MBBR工艺在污水处理厂提量增效中的应用

北极星环保网讯:用MBBR对华东某污水厂进行扩容，在原池基础上扩容2万m3/d，改造后污水厂污水处理规模达到12万m3/d;改造时，保持厌缺氧区不变，好氧区采用两级MBBR设计，采用微动力混合池型，强化系统抗冲击能力;好氧区投加SPR-3型填料，有效比表面积为800m2/m3，符合《水处理高密度聚乙烯悬浮载体填料》行业标准;同时进行二沉池改造，改建高效沉淀池，新增转鼓过滤，实现工艺系统匹配，达到处理标准。

改造后，水量提升20%，出水水质稳定达到一级A标准，优化运行可达到准IV类标准，生化池出水TN均值为10.40mg/L，TN去除率为83.50%，好氧段发生TN去除现象可去除TN6-10mg/L;生化池出水TP为0.43mg/L，TP去除率为93.00%，缺氧段发生显著的TP去除现象，在高效沉淀池投加铁盐絮凝剂后，TP可以降低到0.30mg/L以下;系统内SND及DPB的出现，实现了碳源限制下的同步强化脱氮除磷，未投加碳源情况下TN和TP稳定达标，通过SND途径去除TN占比13.20%，通过DPB途径去除TP达到88.00%，实现了节能降耗。

随着城市化进程的不断发展及人民生活水平的提高，城市人口及用水量逐步增大，很多城市污水厂面临负荷饱和需要提量，解决方案包括原厂址内提量、择地新建增量污水厂、全部拆迁扩建污水厂等。相比新建或扩建，原厂提量无疑是最优选择，经济投资省、见效周期快。

污水厂最大亦是最核心的处理构筑物即生化池，具有很大提量空间，尤其是移动床生物膜(MBBR)、膜生物反应器(MBR)等工艺在国内广泛应用后，更增加了多种技术选择，能够实现原池提量。不论是MBBR还是MBR，核心技术思路均为提高生物量，提高处理负荷，强化处理效果，各具优势，需要具体项目具体分析适用性。本研究通过华东某污水厂扩容提效项目分析，以MBBR为核心，实现原厂提量20%，为国内具有类似需求污水厂改造提供技术参考。

01项目背景

1.1项目概况

华东某污水厂占地104亩，历经四期工程建设。一期设计处理能力为2.5万m3/d，采用三沟式氧化沟处理工艺，于1995年建设，1999年投入运营;二、三期工程设计处理能力均为3万m3/d，采用A/A/O工艺，分别于2006年、2008年初建设，二期工程2007年投入运营，三期工程2009年1月投入运营;2012年实施的四期工程为对已建工程的改扩建，将一期扩建至4万m3/d，扩建后的污水处理厂总处理规模达到10万m3/d，建设后出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A排放标准。

但近几年，随着入住城区的企业、居民增加和排污管网的完善，污水排放量也在不断增加，该污水厂现有规模及处理能力已不能满足城区污水量的增长，因此本次工程根据污水量增长的情况对现状污水厂采用MBBR工艺进行原池扩容改造，扩容后规模为12万m3/d，出水水质仍满足一级A排放标准，并保留水厂再次提标的可能性，设计进水水质如表1所示，现有构筑物参数如表2所示。

表1 污水厂升级改造设计进、出水水质(mg/L)

表2 各期水量及池容

1.2改造难点

本项目的改造难点包括：

1)原厂区内提量，水量从10万m3/d增加到12万m3/d，提量20%，水厂内已无生化池扩建用地，水厂两边临海，两边为居民区，无法扩建;

2)进水水质波动较大，与当地季节有关，旅游季节人口增加，水质浓度波动也随之变化较大;

3)工期紧，水厂已超负荷运行，出水因超负荷波动，对环境有较大压力;

4)提量同时应保留未来进一步提升至准IV类水的可能性。

02方案设计与系统调试

2.1技术路线

项目初步确定在MBBR路线与MBR路线中进行比选。

MBR路线，即对现有四期生化池进行改造，使其处理能力由4万m3/d提高至6万m3/d，总处理能力达到12万m3/d。MBR方案采用A/A/O+MBR的组合，工艺成熟、稳定、可靠，同时结合先进的膜分离技术，其占地小、流程较短、耐水质冲击负荷、出水稳定可靠、控制管理方便，能够保证出水稳定优质达标，出水可以直接成为多种用途的回用水资源。

但需要新建曝气设备间且需安装整套膜处理设备，整个项目吨水投资为570.8元/m3。同时由于MBR工艺的运行需要较高的曝气，且需要定期冲洗，所以运行成本相对较高，单位处理成本超过1.5元/m3。MBR直接与生物处理工艺相结合对膜的寿命影响也较大，更换成本较高。MBR方案需进行膜设备间、新曝气系统、二沉池出水管线改造等，施工周期45天。

MBBR路线，即对现有二级设施进行改造，二期、三期、四期增加处理能力，总处理规模增加2万m3/d，改造后污水厂污水处理规模达到12万m3/d。MBBR方案工艺成熟，目前国内应用超过800万吨/天，已在无锡芦村[1]、青岛团岛[2]等项目中被广泛应用。在提量方面，包括山东兖州[3]、青岛李村河[4][5]、崇福污水厂等多个应用，处理效果好。

综合考虑二三期二沉池运行情况，MBBR方案运行管理简单，核心组件十五年不需要更换，运行成本相对低。整个项目吨水投资为500元/m3，单位处理成本1.03元/m3。MBBR方案需对生物池部分改造、二沉池改造，施工周期40天。

综上所述，结合该污水处理厂现有条件，综合考虑用地、处理效果、投资及运行等因素，MBBR方案先进、可靠、稳定，因此采用MBBR工艺作为本次扩容工程的处理工艺。

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