摘要:本文介紹了移動床生物膜污水處理工藝在城市污水處理廠升級改造和工業(yè)污水深度處理回用中的應(yīng)用實例,列舉了MBBR生物膜工藝與活性污泥工藝組合工藝在城市和工業(yè)污水處理廠改造中應(yīng)用的效果。

關(guān)鍵詞:MBBR工藝,MBBR和活性污泥組合工藝,升級改造,脫氮除磷

1MBBR移動床特點

移動床生物膜污水處理工藝(Moving Bed Bio-film Reactor簡稱MBBR)采用的生物載體是聚乙烯中空圓柱體,內(nèi)部有十字支撐,外部有翅片,密度0.95g/cm2左右,可供生物膜附著的有效比表面積500m2/m3以上。這種載體的密度和特殊形狀使微生物在有保護的載體內(nèi)表面生長而更加有效的去除廢水中的COD、氨氮、磷等多種污染物,MBBR移動床與各種活性污泥的組合工藝具有以下特點:

1) 占地面積�。涸谏�物填料填充率在 67%左右和相同的污染負荷的條件下，MBBR 生物處理池約占常規(guī)生物處理池（包括厭氧/缺氧/好氧）20-30％的池容。

2) 適合于污水處理廠的擴容：由于MBBR 生物池的設(shè)計可根據(jù)污染負荷的大小使其內(nèi)生物填料的填充率控制在10％-67%之間，所以，當實際運行進水水質(zhì)或水量發(fā)生變化時，只通過提高填料填充率，即可保證原設(shè)計生物池容不變的情況下，滿足原設(shè)計出水標準。

3) 適合于現(xiàn)有城市和工業(yè)污水處理廠的升級改造：MBBR 工藝在設(shè)計和運行上具有靈活簡單的特點，一是它可以采用各種池型(深淺方圓/不同建筑結(jié)構(gòu))，而不影響工藝的處理效果；二是它可以很靈活地選擇不同的填料和填充率；三是MBBR 生物池可“鑲嵌”（組合）到已建污水處理廠的大部分工藝中，如AAO 工藝、AO 工藝、普通活性污泥工藝、SBR 工藝和氧化溝工藝等；所以，它適合于將城市或工業(yè)污水處理廠升級改造，使其滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的一級A 或一級B 出水標準。

4) MBBR 反應(yīng)器既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥少、無污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的特點，又具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活性。另一方面，溫度變化對MBBR工藝的影響要遠遠小于對活性污泥法的影響，當溫度變化、污水成分發(fā)生變化、或污水毒性增加時，MBBR 耐受力很強。

5) MBBR 的攪拌和曝氣系統(tǒng)操作方便，維護簡單：曝氣系統(tǒng)采用穿孔曝氣管系統(tǒng)，不堵塞。攪拌器采用具有香蕉型攪拌葉片，外形輪廓線條柔和，不損壞填料，整個攪拌和曝氣系統(tǒng)很容易維護管理。

2 MBBR 工藝用于國內(nèi)城市污水處理廠改造實例

山東某市城市污水廠原工藝采用 AB 法活性污泥工藝，由A 段短時曝氣、中沉池、B 段曝氣、二沉池等工藝池組成，現(xiàn)出水達到國家二級標準�，F(xiàn)污水處理廠實際進水量從原設(shè)計處理能力4萬噸/天已增加到6 萬噸/日，出水要求也要求滿足（GB18918－2002）一級A 新標準，原預留場地又有限。所以，基于此狀況，建議采用MBBR 和活性污泥組合的脫氮除磷工藝。

2.1 工藝改造方案設(shè)計

該污水處理廠升級改造的進出水質(zhì)：

采用活性污泥-MBBR 組合工藝是把MBBR 工藝結(jié)合到活性污泥池中，該污水處理廠改造的特點為：

1) 原有 A 段曝氣池和平流式中間沉淀池改造為缺氧池和厭氧池，在缺氧池體積不足的情況下，在其旁邊空地上再增加一組缺氧池，用于生物除磷和反硝化去除TN；

2) 由于水量的增加，新建一組二沉池；

3) 污水在原 B 段曝氣池的停留時間太短，硝化細菌硝化NH4-N 所需的泥齡不夠，所以，將B 段曝氣池改為活性污泥-MBBR 生物膜組合池（HYBAS 池）；在其池內(nèi)，硝化主要由生物填料上的生物膜承擔，大大地減少了好氧泥齡，節(jié)省了池容。

4) 通過以上的改造措施，新形成的厭氧區(qū)用于除磷，缺氧區(qū)用于前置反硝化。在活性污泥-MBBR 生物膜組合池內(nèi)，硝化自養(yǎng)菌主要附著生物膜上和懸浮生長在脫落的生物膜上(60-80%)，而去除BOD 的異養(yǎng)菌對BOD 的去除則主要由HYBAS 池內(nèi)的懸浮的活性污泥完成。另外，脫落的生物膜進入活性污泥混合液中，又會自動產(chǎn)生懸浮硝化污泥接種作用，強化了整個生物膜和活性污泥系統(tǒng)抗沖擊負荷的穩(wěn)定性。再者，由于活性污泥泥齡短，不存在污泥膨脹現(xiàn)象，生物除磷通過適當結(jié)合厭氧區(qū)和短泥齡好氧區(qū)而實現(xiàn)并得到強化(而活性污泥中硝化的長泥齡往往不利于磷的好氧吸收)。

5) 由于在生物填料的流化攪動下可大大提高氧的轉(zhuǎn)移效率，所以曝氣系統(tǒng)改為幾乎無需維護的管式曝氣系統(tǒng)和出水裝置，導致運行管理成本較活性污泥工藝低。

6) 日常運行管理簡便，只需控制幾個參數(shù)(通過控制鼓風機控制DO，堿度，氨氮及總氮濃度)。

2.2 工藝計算

1）回流

總回流(污泥和水) 250% (150000 m3/d)
污泥回流 100% (60000 m3/d )
含硝水內(nèi)回流 150% (90000 m3/d )

2）污泥混合液

設(shè)計MLSS 4000 mg/l
MLVSS/MLSS 75%

3）活性污泥段：反硝化/除磷

體積 6720 m3
反硝化速率 3.6 gNO3-N/kgVSS.h

4）性污泥-MBBR 生物膜組合池 （HYBAS 池）、

體積 5760 m3
DO 4-5 mg/l (max), 2-3 mg/l
總需氧量 700 kgO2/h

5）泥齡和產(chǎn)泥量

總泥齡 12,41d
活性污泥泥齡 7,90d
好氧生物膜泥齡 4,51d
生物段產(chǎn)泥量 7400 kg TSS/d

3 MBBR 工藝用于國內(nèi)煉油廢水深度處理改造實例

3.1 中試結(jié)果

為配合中石化某大型石化公司 8000m3/d 的污水深度處理與回用項目，選擇采用了MBBR 技術(shù)，2005 底首先進行了為期三個多月的中試試驗。中試模擬實際改造方案的參數(shù)和流程。MBBR 池進水來自現(xiàn)有污水處理廠二級沉淀池出水，經(jīng)MBBR 反應(yīng)器處理后，再經(jīng)過濾后作為后續(xù)的UF+RO 雙膜處理系統(tǒng)的進水，雙膜系統(tǒng)出水達到循環(huán)水補給水水質(zhì)標準。MBBR 中試系統(tǒng)設(shè)計處理水量2.4m3/d，水力停留時間6h，主要出水控制指標為BOD5≤6mg/L，氨氮≤3mg/L。中試結(jié)果如下（見表1）：

3.1 污水廠改造后運行結(jié)果

實際的工程改造是將原污水處理廠二沉池后面的接觸氧化池內(nèi)的懸掛的彈性填料廢除，將其改造為MBBR 生物池，對原有曝氣系統(tǒng)和出水系統(tǒng)也進行部分改造。改造后的污水處理廠與2006年10 月底開始試運行，到2007 初即運行正常。從2007 年1 月運行到2007 年5 月MBBR 生物處理池的運行效果統(tǒng)計如下：具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

4 結(jié)論

實踐證明，MBBR 工藝以及以該工藝為核心的MBBR-活性污泥組合工藝運行穩(wěn)定可靠，抗沖擊負荷能力強，脫氮除磷效果好，是一種經(jīng)濟、高效的污水處理方法；針對我國部分早期建設(shè)的城市和工業(yè)污水廠處理效果不能滿足新的出水標準、用地緊張、資金不足等問題，該工藝無疑是非常合適的解決方法，將廣泛應(yīng)用于城市和工業(yè)污水處理廠的升級改造和中水回用工程。