首页 > 论文范文 > 农业科技论文 > 农业工程论文 > 水污染防治论文 > 深床滤池工艺+MBBR在污水处理厂提标改造中的应用

深床滤池工艺+MBBR在污水处理厂提标改造中的应用

2023-08-29 79 上传者：管理员

摘要：近年来，绿水青山就是金山银山的理念已经逐渐成为全社会的共识。部分污水处理厂为深入打好碧水保卫战，进一步降低出水污染物浓度，开展了一系列提标改造工作。其中，MBBR+深床滤池工艺在提标改造工程中，发挥了重要作用。现以某污水处理厂为例，从进出水水质分析、工艺流程和工程设计等方面，对该工艺进行阐述。

关键词：
MBBR
提标改造
污水处理厂
深床滤池
生物膜工艺
加入收藏

移动床生物膜工艺（MovingBedBiofilmReactor,MBBR）工艺充分汲取了生物接触氧化及生物流化床的优点，克服了其传质效率低、处理效率差、流化动力高等缺点，运用生物膜法的基本原理，充分利用了活性污泥法的优点，实现生物膜工艺的活性污泥方式运行。反硝化深床滤池属于污水深度脱氮除磷处理工艺，该工艺功能集中，运行灵活，可以同时起到过滤截留SS（悬浮物）、化学微絮凝除TP（总磷）、生物反硝化去除TN（总氮）的作用。

1、工程改造背景

该污水厂设计处理规模为3.0万m³/d，处理工艺采用“预处理+Orbal氧化沟+混凝沉淀+过滤+接触消毒”，设计出水水质标准达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，尾水部分回用，剩余部分排入附近河体。然而，现状污水厂出水TN不能稳定达标。

随着上级主管部门对污水排放水质的要求逐步严格，出水水质标准提升至《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)表1地表水Ⅳ类标准，其中总氮指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准。现有污水处理工艺已无法满足出水要求，因此亟需进行提标改造工程。

2、工程改造规模及设计进、出水水质

2.1工程改造规模

该污水处理厂原始设计规模为3.0万m³/d，污水厂生物池等主要处理系统分为两个系列，每个系列处理规模均为1.5万m³/d。根据调研情况分析，本工程不改变现状设施处理规模，仍保持为3.0万m³/d。

2.2改造后设计进、出水水质

2.2.1设计进水水质

根据厂内提供的近一年进水水质数据资料，参考90%保证率下的进水水质情况，并适当考虑余量，最终确定本次提标改造进水水质如下：

污水处理厂设计进水水质指标

2.2.2设计出水水质

根据当地政府要求，污水厂出水水质需达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)表1地表水Ⅳ类标准，其中总氮指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准。

污水处理厂设计出水水质指标

注：括号外数值为水温>12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。

由上表可知，本次提标工程水质变化主要为以下五点：

1、出水COD由50mg/L提高的30mg/L;

2、出水BOD由10mg/L提标至6mg/L;

3、出水氨氮由5(8)mg/L提标至1.5mg/L;

4、出水总磷由0.5mg/L提标至0.3mg/L;

5、进水总氮由40mg/L增加至70mg/L。

3、工程改造去除项目分析

对污水处理厂去除项目进行分析，可以指导我们正确选择改造方案，对比进出水指标，进行针对性处理。

根据以上数据分析，出水COD由50mg/L提标至30mg/L，氨氮由5(8)mg/L提标至1.5mg/L，需采取措施使其稳定达标，故COD、氨氮指标是本次工程重点处理目标；TN的出水指标虽然没有发生变化，但考虑到进水指标提高及现状TN出水达标率不稳定，建议考虑TN的保证措施，故将总氮也列入重点处理目标。

现状污水处理厂的总出口的TP和SS可以通过加药和深度处理进行去除，BOD可通过增强生化的功能加以去除，故BOD、TP和SS可作为本次工程一般处理目标。

3.1重点处理目标

3.1.1 COD的去除

COD为化学需氧量，代表了污水中的有机物含量。可以从污水中的BOD5与CODcr比值分析出污水的可生化性能，当BOD5:CODcr≥0.45时的污水被认为易生化，当BOD5:CODcr≤0.25时的污水被认为不易生化，二者之间认为是可生化。

可生化COD随BOD5的去除而去除，如污水中不可生化COD过高时，为达到排放标准除生化处理外还应辅以化学、物理或其他方法（高级氧化等）去除。

针对本项目进水特点及现状厂区的实际运行情况，为安全应对出水COD指标新要求，考虑在现有生化段挖潜，改造现有生化系统为A2/O+MBBR处理工艺；同时，考虑在预处理段针对进水含油较高的特点增设一体化气浮装置，以提高COD去除率，保证COD稳定达标。

3.1.2氨氮和总氮的去除

污水脱氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，目前生物脱氮是主体，也是污水处理中经济和常用的方法，生物脱氮工艺较多，原理是一样的。

氮是蛋白质不可缺少的组成部分，因此广泛存在于城市污水之中。在原污水中，氮以NH3-N及有机氮的形式存在，这两种形式的氮合在一起称之为凯氏氮，用TKN表示，而原污水中的NOx-N（包括亚硝酸盐和硝酸盐在内）几乎为零，故通常进水总氮即近似等于凯氏氮。

氮也是构成微生物的元素之一，一部分进入细胞体内的氮将随剩余污泥一起从水中去除。这部分氮量占所去除的BOD5的5%。

在有机物被氧化的同时，污水中的有机氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧充足、泥龄足够长的情况下进一步氧化成硝酸盐。

去除总氮的方法一是异氧反硝化，反硝化菌在缺氧的情况下可以利用硝酸盐(NO3-N)中的氮作为电子受体，氧化有机物，将硝酸盐中的氮还原成氮气(N2)，从而完成污水的反硝化脱氮过程。

去除总氮的方法二是自氧反硝化，自养化菌在缺氧的情况反硝化去除总氮，自养脱氮技术是利用无机碳作为碳源，主要以无机物作为硝态氮还原的电子供体，将NO3-N还原为N2的过程。

根据污水处理厂出水对氨氮的要求，也可依靠改造氧化沟为A2/O+MBBR处理工艺，提高生化系统的硝化功能，确保氨氮和COD出水达标。

为提高总氮的去除率，建议在磁混凝沉淀池之后增设反硝化深床滤池，以确保总氮能够在进水总氮指标增高，冬季水温较低，硝化反硝化速率较低等情况下依然能够稳定达标。

3.2一般处理目标

3.2.1 BOD的去除

BOD为生化需氧量，代表了污水中可生物降解的有机物数量。污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后对污泥与水进行分离来完成的。

活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢的过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等易降解有机物）直接进入细胞内部被利用，而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面，然后被酶水解后进入细胞内部被利用。由此可见，微生物的好氧代谢作用对污水中的溶解性有机物和非溶解性有机物都起作用，并且代谢产物是无害的稳定物质，因此，可以使处理后污水中的残余BOD5浓度很低。

提标改造对BOD5去除的主要工作是：根据在线监测水质资料，通过强化氧化沟功能，将其改造为为A2/O+MBBR处理工艺，提高BOD5去除率，使得处理效果稳定达到标准。

3.2.2 SS的去除

SS主要代表了水质的悬浮和颗粒物质，污水中SS粒径一般大于1微米，在生活污水中的SS来自人类生活活动过程中的排泄物和洗涤残渣，工业污水中的SS来自生产过程中随污废水带出的颗粒。

污水中的SS的去除主要靠沉淀或过滤作用。污水中无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉降作用就可去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，无机颗粒(包括大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒)则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时在沉淀或过滤过程中被去除。

本项目深度处理的有磁混凝沉淀池能够确保SS处理效果稳定达标。

3.2.3 TP的去除

由于污水处理厂出水对磷的要求很高，采用生物除磷难以确保污水厂处理尾水中TP稳定达标。因此，为有效控制处理厂出水中TP的量，本工程需要增加除磷药剂的投加量，进行化学除磷，形成化学污泥，排出系统外，从而保证了出水水质达标。

4、改造后污水处理工艺流程

通过以上分析，本次提标改造在预处理阶段新增一体化气浮装置，改造现有生化系统为A2/O+MBBR处理工艺，并在磁混凝沉淀池之后增设反硝化深床滤池。改造后具体污水处理工艺如下：

粗格栅及提升泵房→细格栅及旋流沉砂池→配水井→一体化气浮装置（新建）→A2/O+MBBR生化池（现有生化段工艺改造）→二沉池→中间提升泵房→磁混凝沉淀池→深床滤池（新建）→接触消毒池→中水回用或排至附近河体”。

5、总结

综上所述，MBBR工艺在提标改造工程中运转灵活性高，不仅可以利用现有的各种池型（深浅方圆都可），而不影响工艺的处理效果；还可以很灵活的选择不同比表面积悬浮载体及不同悬浮载体填充率。当改造前后进、出水水质发生变化时，只通过提高悬浮载体填充率，即可保证原设计生物池容不变的情况下，满足提标后出水标准；同时，移动床生物膜工艺可以方便的与原有工艺有机结合，形成活性污泥-生物膜复合工艺，传统调控活性污泥系统的监测及控制方法（例如控制排泥、曝气等）均可用于复合工艺的调控，可根据系统功能、运行状况灵活调整。而新建的反硝化深床滤池，可以确保总氮在冬季水温较低、硝化效率较低等情况下，出水水质依然能稳定达标。

因此，MBBR+深床滤池工艺在类似的提标改造工程中，具有很高的参考价值。

参考文献：

[1]杨宏伟,邢雷，史政伟,杨峻，白云志臭氧MBBR在精细化工园区污水厂改造中的应用[J].工业水处理,2023,43(05):175-180.

[2]杨平,徐康康,周家中.杨忠启韩文杰，吴迪,黄青,钟晨. MBBR+磁混凝用于A2/O微曝氧化沟污水厂提标扩容[J]中国给水排水<,2023,39(10):67-74.

[3]吴绍国反硝化深床滤池在污水厂提标改造工程中的运行分析[J].山西化工,2022 ,42(09): 147-150+153.

[4]伍波叶昌明.王小林，陈红继彭金城.上向流反硝化深床滤池用于污水厂提标改造[J]中国给水排水,2022,38(04):103-108.

文章来源：冉韵竹.MBBR+深床滤池工艺在污水处理厂提标改造中的应用[A].河北省环境科学学会.华北五省市（区）环境科学学会第二十三届学术年会论文集[C].河北省环境科学学会:河北省环境科学学会,2023:149-153