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ISBAS®工艺在污水厂提标改造的实践与创新江苏裕隆环保有限公司2019.10公司简介1填料的创新与应用厌氧氨氧化填料的开发与应用2005年开始与北工大、南大、长春应化所合作2008年成立南大本科实习基地2016年8月，我公司与中国工程院院士、北京工业大学彭永臻教授合作共建的“城市污水脱氮除磷与过程控制工程技术研究中心产业化基地”举行签约仪式，目的在于优化现有污水处理厂提标改造技术，达到一级A及更高的排放标准。产学研合作1ISBAS技术1技术核心2应用案例3目录总结4ISBAS®强化生物脱氮除磷工艺ISBAS技术原有污水厂的难点新建污水厂的难点提标改造投资大、工期长占地大、投资大ISBAS工艺升级改造简单强化硝化和反硝化能力提高出水的排放标准减轻好氧区有机物负荷节省曝气能耗提高抗冲击的能力A-强化硝化能力B-强化反硝化能力C-同时强化硝化反硝化能力ISBAS与MBBR“MBBR”工艺：去除碳为主：把全部除碳复核到悬浮填料上以硝化为主：把全部硝化复核到悬浮填料上计算出的填料数量远大于实际需求量，造成投资的浪费ISBAS工艺：（重新建立了计算模型）综合考虑了碳氧化、硝化、反硝化的需求，在活性污泥处理能力基础上，计算额外所需悬浮填料数量（因活性污泥与悬浮填料存在一定的营养竞争关系，需对计算进行修正）填料数量更接近于实际需求量，避免投资的浪费技术核心针对工程实际情况，根据裕龙活性生物填料的特点，设计最优方案。好氧填料缺氧填料厌氧填料技术核心裕龙悬浮填料技术核心与中科院长春应化所共同研制配方，以HDPE为基材配方科学改性采用科学方法改性，提高了填料亲水性、生物亲和性、表面电荷等挂膜快添加了抗老化、抗紫外线等物质，提高材料的使用寿命寿命长好氧填料密度0.96-0.97，缺氧、厌氧填料密度0.98-0.99，较小的曝气、搅拌强度即可实现流化易流化添加了微生物生长所需的微量元素，提高挂膜性能生物选择器裕龙填料经过改性，表面粗糙，亲水性好易挂膜，且实际比表面积比理论计算大得多其他厂家填料，表面光滑，亲水性差挂膜慢，实际比表面积与理论计算一样技术核心注：本检测结果优于《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料》（CJ/T461-2014）、《废水生物增强处理圆柱状有机生物载体》（T-CAQI-20-2016）标准30%左右技术核心规模2×104吨/天。主体工艺：A2O污水处理厂三期工程位于青昆路西侧，占地面积21351m2，其中建筑面积1183m2。主要收集处理青浦新城地区的生活污水，改造前执行的排放标准为一级B标准。上海某污水处理厂三期准Ⅳ类水提标改造工程A2O工艺提标改造注：括号外数值为水温12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。上海某污水处理厂三期准Ⅳ类水提标改造工程COD（mg/L）BOD（mg/L）NH4+-N（mg/L）TN（mg/L）SS（mg/L）设计进水4001803040180设计出水≤60≤20≤8(15)≤20≤20升级改造（准四类）≤30≤6≤1.5(3)≤10≤5水力停留时间：厌氧池1.35h，缺氧池2.7h，好氧池7.6h；混合液浓度：4000mg/l；硝化液回流比：100-150%；污泥回流比：50-100%上海某污水处理厂三期准Ⅳ类水提标改造工程水力停留时间：厌氧池1.35h，前缺氧池2.7h，前好氧池6.4h，后缺氧池0.7h，后好氧池0.5h混合液浓度：4000mg/l；硝化液回流比：100-150%；污泥回流比：50-100%改造为A2O+AO+MBBR工艺（其中前好氧池投加裕龙活性生物填料）上海某污水处理厂三期准Ⅳ类水提标改造工程厌氧前缺氧后缺氧后好氧好氧好氧MBBR进水出水硝化液回流前缺氧类似项目案例长春某污水处理厂大同某污水处理厂淮安项目改造单廊道行进流速：80m/h＞35m/h单廊道行进流速：26m/h＜35m/h北区改造南区改造行进流速较小(＜35m/h)，载体就能在反应器内均匀分布。行进流速过高时(35m/h)，需要把池型改造为完全混合式（循环式）。如果池型不能更改，则用拦截筛网把池子分为数格，每格长宽比不大于2:1，以保证填料在池内分布均匀。并在池子后1/3池底布置穿孔曝气，以保证填料不堆积在池子后端。西安某污水厂提标改造工程A2O工艺提报改造规模37.5×104吨/天接纳和处理西安市旧城区，东郊京九路、太华路以西区域，漕运明渠以东、北三环以南区域，漕运明渠以西部分区域以及北三环沿线区域的生产废水和生活污水，服务面积45平方公里，服务人口50万。倒置A2O工艺西安某污水厂提标改造工程A2O工艺提报改造厌氧缺氧好氧初沉池进水缺氧进水厌氧缺氧在国内城镇污水处理厂的首次大规模应用难点：填料流化解决方案a.不同密度填料的组合b.搅拌机功率、位置的选择c.分层能量流场控制西安某污水厂提标改造工程生化池改造示意图COD(mg/L)NH4+-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)进水水质60428.656.5810.96出水水质22.60.818.070.32去除率96%97%86%97%改造效果运行1年的其他填料相同运行工况下，YL-II填料的生物量是其数倍注：(1)括号内数值为月平均值；(2)工程已完全改造完成并稳定运行半年；(3)TP数据取自化学除磷单元之前；效果分析长期监测表明在该厂进水氨氮为20.3-40.8mg/L的条件下，出水总无机氮为6.4±1.4mg/L（第120天至424天）；尽管进水氨氮升高，但是出水总无机氮仍然低至8.0±1.5mg/L。统计表明18.5%的监测时间中总无机氮的去除率超过了理论值(按照污泥回流比与硝化液回流比计算)效果分析缺氧载体生物膜镜检图效果分析微生物分析表明Anammox菌在缺氧载体生物膜上得以富集，其丰度与絮体生物污泥有显著性差异。基于15N稳定性同位素示踪测试与异位活性测试表明Anammox的富集可能为其氮损失提供合理的解释。效果分析16SrRNA扩增子测序结果表明缺氧生物膜与絮体污泥在Planctomycetes门表现出显著的差异性（P0.001）。宏基因测序结果进一步揭示了Anammox菌在缺氧生物膜中的富集，包含共7种Anammox菌（种水平），且相对丰度显著高于已报道过的市政污水处理厂中絮体污泥的丰度，同时检测到编码联氨合成酶HZS的功能基因。效果分析物料守恒表明该厂大约15.9%的氮损失不能通过常规反硝化途径解释（包括全程反硝化、同步硝化反硝化、同化作用、N2O等）Quantifythecontributionofanammoxforenhancednitrogenremovalthroughmetagenomicanalysisandmassbalanceinananoxicmovingbedbiofilmreactor，Waterresearch，2019，160：178-187规模5×104吨/天污水处理厂主要接纳白沙河北岸区域的工业和生活废水，工业水占60%，市政水40%主体工艺：ICEAS工艺青岛某污水处理厂一期提标改造SBR工艺提标改造注：括号外数值为水温12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。青岛某污水处理厂一期提标改造COD（mg/L）BOD（mg/L）NH4+-N（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）设计进水38019034454.2设计出水≤100≤30≤25(30)——≤3实际出水459.938.3128.12.21升级改造≤50≤10≤5(8)≤15≤0.5主反应区投加活性悬浮填料新增污泥回流泵新增潜水推流器新增侧壁筛网新增潜水推流器青岛某污水处理厂一期提标改造30青岛某污水处理厂一期提标改造改造前进水时序改造后进水时序01234561234进水搅拌曝气沉淀滗水青岛某污水处理厂一期提标改造0102030405060708090100110010020030040050060070015913172125293337414549535761656973778185899397101105109113COD进出水水质（02.01-05.31）COD进水(mg/L)COD出水(mg/L)COD去除率(%)整体趋势：进水COD在350mg/L左右，出水均满足一级A的排放标准，平均出水33mg/L，去除率较高，均值90%进水出水去除率青岛某污水处理厂一期提标改造86889092949698100102051015202530354045505560657015913172125293337414549535761656973778185899397101105109113氨氮进出水水质（02.01-05.31）氨氮进水(mg/L)氨氮出水(mg/L)氨氮去除率（%）整体趋势：进水氨氮，前半部分波动较小，后半部分波动频繁，变化较大，整体均值在38mg/L左右，出水比较平稳，平均出水0.67mg/L。进水出水去除率青岛某污水处理厂一期提标改造01020304050607080901000102030405060708015913172125293337414549535761656973778185899397101105109113总氮进出水水质（02.01-05.31）总氮进水(mg/L)总氮出水(mg/L)总氮去除率（%）整体趋势：进水总氮，前半部分波动较小，后半部分波动频繁，变化较大，与氨氮变化趋势吻合，整体均值在43mg/L左右，出水均在10mg/L左右，满足一级A排放标准。进水出水去除率青岛某污水处理厂一期提标改造COD（mg/L）NH4+-N（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）进水水质137-61012.5-69.813.9-75.61.39-14.9进水平均值34540.042.78.52出水水质10-480.04-2.294.98-14.50.01-0.49平均出水值330.6710.40.29平均去除率89%98%73%96%一级A标准505（8）150.5地表IV水标准301.5100.3青岛某污水处理厂一期提标改造本项目为国内第一批利用MBBR提标改造的大型市政项目，第一个池采用的编织网，有跑料现象，后已全部改为冲孔板形式的筛网，解决跑料问题。曾经出现问题青岛某污水处理厂一期提标改造绿色区域内为污水厂原有的高速搅拌器，改造时，我方提出拆除高速搅拌器，污水厂要求保留，因此用网围住，保证正常运行。主反应区投加裕龙悬浮填料昆明某污水处理厂准Ⅳ类提标改造进水搅拌曝气沉淀滗水060min120min180min240min288minVIIIIIIIVVI进水搅拌曝气沉淀滗水060min120min180min240min288min时序改造曝气阶段不进水昆明某污水处理厂准Ⅳ类提标改造部分提标改造工程序号工程名称地点类似工程规模及承包内容项目时间1山东青岛城阳污水处理厂（一期）升级改造工程青岛5万吨/天一级A提标改造2010年2山东青岛城阳污水处理厂（二期）升级改造工程青岛5万吨/天一级A提标改造2010年3西安第三污水处理厂生物悬浮填料及配套西安15万吨/天一级A提标改造2013年4西安第四污水处理厂生物悬浮填料及配套西安37.5万吨/天一级A提标改造2013年5西安第五污水处理厂生物悬浮填料及配套西安20万吨/天一级A提标改造2013年6北控莒南龙王河污水厂莒南1.5万吨/天一级A提标改造2015年7北控山东莒南卓澳污水厂莒南3万吨/天一级A提标改造2015年8北控呼和浩特金桥污水厂升级改造工程呼和浩特4万吨/天一级A提标改造2016年9长治污水处理厂升级改造工程长治10万吨/天一级A提标改造2016年10长春西部污水处理厂升级改造工程长春10万吨/天一级A提标改造2016年序号工程名称地点类似工程规模及承包内容项目时间11上海青浦污水处理厂三期上海2万吨/天准IV类水提标改造2017年12长春东南污水处理厂长春15万吨/天一级A提标改造+新建2017年13淮安四季青污水处理厂淮安10万吨/天一级A提标改造201