MBBR应用于污水处理厂提标改造中试研究

MBBR应用于污水处理厂提标改造中试研究齐勇陶涛吴韵瑕冯晓楠李干国(华中科技大学环境科学与工程学院，武汉430074)摘要采用MBBR对中部地区某城镇污水处理厂原有A。／O工艺进行改造，在前期小试的基础上分别在好氧池1和好氧池2中投加309／6的聚乙烯K。型填料，控制好氧池内气水比分别为6：1和8：1，混合液回流比150，污泥回流比50，生物反应池总水力停留时间为6．37h，好氧池溶解氧控制在2～3mg／L，温度为12~28℃时，试验稳定运行6个月，在不投加絮凝剂的情况下，二沉池出水平均浓度CODc≤37mg／L、NH3一N≤2．9mg／L、TN≤13mg／L、TP≤0．67mg／L，均能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2OO2)一级A标准。经济分析表明，改造后的运行费用约为0．41元／m。，小于改造前的O．46元／m。。关键词污水处理厂升级改造MBBR悬浮填料脱氮除磷0引言近年来，许多污水处理厂都面临着提标改造的问题。某中部城市管网的改善和泵站的不断增加使污水处理厂(A／o工艺)长期超负荷运行，出水部分指标超标，尤其在冬季情况更加严重。因此，该污水处理厂现有工艺迫切需要进行改造。MBBR(MovingBedBio—filmReactor)是将悬浮填料投加在反应器内并在填料内外表面形成生物膜的一种新型工艺[1]，通过附着生物膜的作用，使反应器内的水力停留时间和生物固体停留时间分离，以此来增加污泥龄，加强脱氮效果。填料在反应器内混合液回旋翻转的作用下自由移动，结合悬浮态的活性污泥，强化污水中污染物的处理效果。MBBR应用于改造现有处理工艺时具有不易堵塞、水头损失小、有机负荷高、改造投资省、见效快等优点_2]。本试验主要将MBBR与污水处理厂原A。／o工艺相结合，为污水处理厂的提标改造提供技术参考。1试验材料与方法1．1试验装置简介本试验对原有A。／o工艺进行改良，装置整体水力停留时间按照原污水处理厂的0．75倍设计，拟将原处理量15万m。／d增至20万m。／d，试验工艺流程见图l。试验装置由不锈钢板制成，各段容积为：初沉池132给水排水Vo1．37No．1l20111进水2沉砂池3进水泵4选择池5厌氧池6缺氧池7好氧池18好氧池29二沉池1O进水流量计l1搅拌机12空气13DO测定仪14出水15污泥流量计16混合液流量计17混合液回流泵18污泥回流泵19剩余污泥图1试验装置及工艺流程0．216m。、缺氧选择池0．475m。、厌氧池0．88m。、缺氧池1．34m3、两个载体好氧池总容积4．86rn3。初沉池接收来自原厂涡流沉砂池的出水，进一步处理原水中的沉砂和悬浮物；选择池接收来自二沉池的回流污泥，在该区域完成部分反硝化和部分磷的释放；厌氧池接收来自初沉池的进水，利用原水中的VFAs(挥发性脂肪酸)进一步进行磷的彻底释放。根据前期小试结果，缺氧池投加30的悬浮填料，接收内部硝化液回流，主要作用是反硝化脱氮；两个好氧池各投加309／6的悬浮填料，降解水中有机物、硝化以及吸收过量的磷，好氧池出水经过筛网(防止跑料)重力流向二沉池，二沉池采用中心进水周边出水的辐流方式。此中试装置中，好氧池通过曝气使填料流化，缺氧池依靠机械搅拌来使填料流化。1．2填料根据前期小试确定的填料选择对比性研究结果，确定试验采用聚乙烯材质的K。型填料，它具有良好的亲水性，有利于微生物的生长。填料密度(挂膜后)接近于水，可在曝气气泡作用下混合均匀。填料的内褶皱结构不仅可以增加填料的比表面积，而且可有效地减弱水流扰动对内部生物膜的冲刷，有利于形成较好的缺氧、厌氧环境，填料具体参数如表l。表1填料物理性能参数密度尺寸厚度比表面积材料}鲁|／rllin／ITIITI／m0／m3高密度聚乙烯0．96～O．9825．4×1O8．56601．3进水水质及分析方法试验采用原厂涡流沉砂池内的出水，试验进水水质如表2。表2试验进水水质C0DcrNH3一NTNTPSS指标pH／mg／L／mg／L／mg／L／mg／L／mg／L12O～13～24～2．3～1107．1～范围40022373．5～4OO7．9试验中主要检测指标为CODcr、NH。一N、NO—N、NO—N、TN、TP、SS等，检测方法参考《水和废水监测分析方法》(第4版)[3]，测定NO；-一N采用麝香草酚分光光度法[4]，测定SS、DO、温度等项目采用仪器法。在试验中采用荷兰FEI公司(Quanta200)环境扫描电镜和日本OLYMPUS的XWJ一60光学显微镜对填料上的生物进行观察分析。1．4填料挂膜与装置启动填料挂膜与装置启动分两个阶段进行。1．4．1闷曝取原污水处理厂厌氧池污泥，将接种污泥分别加入反应装置中，打开原水进水泵，待反应器内进满水后，关闭进水泵，并打开曝气阀进行曝气。通过调节曝气管