王泰达 刘晓悦

【摘 要】 介绍了松花江流域某小型污水处理厂，采用AAOA-MBR提标改造设计的特点。通过对污水厂运行情况的分析，研究了该工艺脱氮除磷的降解特性。监测数据表明，污水厂处理能力由10103m3/d上升至20103m3/d，脱氮能力上升提标改造工艺稳定可靠，出水水质稳定，达到GB18918-2002一级A标准。可为小型水厂提标改造提供参考。

【关键词】 提标改造 污水处理厂 AAOA-MBR工艺

随着经济的发展，松花江流域污水排放量与日俱增;居民生活中类似洗涤液的化学清洗剂种类增多，生活废水中含氮磷量上升。现污水厂的污水净化能力已无法满足净水需要，亟待提升净化水平与处理容量。同时，松花江已经列入到新建国家级自然保护区名单，治污防污刻不容缓[1]。

1.改造前运行情况

1.1运行数据与流程

松花江某污水处理厂建设于2005年，于2008年投入运行，其水厂主体采用AAO生物处理工艺。处理能力为10103m3/d，出水执行GB18918-2002二级标准[2]。

1.2改造前存在的问题

（1）脱磷除氮能力不足，不能符合国家规定的GB18918-2002一级A的要求，且存在较大差距

（2）进出水高峰时期，进水量增大，悬浮固体和无机性粉尘含量高，不能达到GB18918-2002一级A标准

（3）曝气机曝气效果不理想，运行不稳定，运行功率高，不够经济，氧化利用率低

（4）混合液回流不足，管道布置不合理

2.升级改造

2.1改造思路

改造分为两个部分，其一，土建部分改造升级按20103m3/d建成;其二，增添污水净化装备及在生化净化方面进行升级提标[3]。

根据对进口水质的调研与考察，水中含有氮磷含量较以往有所上升，现有的AAO处理工艺无法达标。同时综合考虑现有处理装备，管理布线，用地规划，资金分配等多方面的条件，确定提标污水处理工程生化处理部分按AAOA+MBR工艺搭建完成。在原AAO生化处理装置之后，加置二号缺氧区和膜池。通过混合液回流与污泥回流，强化脱氮除磷的能力，节省外加碳源[4]。

由于季节等因素，会造成水质水量波动情况，增设调节池，增强生物膜系统的稳定性[5]。

2.2改造方案

对污水厂净化装置进行保留利用以及提标升级。保留设施：粗栅进水泵房、细格栅旋流沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、污泥脱水机房、鼓风机房。

（1）预处理部分改造。生活污水中的无极粉尘、悬浮固体含量增多，为保障膜系统稳定运行，故更换新型设备，增设膜格栅池。池平面尺寸为12m*7m，过滤格网孔隙为0.5mm，有效过滤大部分杂质，保证膜系统的稳定运行。

（2）生化反应池改造。污水排放高峰期，氮磷含量上升，原生化反应池脱氮除磷能力不足，不能达到一级A的标准，达标排污遇困难，故增设后置第二缺氧区，增强净化能力。生物池有效池深5.7m，AAOA四个分区污水停留时间分别为2.1h、4.02h、6.3h、5.2h。污泥浓度分别为5.5g/L、6.8g/L、8.9g/L、8.9g/L。污泥负荷为60mg/（g·d），污泥泥龄为17-20d。

（3）为增强脱氮除磷能力，将回流分为三个级次，一级回流为膜池的混合液回流到好氧池区的前端，回流比为400%-500%;二级回流为好氧区混合液回流至第一缺氧区，回流比为400%。三级回流为第二缺氧区混合液回流至厌氧区，回流比为100%-200%。

（4）MBR膜池。由聚偏二氟乙烯中空纤维膜作为膜组件，格膜池由5只膜组件共同搭建。MBR池污泥质量分数浓度为10g/L，污泥负荷为60mg/（g·d），泥龄为20-30d，通量为400L/（m2·d），膜池至好氧区的混合液外流比为400%。每9min进行一次抽吸过滤，8min进行过滤，1分钟进行反洗。化学洗涤平均每周一次，恢复性化学清洗，需要在运行时间超过一年之后进行洗涤。

（5）鼓风机房。原厂曝气机运行功率高，不够经济、氧化利用率低。为提供充足氧气到好氧池，以及在膜池高效提供曝气，故改进鼓风机房。装设四台空气悬浮空机（单台风量为95m3/min风量），两台使用，两台备用。

（6）脱水机房。拆除原脱水机，污泥处理工艺中的带式浓缩脱水机改为叠螺式污泥脱水机，装设3台板框式压滤机，两台使用，余下备用，使滤饼含水量降至70%以下。

（7）增设乙酸钠投加间。缺少碳源时，投入碳源，从而增加氮的去除量。

3.运行调研

截至2018年12月，该厂运行已达两年。2018年月均进出水指标含量数据如图，

月均各项数据符合GB18918-2002一级A标准，运行情况良好。

图1中显示该年此工艺运转期间进出水中NH3-N的数据动态。从图中可以清晰地观察出，进水中NH3-N含量随着月份变化而大幅波动，但出水中NH3-N含量十分平稳且保持较低含量。此年份NH3-N最大出水浓度为3.1mg/L，平均去除率达93%。可见，提标改造后，工程对氮磷去除效果具有效率高，运行稳定的特点。

图2中显示该年此工艺运转期间TN的去除数据动态。图中表明，无论其中含氮量怎么波动，净化后污水含氮量保持较低水平且稳定。此年份氮最大出水浓度为9.7mg/L，平均去除率达75%。由此可以得出，提标改造后的处理工艺，脱氮效果良好。

从此折线图得出，无论进水中含磷量折线如何浮动，净化后污水磷含量始终低于0.5g/L且平稳。出水中的含磷浓度最高为0.4g/L，平均去除率达90%。由此可以得出，新型的提标改造工艺较传统工艺在除磷方面有了较大提升与进步。

4总结

采集数据绘成折线图直观的发现，无论进水中的NH3-N及氮磷含量如何变化，净水过后，始终保持着平稳且较低浓度，净化水质达到预期效果，并均低于GB-18918-2002一级A标准。说明此改造工艺脱氧除磷效率高，出水水质优良，改造设计合理。

提标改造前后，结合污水厂实际运行数据。二期工程增加曝气效率，能有效滤除大部分杂质，增加回流比。新型AAOA-MBR生化反应池，以增设第二缺氧区及生物膜过滤的方式代替代替二次沉淀，将污水深度处理，脱氮除磷的效率上升。升级后的污水厂净化水质优良，为其他北方城市废水处理厂的提标改造提供参考。

【参考文献】

[1] 室外给水设计规范：GB50013-2006[S].

[2] 城镇污水厂污染物排放标准：GB18918-2002[S].

[3] 杨宇星，吴迪，宋美芹.新型MBBR用于类地表四类水排放标准升级改造工程[J].中国给水排水，2017，33（14）：80-83.

[4] 张俊尧，黄菲，梅晓洁.三种MBR脫氮工艺与稳定工艺运行性能的比较.净水技术，2017，36（1）：59-61.

[5] 郭奕杉，冯文东，朱梦影，张耘赫，孔令雷.电解法生活污水处理装置在海上平台的应用[J].当代化工，2017，46（12）：2523-2531.

作者简介：王泰达，1994，男，研究生在读，华北理工大学，研究方向：控制工程。