A2/O-MBR組合工藝運行優化與氮磷深度控制的分析

鄧妍

摘要：為了遏制水環境不斷惡化的趨勢，應加強對氮、磷超標的治理工作，促進水生態環境平衡發展。本文采用A2/O-MBR作為主體工藝，后續輔以化學除磷和以深床濾池為反硝化單元的組合工藝，確保最終出水滿足天津市《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（DB12/599-2015）A標準排放要求。

關鍵詞：A2/O-MBR;化學除磷;深床濾池;脫氮除磷

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）04-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.059

Abstract：In order to curb the continuous deterioration of the water environment， we must strengthen the control of excessive nitrogen and phosphorus and promote the balanced development of the aquatic environment.This article uses A2/O-MBR as the main process， followed by a combined process of chemical phosphorus removal and a deep bed filter as a denitrification unit to ensure that the final effluent meets the Tianjin Municipal Wastewater Treatment Plant Pollutant Discharge Standard（DB12/599-2015）A standard emission requirements.

Key words：A2/O-MBR combination process;Chemical phosphorus removal;Deep bed filter;Nitrogen and phosphorus removal

近年來，隨著我國經濟社會的快速發展，各地區城市污水排放量急劇增加，水污染的問題也日趨嚴重，嚴重制約了我國經濟又好又快的發展。其中氮、磷的超標是導致該問題嚴重的主要因素。為了遏制水環境不斷惡化的趨勢，保持水環境生態平衡，我國污水排放標準中所設定的要求不斷提高。如天津市推出的地方標準要求設計規模≥10000 m3/d的城鎮污水處理廠，出水TN ≤10 mg/L和TP≤0.3 mg/L[1]，這表明大部分的污水處理都需要進行深度脫氮除磷。

1 實驗裝置與進水水質

本次試驗采用A2/O-MBR組合工藝和深床濾池聯用組成。其中A2/O-MBR試驗裝置中厭氧池、缺氧池、好氧池之間用擋板隔開且上部通過管路相通，膜池設置污泥回流管，回流污泥到厭氧池。好氧池及膜池底部均勻鋪設曝氣管，膜組件置于曝氣裝置上部，底部進水，中間束狀膜組件間歇抽吸出水。深床濾池采用上向流設計，底部設有進水及反沖洗水管，經過濾料，從濾池上部的出水口排出。

表1 進水水質變化范圍

項目單位 COD（mg/L） NH4+-N（mg/L） TN （mg/L） TP （mg/L） SS （mg/L） pH

變化范圍 338-500 83-120 90-200 8.7-11 125-600 6.2-9.1

2 結果與討論

2.1 A2/O-MBR工藝處理效果

根據正交試驗得出的結果，采用優化后的參數即氣水比20：1，污泥濃度8 000-10 000 mg/L，混合液回流比250%，考察連續運行30 d的對各污染物去除效果。A2/O-MBR組合工藝對綜合污水中的COD、NH4+-N、SS具有良好的去除效果，系統的出水COD、NH4+-N、SS濃度均值分別為19.83、0.78、3.45mg/L，COD、NH4+-N、SS平均去除率分別為92.8%、98.87%、95.9%，能高效去除有機污染物，均達到天津市《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（DB12/599-2015）中A標準。由于系統受有機負荷較低、進水碳源不足等原因的影響，A2/O-MBR組合工藝出水中TN和TP的去除效果不是很好，出水TN、TP的平均濃度值分別為34.12 mg/L和1.71 mg/L，不能達到排放標準要求。

2.2 MBR輔助化學除磷效果

針對A2/O-MBR組合工藝出水，為達到TP≤0.3 mg/L這一更高排放要求，采用化學除磷法對A2/O-MBR組合工藝出水進行深度處理，以期在實現高效除磷的同時降低膜污染，為出水TP穩定達標運行提供重要參考。

（1）在A2/O后設置MBR并輔以化學除磷，考察PAC不同投加量對處理效果的影響，確定最佳投加量為30 mg/L。由于試驗中加藥時間較短，為進一步的實驗與分析，在最佳投藥量下連續運行50 d，投加時間超過了1個污泥齡，除磷效果穩定。TP進水平均濃度在1.35～2.23 mg/L范圍內，出水TP濃度在0.14～0.35 mg/L之間，TP平均去除率達到87.1%，滿足排放A標準。此外，比較MBR上清液和出水TP濃度，說明膜截留對于除磷發揮了重要作用，保障了出水水質。

（2）隨著PAC投加量不斷增加，MBR上清液中SMP含量逐漸降低，大尺寸污泥絮體比例明顯增加，且絮體結構能在活性污泥中穩定存在，在一定程度上有助于緩解膜污染進程[2]。

（3）膜通量恒定的情況下在MBR裝置中投加PAC，對膜的影響不大，可以有效減緩TMP 的上升趨勢，改善污泥性狀，提高了膜的抗污染的性能。但是隨著時間的延長，膜通量也會下降，此時膜也受到一定程度的污染，需要對膜組件進行定期清洗，控制膜池內污泥的質量濃度。

2.3 深床濾床優化研究

為了滿足最終出水TN≤10 mg/L的深度脫氮要求，在A2/O-MBR組合工藝和化學除磷工藝的基礎上增設深床濾池處理單元，選取乙酸鈉作為外加碳源，以C/N和濾速為主要研究對象，研究其在運行過程中，對TN去除效果的影響。

碳氮比值可以間接反映碳源的投加量，是深床濾池工藝設計與運行的重要參數。以乙酸鈉為碳源，向進水中投加不等量的乙酸鈉來調節進水中不同的TN值，使 C/N值為 2、3、4和5。當進水C/N為4時投加碳源乙酸鈉最少，出水TN平均濃度下降至 8.48 mg/L，工藝對TN的平均去除率為75.3%，出水TN滿足A標準要求。

深床濾池的濾速與其HRT、反應器的有效體積以及運行成本都有密切聯系，選擇合適濾速條件對深床濾池的正常運行至關重要。本次試驗進水TN濃度范圍為28.3～40.5 mg/L，控制C/N在4左右，通過改變進水蠕動泵的流量的大小，使得濾速分別為2 m/h，1 m/h，0.6 m/h，0.5 m/h，0.4 m/h。在不同濾速下TN去除率不同，當濾速變為0.6 m/h時，出水TN濃度有明顯下降，但幅度不大，出水平均值為9 mg/L，平均去除率為75.6%，去除效果最好。

3 結論

（1）A2/O-MBR組合工藝對綜合污水中的COD、NH4+-N、SS有良好的去除效果，系統的出水COD、NH4+-N、SS濃度均值分別為19.83、0.78、3.45 mg/L，COD、NH4+-N、SS平均去除率分別為92.8%、98.87%、95.9%，能高效去除有機污染物，達到排放標準。

（2）在A2/O后設置MBR并輔以化學除磷，確定PAC的最佳投加量為30 mg/L，在最佳投藥量下連續運行50 d，除磷效果穩定。出水TP濃度在0.24 mg/L，TP平均去除率達到87.1%，滿足排放A標準。

（3）深床濾池工藝以乙酸鈉為外加碳源，控制進水C/N為4：1，濾速為0.6 m/h時，可滿足出水TN≤10 mg/L。

參考文獻

[1]劉紅磊，李安定，邵曉龍，等.天津市《城鎮污水處理廠污染物排放標準》解讀[J].城市環境與城市生態，2015，28（06）：22-28.

[2]胡以松.A2/O-MBR污水處理系統中膜污染物質和行為解析[D].西安：西安建筑科技大學，2013.

[3]張海豐，劉洪鵬，趙貴龍，等.MBR 中微生物代謝產物對膜污染的影響及其調控方法的研究進展[J].東北電力大學學報，2013，33（4）：1-5.

[4]王先濤，李易，黃韜，等.水力負荷對反硝化濾池深度脫氮效能的影響[J].中國給水排水，2016，32（21）：12-16.

收稿日期：2020-01-19

作者簡介：鄧妍（1990-），女，漢族，碩士研究生，助理工程師，研究方向為環境保護。