性。按照膜负荷的设计指标,在设计范围内就能达标,超过设计范围就不达标,无任何填料的多投,这就体现了设计参数的合理性。从材质寿命上来讲,进行了一系列的模拟实验,实验结果远远高于15年。

延伸阅读:

MBBR+BAF工艺处理低浓度工业园区污水研究

MBBR技术特点及近十年发展和应用

污水处理选MBBR还是MBR工艺?两大主流工艺对比

【技术档案】全方位MBBR技术总结

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