卡魯塞爾氧化溝工藝改為MBBR 工藝提標增效的應用

莊建成

（三達膜環境技術股份有限公司廈門集美分公司，福建 廈門 361000）

吉安市螺子山污水處理廠二期由吉安宏源污水處理有限公司運營，已經建成規模4 萬噸/日，設計出水標準執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準的B 標準。2018 年省住建廳、環保廳下發了《關于加快推進城鎮污水處理廠達到一級A 排放標準工作的通知》，根據這份通知，吉安市啟動了螺子山宏源污水處理廠提標改造工程，處理規模保持不變，改造后處理工藝為“AA0+MBBR”工藝，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級標準的A 標準。設計進水水質如表1 所示。

表1 一期工程2018 年全年運行水質情況表（濃度mg/L，水量t/d）

根據上述數據可以判斷，污水廠實際平均進水水質與設計基本相符，有些時段進水水質超出設計值。出水水質平均值，均比設計出水水質低，實際運行滿足和優于設計要求，但部分時段仍然存在著超出排放標準的情況。認為主要原因是：①吉安市吉州區和敦厚片區污水管網完善、收集率高，因而進水濃度較高，優于江西很多城市污水處理廠。②工業園大量污水接入污水處理廠。

1 改造難點

本項目的改造難點包括：

1.1 改造周期短。吉安市螺子山污水處理廠提標改造工程于2020 年7 月份正式開工建設，2020 年12 月12 日氧化溝改造完成并進入調試；2020 年12 月31 日磁混凝沉淀池施工完成并進入調試。

1.2 在不新增用地條件下進行改造。把卡魯塞爾氧化溝工藝改造AAO 工藝，主要是對好氧部分增加堵墻改變水流走向，以及把表曝改為底曝，其中好氧區采用MBBR 設計，增加填料和攔截網，就是把卡魯塞爾氧化溝工藝改為AAO+MBBR 工藝。

1.3 攔截網堵塞問題嚴重。受生產生活影響加大；由于進水水質中含有毛發性物質高，造成MBBR 池攔截網堵塞，填料區與好氧區的液位差高達0.8m，及時采取相應清理措施，并通過改變曝氣風量、方向和推流等方式使填料對攔截網進行切割，有效地防止毛發性物質附著在攔截網上，從而徹底解決由于攔截網的問題，導致生化池調試受影響。

1.4 MBBR 工藝在實際運行中，填料的比重是否滿足在曝氣區保持懸浮狀態等因素，可能對運行有一定影響，在實際工程應用中需權衡利弊。

2 方案設計與系統調試

2.1 技術路線

采用MBBR 工藝對污水廠現狀生物池進行升級改造的思路，具體為：將現有卡魯塞爾氧化溝工藝改造為AAO+MBBR工藝。改造中保留有池容不變，把卡魯塞爾氧化溝工藝改造AAO 工藝，如圖1 所示，主要是對好氧部分增加堵墻改變水流走向，滿足AAO 工藝要求；以及把倒扇形曝氣的表曝改為鼓風機曝氣的底曝；好氧區增加填料采用MBBR 設計；增加進出水攔截網；增加硝化液回流泵及管道，使回流量達到設計要求；根據具體情況重新設計增加推流器。改造后，MBBR 系統的填料掛滿懸浮微生物，增加系統污泥濃度，從而提高微生物菌群，對水中COD、BOD、NH3-N、TN 進行有效分解，并通過后工藝的升讀處理將脫泥系統對TP 和SS進行脫除，確保出水達標排放。

圖1 MBBR 工藝示意圖

總之，MBBR 工藝具有在原有系統進行改造不新增用地、出水水質穩定達標，抗沖擊能力強，四項常規指標去除率高效果好等優點，對于本提標改造工程，MBBR 工藝可穩定達到一級A 排放標準。

2.2 系統調試

按正常生化系統進行調試，調試過程可分為兩個階段，第一階段是系統生化池培養，因為吉安污水廠還有一期水廠獨立運，直接從一期污泥濃縮池將新鮮的污泥用臨時泵和管道，直接打到這系統中，控制好污泥濃度，可以加快細菌馴化時間，主要控制好幾個關鍵指標，好氧區控制好控制好溶解氧為3-4mg/L，根據總氮進出水情況控制好內回流硝化液回流量為100%～200%左右，污泥濃度4000mg/L 左右，外回流二沉池剩余污泥回流量為100%左右，再根據實際進出水質情況做調節，系統可以在一周之內摸索各項參數指標，完全可以使出水達標排放；第二階段是投加填料掛膜，這是在系統穩定達標排放后，就可以進行投加填料，填料掛膜主要是調節好填料流化，根據進出水水質水量情況，尤其注意進水水質中含有毛發性物質高，會造成MBBR 池攔截網堵塞，應及時采取相應措施，通過改變曝氣風量、方向和推流等方式使填料對攔截網進行切割，有效地防止毛發性物質附著在攔截網上，根據出水情況調節好內回流硝化液回流量和外回流二沉池剩余污泥回流量，使系統穩定達標運行。

3 運行效果分析

3.1 系統的COD 處理效果

從表2 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出水COD 原始數據的變化情況，生化系統從初期COD 出水均值為45mg/L；到第二個數據COD 出水均值為39 mg /L，以后基本能穩定達標；一個月以后投加填料掛膜后出水COD 比之前有所降低，這是因為隨著生化系統培養正常后，好氧池填料的掛膜，從而提高了COD 的去除。改造前的卡魯塞爾氧化溝運行COD 的去除率為81%，而改造為MBBR 后的COD 的去除率為86%，明顯去除效果更好，系統更穩定，確保COD 排放能穩定低于50 mg /L 達標排放，以后隨著填料掛膜更多，污泥濃度再適當提高，空沖擊性更強，運行運行效果將更好。

表2 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出水COD 原始數據（單位：mg/L）

3.2 系統的氨氮處理效果

從表3 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出水氨氮原始數據，改造前氨氮雖然都能達標一級B，但改造后能穩定在3mg/L左右，對比改造前后的氨氮去除率分別為81%和61%。這主要是改造為MBBR 后，懸浮填料的投加后掛膜效果好，大量的硝化菌附著在填料表面生長，增強生化系統的硝化能力。

表3 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出水氨氮原始數據

3.3 系統的TN 去除效果

改造后的MBBR 生物池進水TN 均值為23mg/L，經過一個月的系統調試，MBBR 填料掛膜后生化池出水TN均值由14.27mg/L 降低到10.08mg/L，平均去除率44%，出水TN穩定達標，生化系統對TN 去除效果如表4 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出TN 原始數據。改造后系統TN 去除率明顯提升，主要是改造后投加了填料，硝化菌附在懸浮填料上，并相應提高污泥濃度，從而大大提高硝化菌的菌群量，從而提高了TN的去除效果；從改造后MBBR 運行情況跟改造前卡魯塞爾氧化溝運行情況對比，根據表4 的連續測定的月平均值來看，出水的TN 越來越低，效果更明顯，對總氮去除率提高了約5%。從運行結果看，改造后的系統運行更穩定，能確保穩定達標排放。

表4 MBBR 和卡魯塞爾氧化溝工藝進出TN 原始數據

4 結論

從吉安騾子山污水廠二期采用MBBR 工藝進行改造系統改造，在不新增用地條件下，對卡魯塞爾氧化溝的進行改造，工期短，出水水質穩定達到一級A 標準，適合于無新增用地的污水廠進行提標改造。

經改造前后半年的檢測數據對比分析，MBBR 工藝的出水COD、氨氮、總氮檢測值均低于魯塞爾氧化溝工藝工藝的出水的值,充分驗證了MBBR 工藝具有出水水質標準高，硝化和反硝化效果好，有機物去除率高，出水穩定等特點，雖然改造過程中也發現一些問題點需要權衡利弊，但是MBBR 工藝還是提標改造項目優先選用的工藝方案之一。