生活污水處理廠CASS 工藝改造MBBR工藝設計- 施工一體化施工工藝

趙忠洋，夏濤，徐新，張宇飛

（中建二局基礎設施建設投資有限公司，成都610072）

1 設計原理

1.1 改造前出水水質(zhì)與標準對比

綿竹市城市污水處理廠改造前綜合出水指標達到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》的一級A 標準如表1 所示。項目改造完成后需達到DB51/2311—2016《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標準》，如表2 所示。

表1 GB 18918—2002 一級A標準mg/L

表2 設計出水水質(zhì)（DB 51/2311—2016）mg/L

通過對一級A 標與最新四川地標出水水質(zhì)對比分析可知，目前出水水質(zhì)除SS 達標外，CODCr、BOD5、總氮、氨氮、總磷均超過四川地標要求的排放標準，提標升級改造刻不容緩。

1.2 設計思路

本污水處理廠原有工藝的核心是CASS 工藝。改造的關鍵是最大化地利用原有設備、儀器，所以改造方案也要基于微生物生化處理，這樣改造范圍小、投資少。污水是否適合采用微生物進行生化處理，跟污水中的各種污染物有密切關系，利用微生物生化處理污水的實質(zhì)是微生物以“污染物”作為食物，通過其自身的代謝作用，分解污染物，達到污水處理的目的。所以確定改造方案的第一步是對污水成分進行分析。具有優(yōu)良可生化性的污水如表3 所示。綿竹市城市污水處理廠目前進水水質(zhì)特征如表4 所示。

表3 優(yōu)良可生化性污水各成分比值

1.2.1 BOD5/CODCr比值

BOD5和CODCr是污水可否利用微生物生化處理的重要指標，通常用BOD5/CODCr比值來評價污水的可生化性。一般情況下，BOD5/CODCr值越大，說明污水可生化性越好（見表5）。

表4 本項目2019 年進水各成分比值

表5 BOD5/CODCr 值與可生化性對應關系

通過對本項目2019 年進水成分分析，BOD5/CODCr平均值為0.554，最低數(shù)值也達到了0.43，具備良好的可生化性。

1.2.2 碳氮比（BOD5/TN）

C/N 比值是判別能否有效生物脫氮的重要指標。通常C/N≥2.86 就能進行脫氮，但一般認為C/N≥3.5 才能進行有效脫氮。反硝化過程必須在碳源足夠的條件下才能夠徹底完成。

通過對本項目2019 年進水成分分析，BOD5/TN 平均值為3.49，最低數(shù)值2.6，不滿足C/N≥3.5。說明本項目現(xiàn)狀碳源明顯不足，總氮出水達標穩(wěn)定性較差，必須考慮強化脫氮，充分利用有限碳源，必要時考慮采取提升碳源（如外加碳源）的措施。

1.2.3 碳磷比（BOD5/TP）

碳磷比（BOD5/TP）是用于判別可否生物除磷的指標，通常認為BOD5/TP 的比值大于17 可適用于生物除磷，該值越大，效果就越好。通過對本項目2019 年進水成分分析，BOD5/TP 平均值為33.68，最低數(shù)值25.3，均大于17，可以采用生物除磷工藝。但是，由于脫氮時碳源已經(jīng)不足，而污水處理時應優(yōu)化考慮脫氮。所以除磷時可使用化學除磷的方式來滿足排放標準。

綜上所述，綿竹市城市污水廠進水水質(zhì)可生化性較強，改造方案應以微生物處理為主輔以化學除磷，最終確定改造方案為：MBBR 工藝（由CASS 工藝改造）+高密度沉淀池+反硝化濾池+接觸消毒池為主體的處理工藝[1]。

1.3 MBBR生化處理技術工藝介紹

MBBR 工藝是活性污泥處理與懸浮生物膜的完美結合，它的原理是往活性污泥主反應區(qū)內(nèi)投入MBBR 填料。填料雖然個體小，但數(shù)量多、比表面積大，這樣就可以增加整個主反應區(qū)內(nèi)的微生物種類和總量，提高污水處理效率。

在好氧條件下，曝氣充氧時，空氣泡的上升浮力推動填料和周圍的水體流動起來，當氣流穿過水流和填料的空隙時又被填料阻滯，并被分割成小氣泡。在這樣的過程中，填料被充分地攪拌并與水流混合，而空氣流又被充分地分割成細小的氣泡，增加了生物膜與氧氣的接觸和傳氧效率。在厭氧條件下，水流和填料在潛水攪拌器的作用下充分流化起來，達到生物膜和被處理的污染物充分接觸而降解的目的。

2 改造難點分析及解決思路

2.1 難點分析

CASS 池改造為MBBR 池的施工難點：（1）原CASS 池底密布曝氣管，曝氣管上曝氣孔極小，一旦被破壞肉眼難以發(fā)現(xiàn)，會造成曝氣不均勻，污泥供氧不充分，直接影響污水處理效果；（2）原CASS 池鋼筋混凝土結構長期處于污水環(huán)境內(nèi)，表面混凝土受污水腐蝕，若直接澆筑推流器基礎，后期質(zhì)量無法保證[2]。

2.2 解決思路

解決思路包括：（1）施工時設置馬道，施工人員在馬道上施工，防止施工人員踩踏曝氣管，同時施工機具設備也必須置于馬道上，不能置于曝氣管上。施工后及時清理走模板、混凝土等垃圾，防止割破曝氣管。正式通水前先進行預通水，將整個MBBR 池內(nèi)充滿1m 深清水開始曝氣，觀察氣泡是否均勻，若曝氣不均勻，記錄好相應部位，抽走清水即可及時維修。（2）池體清洗干凈后，測量放出混凝土基礎位置，將這些部位原有混凝土鑿除5cm，再澆筑混凝土基礎。

3 安全措施

運行期間的CASS 池內(nèi)充滿污水、污泥，成分復雜可能產(chǎn)生有毒有害氣體，改造前如果準備不夠充分，易發(fā)生中毒事故。所以，CASS 池停產(chǎn)后應立即排干池內(nèi)剩余污水，然后在池體上部用沖洗機對池內(nèi)淤泥進行沖洗，并用專用吸污車吸走清洗產(chǎn)生的污水。進入池體內(nèi)部前，先用有毒有害氣體檢測儀檢測池體內(nèi)空氣，確認安全后方可進入池體。施工過程中池體內(nèi)部及頂部均設專人全程旁站、監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題及時施救。

4 結語

本工程改造完成后，經(jīng)過對出水水質(zhì)的試驗檢測，生物脫氮除磷效果明顯。此改造工藝施工簡單、工程進度快、投資較小、節(jié)約用地且易于后期維護保養(yǎng)。