水处理用悬浮载体填料行业标准解读与投加量设计探讨

同时可采用挂膜培养硝化速率测定法作为有效比表面积准确性的验证方法。该方法根据容积负荷及已知的有效比表面积参数，推算待检测载体的有效比表面积。取SPR-Ⅰ、SPR-Ⅱ、SPR-Ⅲ、A载体、B载体5种载体，以SPR-Ⅰ为参比，5种载体各取30L，在500L反应器内混合培养挂膜，培养30d，将5种载体分开，分别在100L反应器内测定硝化速率，因载体在相同条件下培养，假定表面负荷相同，以SPR-Ⅰ容积负荷及有效比表面积作为基础，测算其他载体的有效比表面积。挂膜与硝化速率测定方法参考《行业标准》，结果如图2及表5所示。

图2不同类型悬浮载体硝化速率测定

表5不同类型悬浮载体有效比表面积测定

从上述结果看出，SPR系列载体的实测有效比表面积与标号一致，可见《行业标准》对于有效比表面积的界定较为准确；同时，A载体及B载体与标号差别较大，可见通过挂膜培养硝化速率测定法验证具有一定的实践意义。

这种方法可作为有效比表面积测定的验证方法，优点是考虑了微生物实际传质及富集状态，缺点是培养周期在30d，难以快速获得。载体有效比表面积的准确界定，直接影响了投加量及处理效果，对工程实施的成败具有重要意义。建议相关部门修订《行业标准》时，完善典型载体的单方个数等信息，为有效比表面积的确定提供依据。

4悬浮载体的选型及验收

由于悬浮载体种类较多，有效比表面积差别较大，无法以体积作为控制指标，工程实践中多以有效表面积作为购置指标。确定了有效生物膜面积及载体有效比表面积，计算出载体体积，根据堆积密度测算出载体质量，最终可按《行业标准》中的体积或质量验收。

同时，应验证填充率是否满足要求。悬浮载体的填充率，即悬浮载体体积占填充区域池容的比例，属于校核参数，用以确认，在通常曝气或搅拌强度下，悬浮载体可否在填充区域内均匀分布，一般要求填充率≤67%。填充率可作为载体选型的依据，当填充率过大时，可选用有效比表面积更高的载体，降低投加量，满足填充率要求；同时，选型时应考虑近期及远期发展，为进一步提量或提标留有填充率空间。

5项目应用

山东某污水厂设计水量为10×104m3/d，总HRT=24.24h，原执行二级标准，2010年进行了一级A提标改造，设计进、出水水质及实际出水水质如表6所示。设计污泥浓度为3.5g/L，设计水温为12℃，根据总硝化性能及活性污泥硝化性能，计算载体部分需承担的硝化能力，根据表面负荷确定生物膜面积为6.3×106m2。

采用SPR-I型悬浮载体，载体投加量为14000m3，校核填充率为29%<67%，满足流化要求。由于设计依据准确，且有效比表面积标号与实际值一致，改造后已稳定运行6年，出水水质稳定达到一级A标准，部分指标甚至优于一级A。

表6山东某污水厂设计进、出水水质及实际出水水质mg˙L-1

6结语

①综合考虑材料密度、耐老化性、耐候性、热塑精密性、抗压、压缩回弹、耐磨性等，应选用纯HDPE作为悬浮载体材质；外观设计上，以空心圆柱状为代表的悬浮载体工程实践效果较好。

②悬浮载体投加量应按照表面负荷设计，取值受温度、DO、有机负荷、基质出水浓度、pH值等影响，可根据工程经验或现场试验确定。

③悬浮载体有效比表面积是载体性能的重要参数，可参考《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料》（CJ/T461—2014）计算方法及图样样例确定载体有效比表面积。

④以填充率作为悬浮载体设计及选型合理性依据，保证流化及载体进一步扩容空间。工程实践中，多以有效表面积作为购置指标，并换算成体积或质量验收。

⑤建议有关部门尽快出台设计标准，结合《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料》，为MBBR工艺的设计和填料的选型提供技术依据。

(详细内容参见《中国给水排水》第16期：水处理用悬浮载体填料行业标准解读与投加量设计，作者：青岛思普润水处理股份有限公司,吴迪)

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