淺談MBBR工藝在污水處理廠提標(biāo)改造過程中的應(yīng)用

朱曉琳

（康達(dá)環(huán)保（臨沂）水務(wù)有限公司，山東臨沂 276000）

0 引言

社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然帶來環(huán)境承載力的增加，環(huán)境保護(hù)是城市發(fā)展必不可少的組成部分，水環(huán)境保護(hù)是城市環(huán)境保護(hù)的重要組成部分。隨著中國城市城鎮(zhèn)化建設(shè)速度的加快，城市發(fā)展導(dǎo)致人口的不斷增加，必然導(dǎo)致污水排放量的激增，低標(biāo)準(zhǔn)的排放尾水，必然帶來收納水體的高污染。

而早期城市污水處理廠的建設(shè)卻與社會發(fā)展的要求有差距，有很多污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)不能滿足完全一級A標(biāo)，排水已經(jīng)不能滿足人們對環(huán)境保護(hù)的需求。這就要求我們必須對城市污水和工業(yè)污水的治理進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的處理，提高出水標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合整治，使水資源實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，以滿足經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的要求。

為了流域水質(zhì)，提高周邊居民生活水平，老舊污水廠進(jìn)行提標(biāo)改造工程建設(shè)迫在眉睫。常規(guī)的二級生化處理很難全面穩(wěn)定達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，因此提標(biāo)工程需要增加深度處理工段，同時也一并解決老舊污水廠的噪聲擾民以及臭氣影響空氣環(huán)境的問題，需要改變生化池的充氧方式，改成鼓風(fēng)底部曝氣，增加除臭系統(tǒng)。

1 污水處理提標(biāo)工藝設(shè)計原則

城區(qū)早期建設(shè)的污水處理廠工程建設(shè)和運(yùn)行一般投資較大，且受工藝、技術(shù)、環(huán)境、科技等多種原因制約和影響。在提標(biāo)改造過程中污水處理工藝方案的選擇及優(yōu)化對確保污水處理廠的高效節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。

提標(biāo)改造工程在工藝設(shè)計方面遵循以下原則：

（1）建設(shè)內(nèi)容主要包括二級生物處理的改造、深度處理、臭氣治理、充氧模式的更換。

（2）預(yù)期性原則，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際地質(zhì)特點(diǎn)及污水處理廠近年來進(jìn)出水變化的指標(biāo)，充分考慮水質(zhì)未來預(yù)期變化的特點(diǎn)。

（3）節(jié)約降耗原則，優(yōu)先采用能耗低、處理效果穩(wěn)、操作簡便、工藝成熟的工藝，降低投資和運(yùn)行成本。

（4）設(shè)備的穩(wěn)定性，關(guān)鍵設(shè)備選擇高效、穩(wěn)定、管理方便及維修維護(hù)操作方便專用污水和污泥處理設(shè)備。

（5）污水處理廠的進(jìn)、出水水質(zhì)應(yīng)滿足國家及地方現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)。

（6）節(jié)約用地的原則，總平面布置在工藝合理的基礎(chǔ)上，綜合考慮環(huán)境的內(nèi)外影響，盡量減少土方工程量，降低投資。各工段設(shè)計充分考慮運(yùn)行工藝調(diào)整的靈活性。

2 MBBR工藝概述

移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR）采用聚乙烯中空圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)有十字支撐，外有翅片。密度約為0.95g/cm2。MBBR的有效比表面積大于500m2/m3。載體的密度和特殊形狀使微生物在被保護(hù)載體的內(nèi)表面生長，更有效地去除廢水中的污染物。自1989年第一套生物移動床工藝建成以來，已在50多個國家建成上千座城市和工業(yè)廢水處理設(shè)施，并取得了良好的效果。

2.1 MBBR工藝原理

MBBR工藝以懸浮填料為載體，為微生物提供可供附著的良好生存環(huán)境，懸浮填料在水中呈現(xiàn)流化狀態(tài)，通過與污水的充分接觸，使污水得到高效處理。此工藝融合了生物接觸氧化和生物流化床的優(yōu)點(diǎn)，擁有高傳質(zhì)效率、高處理效率、較低流化動力等優(yōu)勢，運(yùn)用生物膜法原理和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了生物膜工藝的活性污泥方式運(yùn)行。按照運(yùn)行形式分類，分為懸浮填料工藝和活性污泥-懸浮填料復(fù)合工藝。技術(shù)關(guān)鍵在于生物填料，填料比重需接近于水，輕微攪拌下能在水中自由上下運(yùn)動，且具有較大有效表面積，利于微生物附著生長等優(yōu)點(diǎn)，填料的特征結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠?yàn)槲⑸锷L提供受保護(hù)的內(nèi)表面積（綠色為剛剛修改的或者增加的）。

MBBR工藝原理示意圖如圖1、圖2所示。在好氧區(qū)曝氣充氧時，氣泡上升過程可推動填料、懸浮污泥和周圍的水體充分的混合、接觸反應(yīng)，填料自身孔隙以及水和填料之間的空隙會阻滯上升氣流，并將底部上升的氣流分割成更多的細(xì)小氣泡。在這個過程中，填料被充分?jǐn)嚢韬突旌显谖鬯校⒈煌耆殖尚馀荩愿纳粕锬づc氧氣的接觸，提高氧氣傳遞和傳質(zhì)的效率。流化床生物膜工藝突破了傳統(tǒng)生物膜工藝的堵塞和水分配不均的問題，生物流化床的流態(tài)化局限性，為生物膜法在廢水生物處理中的更廣泛應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

圖1流動床生物膜工藝原理

圖2懸浮載體填料

2.2 MBBR工藝的主要優(yōu)點(diǎn)

2.2.1高容積負(fù)荷，節(jié)省用地

通過向生化池中投加生物填料，對比其他傳統(tǒng)污泥法，可大量增加生物有效生物數(shù)量，對比生物膜法，填料流化顯著提高傳質(zhì)效果。占地可較活性污泥法節(jié)約30%～50%用地。

2.2.2可同步強(qiáng)化脫氮除磷

采用活性污泥-懸浮填料復(fù)合方法，可實(shí)現(xiàn)同一生物反應(yīng)池內(nèi)不同泥齡的微生物實(shí)現(xiàn)共存。脫氮菌群（硝化菌群）一般為生存在長泥齡里的細(xì)菌，需較長泥齡（15—25d）；除磷菌群（聚磷菌）一般為短泥齡細(xì)菌，需較短泥齡（3—7d）；復(fù)合工藝由于生物填料的投加，為硝化細(xì)菌的生長提供了載體，延長其污泥齡，增強(qiáng)脫氮效果；同時控制活性污泥體系為短泥齡，可增強(qiáng)除磷效果[2]。

2.2.3抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，惡劣水質(zhì)條件下仍表現(xiàn)較好處理效果

MBBR工藝填料區(qū)污泥齡長，增大微生物種群的豐度，有利于難降解有機(jī)物的處理。低溫、高鹽、低基質(zhì)等惡劣水質(zhì)條件下，MBBR長泥齡及局部存在好氧、缺氧微環(huán)境，有利于其對于惡劣水質(zhì)條件下，適應(yīng)微生物的篩選與富集，利于馴化嗜冷菌、耐高鹽菌等的富集。

2.2.4無活性污泥工藝易污泥膨脹等問題，產(chǎn)泥率低，節(jié)約處置費(fèi)

采用活性污泥-懸浮填料復(fù)合工藝時，由于老化脫落的生物膜無機(jī)質(zhì)比例較高，密度大易于沉降，具有接觸絮凝效果，提高污泥聚集以及沉降性能，易于降低污泥含水率，可節(jié)約污泥處置費(fèi)用。

2.2.5系統(tǒng)壽命長

填料耐磨耐用，攪拌器采用香蕉型的攪拌葉片，外形輪廓線條柔和，不損壞填料；整個攪拌和曝氣系統(tǒng)很容易維護(hù)管理，由于填料對氣泡的切割作用提高氧轉(zhuǎn)移效率，可使用穿孔曝氣提高曝氣系統(tǒng)安全性，延長檢修周期。

2.2.6適用于污水處理廠升級改造及立體擴(kuò)容

工藝方式的轉(zhuǎn)變比較靈活：①它適用于不同的池型結(jié)構(gòu)，而對原工藝效果不會產(chǎn)生不利影響；②可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要靈活選擇各種比表面積的填料及不同填料的填充率；③移動床生物膜工藝非常容易溶入原生物處理工藝，如AAO工藝、AO工藝、SBR及其改進(jìn)工藝和各類氧化溝工藝等，形成活性污泥-生物膜組合型工藝。所以，它非常適合于城鎮(zhèn)或工業(yè)污水處理廠升級改造，使其滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級A出水標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.3 MBBR工藝的主要缺點(diǎn)

因填料價格較貴，因此采用MBBR工藝改造的前期投資相對高一些。

3 論證結(jié)論

經(jīng)分析論證可知，為了確定方案的合理性，建議改成MBBR工藝方案，通過對原生化系統(tǒng)進(jìn)行原位改造，在好氧區(qū)投加填料，增大好氧區(qū)負(fù)荷，確保氮的達(dá)標(biāo)處理，并通過后續(xù)采用高密度沉淀池+濾布濾池來對SS、TP進(jìn)行把控，能保障出水穩(wěn)定達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。

MBBR工藝以及在活性污泥法中增設(shè)MBBR的各類組合工藝運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定、操作便捷、易于調(diào)整控制，對進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化承受能力強(qiáng)，脫氮除磷效果好，是一種經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定的污水處理方法；隨著國家和地方對各污水處理廠出水水質(zhì)要求的提高，對于存在早期建設(shè)但工藝尚無法滿足新要求、用地緊張、土地成本過高、資金困難等問題的項(xiàng)目，該工藝是非常合適的解決方法之一，在城市或工業(yè)污水處理廠的升級改造中必將得到更加廣泛的應(yīng)用。