MBBR工藝在污水處理廠升級改造中的應用

郭中偉，史凱瑩

（保定市排水總公司，河北　保定　071105）

MBBR工藝在污水處理廠升級改造中的應用

郭中偉，史凱瑩

（保定市排水總公司，河北保定071105）

介紹了MBBR工藝在污水處理廠升級改造工程中的應用，實踐證明，通過投加填料上附著的生物膜可提高污水處理廠生物反應池的脫氮和有機物降解能力，并可節省工程投資，縮短工程建設時間，有效提升污水處理廠的出水水質。

移動床生物膜反應器；污水處理廠；升級改造

移動床生物膜反應器（Moving Bed Biofilm Reactor）簡稱MBBR，是1988年由挪威Kaldnes公司、挪威科技大學與SINTEF研究機構聯合開發的一種廢水處理工藝，挪威Kaldnes公司和德國的LINDE AG公司在MBBR工藝的研究、開發和應用方面處于世界領先地位。20世紀90年代中期MBBR開始在世界各國得到廣泛應用。

MBBR工藝將生物膜法和活性污泥法相結合，MBBR生物池可“鑲嵌”（組合）到已建污水處理廠的大部分工藝中，如AAO工藝、AO工藝、普通活性污泥工藝、SBR工藝和氧化溝工藝等，所以，其適合于城市或工業污水處理廠的升級改造，滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級A或一級B出水標準。一方面，MBBR反應器既具有傳統生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥少、無污泥膨脹現象發生的特點，又具有活性污泥法的高效性和運轉靈活性。另一方面，溫度變化對MBBR工藝的影響要遠遠小于對活性污泥法的影響，當溫度變化、污水成分發生變化或污水毒性增加時，MBBR的耐受力很強［1］。

MBBR工藝的核心在于向反應池中投加比重接近于水、處于流化狀態的生物填料。填料的有效比表面積大，作為微生物的活性載體，提高了反應池中的生物量，載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細小，增加了氧氣的利用率。另外，每個填料載體內外均附著不同的生物種類，內部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部附著好養菌，這樣每個載體都成為了一個微型反應器，MBBR中生物膜主要固著在填料上，污泥停留時間與水力停留時間無關，硝化菌、亞硝化菌等生長時間較長，比生長速率很小的微生物都可以在填料上生長，從而增強了脫氮能力，避免了傳統活性污泥法工藝中為了實現硝化作用而延長泥齡并因此易出現污泥膨脹的問題。MBBR可實現硝化菌與反硝化菌在空間上相對獨立生長，從而優化了兩種菌群的生長條件。硝化反應和反硝化反應同時存在，提高了反應池的脫氮能力。MBBR工藝既可用于有機物的去除，也可用于生物脫氮；既可用于新建的污水處理廠，更可用于現有污水處理廠的升級改造。

1　工程概況

保定市銀定莊污水處理廠處理規模為8萬m3/d，原污水處理工藝為A/O，原出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中二級排放標準，2010年，該廠開始實施升級改造工程，計劃將出水水質提升為一級A標準。整個升級改造分為兩個階段進行，第一階段先將污水處理廠出水水質提升至一級B標準，第二階段再提升至一級A標準。為了充分利用原有設施，挖掘運行潛力，一級B階段升級改造采用了MBBR工藝，在生物池的好氧段投加高效生物載體流化填料，通過填料上附著的大量生物膜提高生物池的生物量從而提高處理能力，完成氨氮的去除和有機物的降解，并在生物池內增加缺氧段，強化反硝化脫氮能力。MBBR工藝的應用省卻了大規模的土建施工，既節省了工程投資，又縮短了工程建設時間，一級B階段升級改造施工僅耗時3個多月，銀定莊污水處理廠改造完成通水運行后，在短時間內即實現了污水處理廠出水水質的提升。

2　改造設計

銀定莊污水處理廠一級B升級改造工程設計進、出水水質見下表。

設計進、出水水質表　（單位 mg/L）

銀定莊污水處理廠一級B階段升級改造后的生物池工藝如圖1。

圖1　生物池工藝

銀定莊污水處理廠每座好氧池的一部分改造為厭氧池，每座厭氧池新增容積489m3，增加相應的潛水攪拌器1臺。每座好氧池前端的一部分3040m3改造為缺氧池，每座缺氧池增加相應的潛水攪拌器2臺；增加低速推流攪拌器2臺。每座好氧池后端的一部分2254m3改造為缺氧池，每座缺氧池增加相應的潛水攪拌器3臺。每座生化池增加混合液內回流潛污泵2臺，每臺Q = 1660m3/h。新增曝氣器6300個。好氧池投加高效生物載體流化填料，單池投加填料1527.5m3，填料投加量為好氧池容積的29.7％［2］。

生物池內投加填料采用小直徑圓柱形填料，直徑25mm、長度10mm、密度為0.95～0.98kg/L，材料為高密度聚乙烯（HDPE）。

銀定莊生物池在第一、第二缺氧段和好氧段之間設置了不銹鋼格網，以避免填料流失。格網采用3mm不銹鋼制作，開孔直徑16mm，孔隙率56％。每個格網上部設置雙層可提拉格網門，以方便定期清理。格網下部設置有穿孔管，穿孔管與曝氣系統相連，利用空氣吹掃防止格網堵塞，同時避免格網邊的填料堆積。

污水處理廠在好氧段安裝有氣提系統，用于將順水流流到好氧段末端的生物填料回流回好氧段前端，完成填料的循環，防止填料在好氧段末端格網處堆積。氣提系統提升水量2000～3000m3/h，含氣率15％～30％。

3　運行情況

銀定莊污水處理廠一級B階段升級改造于2010年10月完成，在進水的同時開始投加填料，4～6周后掛膜成功，約3個月后，系統基本處于穩定狀態。收集2010年（改造前，2010年10月和11月處于改造施工期間，故無統計數據）、2011年、2012年（改造后）污水處理廠的進出水數據，統計每月COD、總氮、氨氮的去除情況，如圖2、圖3、圖4所示。

圖3　銀定莊污水處理廠總氮去除率

圖4　銀定莊污水處理廠氨氮去除率

從以上統計圖表可以看出，該污水處理廠的生物反應池對總氮和氨氮的去除能力都得到了較明顯的提升，總氮去除率由40％左右提高到了70％左右，氨氮去除率由50％左右提高到了80％左右，但COD去除率無明顯變化，分析是由于原生物反應池對COD的去除能力已經處于一個較高的水平，投加生物填料也很難再進一步提高COD的去除率。

4　運行中需注意的問題

（1）系統開始運行時，應在進水的同時投加填料，并在運行中始終保證充足的曝氣量，使填料處于均勻流化狀態。

（2）格網下穿孔管氣量以能吹動填料、不堵塞格網為宜，不宜太大，以免浪費空氣量。

（3）定時（每2小時一次）巡視格網前后的水位差，超過5cm時，應檢查攪拌器、穿孔管等設施狀態，若格網堵塞，應立即進行人工清理，并減少或停止本單元生物反應池的進水。

5　結語

在污水處理廠升級改造過程中，通過應用MBBR工藝，增設缺氧池和后置缺氧池，可以有效提升老工藝（如A/O工藝）污水處理廠生物反應池的脫氮效能，COD去除率也可保持在較高的水平上，實踐證明MBBR工藝是一種經濟、高效的污水處理工藝。

［1］牛學義.MBBR移動床工藝在城市污水處理廠升級改造中的應用［C］.2007水業高級技術論壇，2007.

［2］王立群，等.保定市污水處理廠升級改造工程初步設計說明書［Z］.中國市政工程東北設計研究總院，2010.

Application of MBBR in Upgrading Reform of Sewage Treatment Plants

GUO Zhong-wei，SHI Kai-ying
（Baoding Drainage Parent Company，Hebei Baoding 071105，China）

The paper introduces the application of MBBR in upgrading reform of sewage treatment plant. Practice shows that the bio-membrane inserted in fillings can increase the denitrification and degradation capacity of biological reaction tank in sewage treatment plant，and can save the project investments，shorten the construction periods and improve the effluent quality of sewage plant.

MBBR；sewage treatment plants；upgrading reform

X703

A

1006-5377（2016）10-0066-03