MBBR工艺用于青岛李村河污水处理厂升级改造孟涛

檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲殘殘殘殘工程实例MBBR工艺用于青岛李村河污水处理厂升级改造孟涛，刘杰，杨超，余鹏(中国市政工程华北设计研究总院，天津300074)摘要:青岛市李村河污水处理厂的升级改造工程规模为17×104m3/d，在综合分析污水厂现有工艺、占地、进出水指标及运行情况的基础上，升级改造的生物处理工艺采用投加悬浮填料工艺(MBBR工艺)，实施改造后出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准。关键词:污水处理厂;升级改造;MBBR中图分类号:X703．1文献标识码:C文章编号:1000－4602(2013)02－0059－03ApplicationofMBBRProcessinUpgradingandReconstructionofLicunheWWTPinQingdaoCityMENGTao，LIUJie，YANGChao，YUPeng(NorthChinaMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute，Tianjin300074，China)Abstract:ThedesigncapacityoftheupgradingandreconstructionprojectofLicunheWWTP，QingdaoCitywas17×104m3/d．Basedonthecomprehensiveanalysisoftheexistingprocess，occupa-tionspace，influentandeffluentindexesandoperationsituationoftheWWTP，theMBBRprocesswasdesignedtobeusedintheupgradingandreconstructionproject．Afterthereconstruction，theeffluentqualitymetthefirstlevelAcriteriaspecifiedinDischargeStandardofPollutantsforMunicipalWastewaterTreatmentPlant(GB18918－2002)．Keywords:wastewatertreatmentplant;upgradingandreconstruction;MovingBedBiofilmReactor(MBBR)1项目背景青岛市李村河污水处理厂位于李村河下游南岸入胶州湾口处，工程总规模为17×104m3/d，分两期建设。一期工程是国内首座利用亚洲开发银行贷款项目，建设规模为8×104m3/d，采用改良UCT工艺，于1997年建成投产;二期工程建设规模为9×104m3/d，采用改良A2/O工艺，2008年建成投产。出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的二级标准。由于污水处理厂出水排入胶州湾，其属于半封闭水域，根据国家环保总局、山东省和青岛市的要求，所有排向胶州湾的污水厂出水水质应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准，因此需对现有污水厂进行升级改造。2水质确定及工艺选择合理确定设计进水水质是升级改造工程应重点研究的问题。工程设计以李村河污水厂近年来的实测数据为基础，采用适当的保证率确定进水水质。保证率的选取既要保证污水处理厂处理出水达标排放，又不能因取值过高而造成浪费。进水水质见表1。·95·第29卷第2期2013年1月中国给水排水CHINAWATER＆WASTEWATERVol．29No．2Jan．2013表1污水厂升级改造工程进水水质Tab．1Designinfluentqualitymg·L－1项目BOD5CODSSNH3－NTNTP原设计进水水质400900700587810改造工程设计进水水质500950750588013李村河污水处理厂一期、二期工程均采用先进的除磷脱氮工艺，多年的运行实践证明，此工艺选择是适合李村河污水收集系统水质特点的。随着水量的增加以及出水标准的提高，要求污水生物处理能力更强，处理程度进一步提高，因此需要提高生物池的处理能力。传统的生物处理工艺势必要求增大生物池的池容，但李村河污水处理厂周围已无发展用地，厂内可利用的土地远不能满足生物池扩容需要，因此本次升级改造只能通过提升现有生物池的处理能力来满足处理要求。根据污水厂的实际情况，本次改造方案为不增加生物池容积，在原生物池好氧区内加装生物填料，有效提高生物池内硝化菌的总量，实现硝化反硝化的强化处理。按照工程确定的进、出水水质要求，本着“技术先进、经济合理、高效节能、简便实用、便于与原工艺结合”的原则，选择了强化污水二级生物处理工艺方案———(UCT或改良A2/O)+移动床生物膜(MBBR)工艺。3MBBR工艺MBBR的原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体(填料)提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。生物填料具有有效表面积大、适合微生物吸附生长的特点。由于填料密度与水的接近，因此曝气时可与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好氧菌，这样每个载体都成为一个微型反应器，使硝化和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法的优点，是一种新型高效的污水处理方法，具有以下特点:①节省池容。在相同的污染负荷条件下，组合MBBR的生物处理池容约占常规生物处理池容的20%～30%。②适用于污水处理厂的扩容或升级改造。由于MBBR生物池的设计可根据污染负荷的大小控制生物填料的填充率在10%～67%，因此当实际进水水质或水量发生变化时，可通过适当提高填料填充率，达到在原设计生物池容不变的情况下，满足设计出水标准的目的。该工艺的应用也受以下因素限制:①MBBR的技术关键在于密度接近于水、轻微搅拌下易随水自由运动的生物填料。微生物赖以栖息的新型载体的研制开发是移动生物膜法处理污水的关键技术之一，其性能直接影响着污水处理效果和投资费用。②溶解氧(DO)。因为MBBR法主要是通过悬浮填料来实现最终的污水处理，所以DO对悬浮填料的影响也是影响整个处理结果的关键。反应器的充氧能力在一定范围内随着悬浮填料填充率的增大而增大。在曝气的作用下，水随填料一起流化，水流紊动程度较无填料时大，加速了气液界面的更新和氧的转移，使氧的转移速率提高。随着填料数量的增多，填料、气流和水流三者之间的切割作用和紊动作用不断加强。但加入填料量为60%时，填料在水中的流化效果变差，水体紊动程度也降低，使得氧的传递速率下降，氧的利用率降低。所以针对不同类型的水质，控制好DO浓度对整个工艺最终的处理结果至关重要。4生物池改造方案本工程MBBR工艺的设计基于原UCT或改良A2/O工艺，根据新的水质条件下的计算，为保证水温低时出水总氮稳定达标，需增大缺氧池的容积，将好氧池部分容积改为缺氧池，好氧池不足部分通过投加高性能的悬浮填料来保证。重新分配池容后在好氧池投加生物填料，大量吸附生长在生物填料上的生物膜使生物池中的活性生物量大大增加，从而提高了生物池的处理能力。为配合李村河污水厂升级改造工程，用初沉池出水模拟原生物处理+MBBR工艺连续进行了现场动态试验，出水总氮可以达标。在本次设计中，生物池必须保持原有池型及工艺，同时尽可能减少改造的土建工程量。在一期、二期生物池的好氧区内局部区域投加悬浮填料，以增·06·第29卷第2期中国给水排水．watergasheat．com加生物膜，构成(UCT或改良A2/O)+MBBR工艺。一期生物池改造方案见图1。图1一期生物池改造方案布置Fig．1Layoutofrearrangementinbiologicalpond1①原厌氧池和缺氧池设置不变，将第一廊道部分好氧池改为过渡段，水温较低时按缺氧池运行以保证对总氮的去除。②将第三及第四廊道部分改为MBBR填料区，采用增设弧形导流墙和推流器并侧向设置出水筛网的方法，在池内形成循环流动。总池容为70560m3，好氧段池容为39234m3，厌氧及缺氧池容为31326m3，污泥回流比为100%，混合液回流比为250%～300%，填料区容积约12500m3，填料数量为5000m3，填料区增加6台搅拌器。二期生物池改造方案见图2。图2二期生物池改造方案布置Fig．2Layoutofrearrangementinbiologicalpond2①原厌氧池和缺氧池设置不变，将第一廊道部分好氧池改为过渡段，水温较低时按缺氧池运行以保证对总氮的去除。②将第二及第三廊道部分改为MBBR填料区，采用增设弧形导流墙和推流器并侧向设置出水筛网的方法，在池内形成循环流动。总池容为82000m3，好氧段池容为45595m3，厌氧及缺氧池容为36405m3，污泥回流比为100%，混合液回流比为250%～300%，填料区容积约15000m3，填料数量为6000m3，填料区增加搅拌器8台。5运行效果及总结李村河污水处理厂的升级改造工程已经顺利通过环保部门验收，出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级A标准。MBBR工艺是污水厂升级改造可选择的行之有效的方法之一，在工程实际中关键是保证其填料处于流化状态，需要注意填料选择、曝气布置、搅拌器选择等方面因素。同时改造前也需对待改造生物池的池壁结构层进行检验，防止填料对其过度冲刷从而影响结构强度。参考文献:［1］沈耀良，王宝贞．废水生物处理新技术———理论与应用(第2版)［M］．北京:中国环境科学出版社，2006．［2］王翥田，叶亮，张新彦，等．MBBR工艺用于无锡芦村污水处理厂的升级改造［J］．中国给水排水，2010，26(2):71－73．作者简介:孟涛(1981－)，男，陕西商洛人，毕业于天津大学环境工程系，现为中国市政工程华北设计研究总院第一设计院工程师，注册环保工程师，一直从事污水厂、给水厂等市政工程的设计工作。E－mail:[e-mail]收稿日期:2012－10－18·16·．watergasheat．com孟涛，等:MBBR工艺用于青岛李村河污水处理厂升级改造第29卷第2期