MBBR 工艺在污水处理厂提标改造中的应用及运行效果分析

王 程，郑星宇

（重庆市三峡水务北碚排水有限责任公司，重庆 400700）

三峡库区某城镇污水处理厂于2019 年5 月正式投运，设计规模5×104m3/d，采用“A2O+高效沉淀池+滤布滤池”工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A 标准，尾水最终收纳水体是梁滩河。后根据2020 年3 月6 日重庆市生态环境局正式发布的《梁滩河流域城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》（DB50/ 963—2020）（以下简称“梁滩河地标”），该污水处理厂排放水水质须于2022 年1 月1 日前达到梁滩河地标重点控制区域限值，因此需进行提标改造。

1 提标前现状

原污水处理厂工艺流程见图1。进水通过厂外泵站提升至厂内时已去除大颗粒杂物，再经过细格栅及旋流沉砂池进一步去除细小悬浮物及少部分污染物。然后进入生化池利用活性污泥去除绝大部分污染物，其泥水混合物在二沉池进行分离，高浓度泥水混合物进入污泥泵房，然后部分回流至生化池保持生化池污泥浓度稳定，剩余部分排放至储泥池，再经过脱水后外运处置。二沉池上清液则先后进入高效沉淀池和滤布滤池进行TP 和SS 去除，最后经过消毒排放。

图1 原污水处理厂工艺流程图

2 提标工艺分析

原设计进、出水水质及梁滩河地标重点区域限值见表1。梁滩河地标重点控制区域限值主要是对一级A 标准的CODCr、NH3-N、TP 提出了更高的要求，其余指标限值仍与一级A 标一致。提标改造前出水水质及达标情况见表2。

表1 提标改造前后设计进、出水主要水质指标 mg/L

表2 提标改造前污水处理厂实际出水水质

从表2 可以看出，该污水处理厂提标前现状出水CODCr、TN、SS 都能稳定达到梁滩河地标重点区域限值，NH3-N、TP 指标大部分时间能达梁滩河地标重点区域限值。

但上述出水数据是建立在现状进水水量负荷较低的基础上（水量负荷不足60%），当该厂满负荷运行时，经过工艺核算，现状处理设施较难达到梁滩河地标重点区域限值。故本次提标改造重点指标是NH3-N、TP，同时兼顾CODCr、TN 的去除。

通过对4 种方案（方案一：将现状生化池好氧区改造为MBBR 工艺；方案二：新增中间提升泵房和曝气生物滤池；方案三：将现状二沉池改造为MBR 池；方案四：将现状生物池好氧区进行扩容。）进行比选发现，方案一抗冲击负荷能力好，对污染物的去除效果好，达标保证率高，同时无新增占地，运行管理简单，总投资较低，相较方案二、三、四综合优势较为明显[1-5]。最终采用现状生化池好氧区改造为MBBR 工艺此种方案，总投资约480 万元。

整体改造方案如下：为节约投资成本，仅对生化池好氧区前半部分进行改造，使该区域内污水及后续投加的填料能够进行内部循环；在改造区域投加适当数量的悬浮载体填料，形成A2O+MBBR 工艺，强化整个生化池污染物去除效率；在改造区域进、出口增加填料拦截装置，防止填料流失；在改造区域增加辅助流化系统，确保填料流化正常；新增一台除磷药剂加药泵及配套管道。

3 运行效果分析

提标改造前后进水量、进水水质无明显变化，经对提标改造后近期正常运行50 d 运行结果进行统计，见图2、表3。

图2 提标改造后污水处理厂实际出水水质

表3 提标改造前后出水指标降低率

从图2 可以看出，通过提标改造后TP、NH3-N、CODCr、TN 四项指标均能稳定达梁滩河地标重点区域限值。其中TP 指标前期在生化池末端、高效沉淀池增加除磷剂后，能稳定达标，后续继续通过增加除磷剂加药量后，TP 呈下降趋势，能控制在0.05 mg/L 左右；NH3-N 指标长期在0.05 mg/L 以下，偶有波动，但仍在控制范围内；CODCr、TN 指标均在可控范围内进行波动。

从表3 可以看出，通过将生化池好氧区改造为MBBR 工艺，能进一步降低ρ（NH3-N）、CODCr、ρ（TN）出水均值，其中ρ（NH3-N）降低了85.71%，CODCr降低了25%，ρ（TN）降低了13.86%。主要原因一是通过改造后向生化池好氧区中投加适当数量的悬浮载体，丰富了生化池好氧区中的微生物种类及数量，从而进一步增加了生化池的处理效率；二是由于水的密度略高于载体密度，当载体挂膜后且生化池在曝气充氧时，载体能完全与水进行混合，同时受载体在水中进行碰撞和剪切影响，水中气泡变得更加细小，进一步提高了生化池好氧区氧气利用率。三是当载体挂膜后，载体外部生长一些好氧菌，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，能同时进行硝化反应和反硝化反应，每个载体都相当于一个微型反应器，从而进一步提高了生化池处理效果。ρ（TP）指标提高了22.22%，主要是因为前期除磷剂投加量较少导致，后期通过增加除磷剂投加，能有效控制在0.05 mg/L 左右。

4 结论

采用“MBBR 工艺”对现状生化池改造，能进一步提高ρ（NH3-N）、CODCr、ρ（TN）的去除效率。通过大量运行数据证明，该工艺运行稳定，出水水质能达到《梁滩河流域城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》重点控制区域限值。同时“MBBR 工艺”改造适用于用地紧张，总投资较低、运行管理简单的提标改造工程。