污水厂准Ⅳ类水Bardenpho-MBBR提标改造分析

技术路线II，生物池由A/A/O三段式改为五段Bardenpho强化TN去除，好氧段投加填料形成MBBR工艺用以弥补五段式分隔带来的好氧硝化池容不足，新建反硝化滤池作为出水达标的保障。

考虑到技术路线I在总投资、运行费用上均较高，此外运行稳定性也较为欠缺，最终确定技术路线II作为本项目升级改造方案。技术路线II的工艺优势表现在：

1)工艺流程设置合理，充分发挥了二级生物处理的作用，Bardenpho-MBBR工艺可以保证出水COD、BOD、氨氮及TN指标的达标，深度处理确保TP及SS达标即可;

2)采用Bardenpho-MBBR工艺在确保TN达标的前提下，可以充分利用原水碳源，减少外投碳源用量;

3)MBBR工艺具有较强的抗冲击性，在进水水质水量波动较大的情况下，也能很快恢复系统的稳定性;

4)在设计中反硝化滤池无需考虑大量的TN去除，仅考虑在极端条件下的情况即可，进一步降低了占地面积。在保证TP及SS的前提下，控制指标较少，操作运行简单，且无碳源泄露等风险。

5)投资及运行成本较低。

2.3生化段改造方案

生化段原有厌氧区和缺氧区不变，将好氧池根据设计方案进行重新划分为OAO，将原A/A/O工艺改造为A/A/O+A/O(Bardenpho工艺);第一级好氧池投加SPR-2型悬浮载体形成MBBR泥膜复合工艺，填料直径为25mm±0.5mm，高10mm±1mm，挂膜后比重与水接近，有效比表面积大于620m2/m3，符合《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体》(CJ/T461-2014)行业标准[7];好氧MBBR区域采用微动力混合池型，该池型具有水力条件好、无水力死角、无需推流器等特点，本项目采用微动力混合池型可节省16台专用推流器，以及每年84.096万元的电费，大大降低了投资和运行能耗。采取逐池改造的方式，不影响污水厂的正常生产。

图1 改造前后生化段工艺流程图

3改造后运行效果分析

本次升级改造工程于2017年6月17日开始，到8月中旬，水量达到设计值16万m3/d条件下，所投加的悬浮载体挂膜完成。分析2017年8月20日至2018年4月10日共计234d的进出水水质数据(包含整个冬季运行阶段)，并与改造前同期上一年运行数据进行对比。

3.1 系统改造后对COD、TP、氨氮的去除效果

COD不是本项目的难点，改造前已基本能达到准IV类水水平。经过MBBR+Bardenpho改造后生物池进出水COD均值分别为197.12mg/L、18.80mg/L，COD去除率均值为90.46%，出水COD稳定达到准IV水标准，如图2所示。

改造后，生化池除磷效果显著增加，由于生化池并未投加混凝剂，生化池除磷效果均为生物除磷过程。改造前生物池进出水TP均值分别为4.20mg/L，1.04mg/L，去除率均值为75.24%。经过MBBR改造后生物池进出水TP均值分别为4.00mg/L、0.48mg/L，TP去除率均值为88.00%，较改造前提升11.23%，如图3所示。

生物除磷效果的提升，主要是MBBR工艺对于提升生物除磷的间接效果。污泥龄是生物除磷的重要影响因素之一，聚磷菌需短泥龄。改造前，由于需要保障氨氮效果，一般运行中污泥浓度较高，泥龄更长，以确保硝化菌群在污泥中的占比，保证硝化;改造后，好氧区投加悬浮载体，实现了硝化菌群的固定富集作用，保证了硝化菌群的长泥龄，这样在一定程度上可以降低悬浮态污泥的污泥龄，强化生物除磷，特别是对溶解性TP的去除作用[8]。仅靠生物作用就使生化段出水TP低于0.5mg/L，大大减轻了后续深度处理设施的负荷，节省了运行费用。

图2 改造后生化系统对COD的处理效果

图3 改造后生化系统对TP的处理效果

改造前后氨氮处理水平相当，改造后生物池进出水氨氮均值分别为16.02mg/L、0.27mg/L，氨氮去除率均值为98.31%，如图4所示。改造前，由于好氧池容较大，水力停留时间长达7.8h，对氨氮有较好的处理效果，但是当进水水质水量存在冲击时，氨氮处理效果较差，系统的抗冲击能力差，此外，冬季低温时也经常出现氨氮波动的情况。

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