悬浮生物填料在城镇生活污水处理中的应用

悬浮生物填料在城镇生活污水处理中的应用

一．前言

采用BM悬浮生物填料的生物移动（流化）床工艺（MBBR）在国际和国内正在蓬勃兴起。在国内，我们实地考察了由威立雅水务改造的山东兖州污水处理厂。该厂日处理水量6万m3，吨水电耗0.21-0.25元。采用的工艺为粗格栅-进水泵房-细格栅-曝气沉砂池-初沉池-厌氧缺氧池-曝气池-终沉池-出水南四湖。进水主要为生活污水，进水COD200mg/L左右，进水氨氮20mg/l；出水COD30mg/L 以下，氨氮2mg/l以下。曝气池池容5400m3，HRT=2.16h，悬浮填料投加在曝气池，在出水处加设不锈钢筛网截留以免填料随出水外溢，填料投加量2400m3。曝气池以活性污泥和填料混合方式运行，夏天曝气池的MLSS为4000mg/l左右，冬天曝气池MLSS为3500mg/l左右。

由此可看出，兖州污水厂的处理效率非常高，效果远超过设计指标—国家02年一级B标准，而且冬季运行也非常稳定，氨氮去除效果好。

图一兖州污水厂曝气池

图二填料阻隔器

湖北科亮生物工程有限公司采取“科利尔生物接触氧化”工艺建造了湖南龙山污水厂，处理能力为25000吨/日，出水各项指标达到国家02年一级B标准。由于污水厂准备提标至国家02年一级A标准，氨氮达标的压力很大。科亮公司通过业内人士对我司BM悬浮生物填料各方面性能的介绍，尤其是对氨氮去除能力的介绍后，非常高兴，马上采用我司BM-1填料，开展中试。令人吃惊的是，在实验进水后的第11天，曝气池的出水氨氮即下降到1.7mg/L，远低于国家02年一级A标准。由此可见，BM填料在老旧污水厂的升级改造上也有良好的应用空间。

目前，生物移动（流化）床工艺和悬浮填料已在国内多个污水厂的改造和新建项目上采用，如：

1.张家口主城区污水处理厂规模为10万吨/日，该污水处理厂原出水

水质为国家二级排放标准。该厂运用MBBR工艺对其原有的工艺进行升级改造，达到一级A排放标准。

2.无锡芦村污水处理厂规模为20万吨/日，采用A2O活性污泥工艺，

由于经济发展和环境保护要求的提高，污水处理厂的排放标准进一步提高，需要进行升级改造，改造内容将生物池改造为生物膜-活性污泥复合工艺，出水稳定达到一级A排放标准。

3.济宁污水处理厂升级改造项目

4.青岛城阳污水处理厂提标改造SBR池改造工程16万吨/日

5.内蒙古磴口县磴口滨辉污水处理厂规模为3万吨/日，为新建工程

6.…….

由此可见，生物移动（流化）床工艺和悬浮生物填料已在国内污水厂的提标改造上取得了良好的进展，并在少量新建污水厂采用，一些项目通过了一些省级鉴定和参与了863计划。现在，生物移动床不单在污水厂改造，而且在新建污水厂的设计上也将加快采用。可以预见，在未来3、5年内，生物移动（流化）床工艺将逐步推广普及，并以其一系列优越特性成长为主流生物处理工艺。

二．生物移动床工艺类型

生物移动床工艺具有很强的扩展性和兼容性，仅在城镇生活污水处理领域，就有经典MBBR、生物膜—活性污泥复合工艺（HYBAS）、组合式生物移动床（CBMBR）等工艺。现就常用的并经我们改进的厌氧—缺氧—生物膜—活性污泥复合工艺（A2-HYBAS）工艺进行简要介绍。

A2-HYBAS工艺一方面实现了生物膜法和活性污泥法负荷的叠加，有机负荷高，减少构筑物体积，占地省，节省投资；另一方面通过对不同菌群的泥龄进行区分和控制，实现各种菌群的优化，克服不同菌群之间，尤其是硝化菌和聚磷菌的泥龄矛盾，使脱氮和除磷都能达到最佳。在好氧区，泥龄长的硝化菌生长在填料上，通过曝气运动；同时好氧区DO分区，达到同步硝化反硝化的作用；泥龄短的聚磷菌生长在活性污泥中，交替经过厌氧（也包含缺氧）—缺氧—好氧区，单独控制泥龄，发挥释磷、摄磷作用，从而使脱氮除磷效果最大化。这样一来，通过活性污泥和填料的共存，并创造各种环境条件，使不同菌群都能达到最优化生长状态，克服了传统的单独采用活性污泥工艺的局限性。

其工艺特点为：

1、该反应器综合了活性污泥法和生物膜法的优点，具有运行稳

定、占地面积小、基建投资低、管理方便的优点，并具有较好的去除有机物和脱氮除磷能力。

2、相比曝气生物滤池、膜—活性污泥法，彻底克服建设、运行

复杂、运行成本高的弱点。

3、复合床填料寿命长，可使用30年，无需更换。

4、该工艺流程简洁，电气设备少，操作简单，维护方便，有利

于后期的运行管理。

5、复合床中悬浮的活性污泥与动态生物膜被集成在同一个曝气

容器中，一方面通过悬浮的活性污泥的作用消除进水中大部分的

污染物质，另一方面是通过其中的微生物膜的生化作用消除残留的部分污染物和充分降解氨氮。污泥产量少，沉降性能好，有机负荷高，抗冲击性能强，并具有良好的耐低温特性。

6、复合床设计为跑道型，通过液下推进器的推动，填料和活性

污泥在水力的作用下循环移动，和液、气充分接触，填料无淤积，系统耐冲击能力强。

7、池底采用微孔曝气器盘/管，并在池内设置缺氧区，利于发生

反硝化和同步硝化反硝化。

8、该反应器前部设置厌氧生物选择区，加强了除磷性能。

三．生物移动床工艺在污水厂升级改造中的应用

1．现有设施

现假设一家10万吨/日污水厂，出水指标为国家一级B标准。现需扩容改造至20万吨/日，出水指标达到国家一级A标准。拟采取悬浮生物填料，并和其他改造工艺进行对比，来说明MBBR工艺在污水厂升级改造中的优势。

该污水厂处理现有主体工艺为A2O，具体为粗格栅-进水泵房-细格栅-曝气沉砂池-初沉池-厌氧池-缺氧池-曝气池-二沉池-出水。

其进出水主要指标为：

主要工艺段构筑物参数为：

主要工艺段设计工艺参数为：

1）回流

总回流（污泥和混合液）250%（11000m3/h）

污泥回流100%（4400 m3/h）

含硝液内回流150%（6600 m3/h）

2）污泥混合液

设计MLSS 4000mg/L

MLVSS/MLSS 75%

3）反硝化速率 3.6gNO3-N/kgVSS*h

4）DO 4-5mg/L（max），2-3mg/L

5）总需氧量1170kg/h

6）泥龄和产泥量

泥龄10d

生物段产泥量12000 kgTSS/d

2．改造方案对比

1）常规的改造方案是现有构筑物和机电设备扩容+纤维过滤，具体为：