污水厂准Ⅳ类水Bardenpho-MBBR提标改造分析

北极星环保网讯:浙江某污水处理厂设计规模16万m3/d，采用Bardenpho-MBBR工艺进行改造，出水由一级B提标至准IV类水。生化部分，总容积不变且未改变厌氧及缺氧段，通过对好氧段功能重新划分，增加后置缺氧和后置好氧，并在好氧区投加悬浮载体，原池实现Bardenpho-MBBR，强化脱氮除磷效果;MBBR区采用微动力混合池型，无需使用推流器，节约投资和运行成本，利于系统运行维护。

改造后，生化段COD、NH4+-N、TN出水均值分别为18.80mg/L、0.27mg/L、8.43mg/L，在未投加碳源的情况下稳定达到地表准IV类水标准，生化段出水TP均值0.48mg/L，大大减轻后深度处理负荷;TN去除率较改造前提高一倍，得益于前置缺氧脱氮效率的提高、填料区SND现象及后置缺氧区的脱氮能力;通过对系统微生物进行高通量测序，结果表明，填料对系统的硝化贡献率达到85%，并且填料上附着的反硝化菌占比达到6.46%，证明了好氧区悬浮载体上存在同步硝化反硝化过程。

MBBR与Bardenpho工艺相结合技术能耗低、容积效率高、运行效果稳定，突破了常规工艺对TN去除的限制，适用于对TN要求严格的准IV类等高标准水质要求的污水处理厂新建及改造工程。

随着水环境质量要求的提高，部分地区提出了准IV类水概念，即在一级A基础上，对污染物排放标准进一步限定，一般典型的准IV类水要求氨氮≤1.5mg/L，TN≤10mg/L，TP≤0.3mg/L，SS≤6mg/L，COD≤30mg/L。多数污水厂在进行一级A升级改造中已增加了深度处理以强化TP和SS的去除，通过增加投药量或降低运行负荷可能以优化运行的方式实现出水TP和SS达到准IV类水标准，但对于氨氮和TN缺乏明确的升级改造路线。

污水厂历经几次提标，整体工艺流程基本定型，难有扩建用地，也难以改换工艺。生化池是污水厂池容最大的构筑物，自然也是潜力最多的构筑物;从污水处理的整体布局上，应当建立科学的改造观，氮磷处理也应当回归生化。生化工艺的强化本质上多是增加生物量，途径上区分为强化泥水分离以富集更高污泥浓度的膜工艺(MBR)，增加悬浮载体以提高污泥性能的生物膜工艺(MBBR)。

由于MBBR可直接与已有活性污泥法镶嵌，改造灵活，能最大化利用现有池容和工艺流程，受到了广泛关注。自2008年无锡芦村污水处理厂成功进行了MBBR升级改造以来，近10年，国内采用MBBR工艺的市政污水厂已超过800万吨/天，涵盖各类废水、工艺、池型、标准的改造[1-6]。本文以浙江省某污水厂准IV类水升级改造工程为例，分析MBBR工艺改造方案的应用效果，为污水厂准IV类水提标改造项目提供技术参考。

1项目概况

浙江省某污水处理厂，设计规模为16万m3/d，原生化段采用A/A/O工艺，尾水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。2016年该污水厂进行提标改造，要求在设计进水水量不变的情况下，尾水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(2015年征求意见稿)的特别排放限值，即准IV类水标准，如表1所示。

表1 污水厂升级改造设计进出水水质表

2技术路线与设计方案

2.1 改造难点

提标改造所面临的主要问题有：

1)升级改造难度大，出水水质由一级B标准直接升级至准Ⅳ类，跨度较大;

2)出水标准高，出水总氮、总磷和SS等指标都需大幅提升，对改造工艺要求更高;

3)原池改造，厂内用地有限，无生化池扩建用地，需充分挖潜现有生物池的处理能力;

4)施工难度大，生物池为全封闭结构，施工难度较大。

2.2技术路线选择

综合考虑进、出水水质及预留用地等情况先后提出两条技术路线：

技术路线I，A/A/O+高效沉淀池+反硝化深床滤池。

技术路线II，Bardenpho-MBBR+高效沉淀池+反硝化深床滤池。

技术路线I，生物池保持不变，深度处理新增高效沉淀池、反硝化深床滤池和加氯接触池，前者可以强化TP的去除，而后者可强化TN和有机物的去除，保证各项出水指标的稳定达标，但是该路线存在一系列问题：

1)升级改造仅通过新建“高效沉淀池+反硝化深床滤池”完成，将所有出水指标压力放在了深度处理构筑物上;

2)高效沉淀池仅用于化学除磷和过滤，去除TP和SS，而反硝化滤池则需承担剩余指标的去除，导致反硝化深床滤池承担负荷高，并且去除指标多，工艺控制复杂;

3)深度处理对氨氮没有降解作用，如果前端生物处理的氨氮降解不完全则会导致出水不达标;此外，硝化不足也会影响反硝化效果，导致TN出水不达标;

4)反硝化深床滤池的外加碳源利用率、需要脱除的硝态氮浓度、进水COD、出水COD指标，四者相互制约，工程上反硝化滤池一般可去除3-5mg/L硝氮，若去除更多，则面临COD超标风险，且易产生较多的污泥，出水SS较高，需要反洗频繁，而频繁反洗又不利于反硝化菌群富集，最终将导致系统运行不稳定;

5)在设计过程中，反硝化深床滤池承担越多TN的去除，投资和运行成本越高。

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