AA0-MBBR+加砂高效沉淀池工艺用于污水处理厂

AA0-MBBR+加砂高效沉淀池工艺用于污水处理厂

提标改造

王  珺

（长江生态环保集团有限公司，湖北 武汉 430014）

摘要：南方某污水处理厂提标改造工程，设计规模20×104 m3/d，设计出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准提升至一级A标准。在分析现状污水处理厂进水水质、处理工艺及运行情况的基础上，结合水质处理目标及厂区用地，采用“AAO-MBBR+加砂高效沉淀池”提标改造工艺。详细介绍了其工艺流程、各构筑物的设计参数及设计特点。

关键词：MBBR；加砂高效沉淀池；提标改造

1 工程背景

南方某污水处理厂现状总体规模20万m3/d，占地面积6.84ha，污水处理厂收集范围内的污水主要为生活污水，可生化性较好，主体工艺采用“细格栅曝气沉沙池+改良型AAO+二沉池+紫外消毒工艺”，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)一级B标准，通过排海管道排入琼州海峡，污泥脱水后外运处置。本次提标改造，出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)一级B标准提升至一级A标准。该工程于2021年5月完成主体竣工验收，并完成通水及联动试车。目前污水处理厂运行稳定，污水处理达标率100%。

2 设计进、出水水质

设计进水水质：CODcr≤350mg/L、BOD5≤150mg/L、SS≤220mg/L、TN≤40mg/L、NH3-N≤22mg/L、TP≤4mg/L。

设计出水水质：CODcr≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、TN≤15mg/L、NH3-N

≤5（8）mg/L、TP≤0.5mg/L。

3工艺流程

根据对目前污水处理厂进出水水质的统计分析可知，进水水质与设计水质进本吻合，比较稳定，出水水质除NH3-N、TP、SS外，其他指标都能稳定达到一级A标准。由于厂区内没有预留用地，厂外征地困难，本次改造必须充分结合现状运行情况，通过合理化的改造原有设施，实现提标改造目标。经项目立项阶段的方案比选，提标改造工艺采用“AAO-MBBR+加砂高效沉淀池”。基于IFAS技术，将现状生化池改造为改良AAO-MBBR的活性污泥和生物膜复合集成系统，实现原位立体扩容，在满足硝化需求的同时，也能进一步强化脱氮[1][2]。污水厂的二级处理出水浊度低，属于低浊水[3]，水中杂质浓度小，微粒尺寸小且颗粒分布均匀，不利于颗粒碰撞絮凝，常规混凝沉淀，絮凝反应慢，生成的絮凝体(矾花)粒径小、松散、质量小，造成矾花不易沉降。考虑到二级处理出水的水质特点，考虑到用地所限，选用上升流速较大、占地面积小，综合投资省、运行稳定的加砂高效沉淀池作为集约三级深度处理工艺，在保证处理效果满足要求的前提下，缩短处理流程。

4核心单元设计

4.1 生化池由AA0改造为AAO+MBBR

在现状的AAO池好氧区增加MBBR填料区。设计规模：20万m3/d（4座），变化系数1.3。单座尺寸：预缺氧L×B×H=13.15m×13.15m×6.10m（有效水深）；厌氧区L×B×H=19.85m×13.15m×6.10m（有效水深）；缺氧区L×B×H=24.3×26.9m×6.1m（有效水深）；缺氧池脱氧区L×B×H=24.3m×5.7m×6.1m（有效水深）；好氧区L×B×H=70.55m×33.00m×6.00m（有效水深）；其中好氧填料投加区L×B×H=63.75m×11.0m×6.0m（有效水深）。有效容积与HRT：合计10.2h，其中预缺氧区有效容积1054m3，HRT=0.51h；厌氧区有效容积1592 m3，HRT=0.76h；缺氧区有效容积3987m3，HRT=1.91h；缺氧区脱氧区有效容积844 m3，HRT=0.41h；好氧区有效容积13968 m3，HRT=6.70h，其中好氧填料投加区有效容积4207 m3，HRT=2.01h。设计水温：20℃~35℃。污泥浓度：4g/L。内回流比：0~200%。填料投配率：50%（填料区）。反硝化负荷：0.056kgNO3-N/kgMLSS。BOD5负荷：0.063kg BOD5/kgMLSS。TN负荷：0.011kgTN/kgMLSS。土建拆除：隔墙开口，共4口，每口6.5m×7.0m×0.35m，位于填料投加区内导流墙。主要设备：①MBBR填料，规格Φ25×10mm、材质HDPE、2.7～4.12×106m2；②填料推流器 8台，每台D=2100 n=59rpm N=4.5kW；③拦截筛网4套 每套尺寸6.5×7.0m SS304不锈钢材质。

4.2加砂高效沉淀池

为了充分挖潜现有厂区设施用地，本次提标改造拆除现状紫外消毒池及设备间，利用拆除用地，新建加砂高效沉淀池及紫外消毒池。加砂高效沉淀池是加入了微砂作为形成高密度絮体的“种子”和压载物, 絮体从而具有较大的密度而更容易被沉淀去除，对TP、SS污染物有较好的去除作用。

本次新建加砂高效沉淀池设计规模20万m3/d，变化系数1.3，1座内分两组。平面尺寸32.0m×30.0m×7.8m，其中沉淀池13.5m×13.5m，有效水深7m，上部建筑32.0m×30.0m×5.5m（净空），沉淀池区域配套遮阳棚。设计参数：表面负荷33.4～43.4m3/m2·h，混凝时间5min，絮凝时间15min，PAC（10%）130mg/L或26m3/d，PAM（干粉计）1mg/L或200kg/d，微砂2mg/L或400kg/d，污泥产量5.12tDS/d，斜板长度1m，斜板间距50mm,安装角度60°。主要设备：①混凝池快速搅拌器2台，D=2m N=7.5kW；②絮凝池慢速搅拌器2台，D=3.1m N=15kW；③导流筒2套, D=3m H=4m  SS304不锈钢材质；④刮泥机2台，D=13.3m N=5.5kW；⑤集水槽24条，L×B×H=6.15×0.4×0.45m；⑥微砂循环泵6台，4用2备，Q=130m3/h H=17m P=18.5kW；⑦斜板冲洗罗茨风机1台，Q=290Nm3/h H=5m N=7.5kW。

4.3紫外消毒渠

与加砂高效沉淀池合建，设计规模20万m3/d，变化系数1.3，1座内分两组，利用紫外线—C波段（即杀菌波段，波长180nm-380nm）破坏水体中各种病毒和细菌及其它致病体中的DNA结构，使其无法自身繁殖，达到去除水中致病体的目的。消毒渠12.0m×7.0m×（2.2m+1.6m）；上部建筑8.2m×7.0m×5.0m（净空）。设计参数：紫外剂量＞22mJ/cm2，紫外透过率>65%。主要设备：①紫外消毒模块12套，320W/支灯管，36支灯管/套；②自动堰门4套，B×H=1.2×1.0m SS304不锈钢。

5工艺设计特点

（1）提标改造工艺设计针对性强，通过厂区内部挖潜实现提标改造

提标改造工程属于深度处理范畴，因为厂区周边都是建成区无法通过征地实施，需要通过厂区内部挖潜，设计充分利用现有构筑物，基于IFAS技术，挖掘生化池潜力，将生化池改造为生物膜和活性污泥集成系统，深度处理选用高负荷的加砂高效沉淀池工艺，大幅度缩小占地面积，消毒采用处理效果好占地面积小的紫外消毒工艺，最终实现采用改良AAO-MBBR+二沉池+加砂高效沉淀池＋紫外消毒+排海泵房”的提标工艺布局，经过2年多的实际运行表明，该提标工艺运行情况良好，出水100%达标。

（2）基于IFAS技术，将现状生化池改造为改良AAO-MBBR的活性污泥和生物膜复合集成系统。

①MBBR工艺通过优化调整填料填充率，即可保证原设计生物池容不变的情况下，满足提标后出水标准，达到立体扩容的目的；

②MBBR工艺可以方便的与原有工艺有机结合，形成活性污泥-生物膜复合工艺，可同步强化脱氮除磷，抗冲击负荷能力强、检修、更换容易，在提标改造工程中优势显著。

（3）深度处理采用新型高负荷加砂高效沉淀池工艺

①投加粒径为80～120µm的微砂介质，微砂较高的比表面积可以作为絮体形成的种子，与絮凝剂配合提高了颗粒的捕捉，形成大而稳定的絮体，絮体具有更高的沉淀速度，从而允许更高的上升流速，沉淀区域设计负荷高达33.4～43.4m3/ （m2·h），是普通高效沉淀池的3～5倍，能大幅度缩小占地面积；

②微砂循环保证池内较高的悬浮物浓度，极大的改善了原水的水质，接受进水悬浮物浓度的冲击能力强；

③废物利用，为了能够充分利用加砂高效沉淀池剩余污泥中的微砂和絮凝剂，将其剩余污泥排放至二沉池进水配水井，用以强化改善二沉池的沉淀效果及利用剩余污泥中的絮凝剂强化对磷的去除，达到废弃物的循环利用，达到降低药耗，降低运行成本。

6运行效果及技术经济指标

6.1运行效果

本工程于2021年5月完成竣工验收投入运行以来，至今已运行2年左右，出水稳定、可靠，出水均值：CODcr 38mg/L、BOD5 2.8mg/L、SS 5mg/L、NH3-N 3mg/L、TN 10mg/L、TP 0.25mg/L，各项指标都达到了设计标准。

6.2 技术经济指标

项目总投资10890.8万元，其中：工程费用9041.8万元。单位总成本0.31元/m3，单位经营成本0.16元/m3，吨水电耗为0.228 kWh/m3。

7结论

本工程污水处理提标改造采用AAO-MBBR+加砂高效沉淀池+紫外消毒工艺，具有流程短、占地小、处理效果稳定。运行实践表明，其具有良好的处理效果。非常适合用地受限的现状污水厂的提标改造。

参考文献：

[1]C.P.Leslie Grady,Jr.，Glen T. Daigger，Henry C. Lim. 废水生物处理（原著第三版）[M]. 张锡辉、刘勇弟、吴光学 译.北京：中国建筑工业出版社,2017.

[2]武福平、谭珍珍、薛博等.MBBR法A2/O式工艺对污水处理厂二级出水的脱氮研究[J].水处理技术，2013,39（8）:75-78.

[3]孙力平、姜春杰、王少坡等. 泥渣回流强化混凝沉淀工艺处理污水厂二级出水[J]. 中国给水排水，2005，25（5）：25-28.

作者简介：王珺，1989年生，女，江苏徐州人，工程师，工学硕士，现主要从事城市污水处理、排水管网、水环境治理等方面技术研究工作。通讯地址：湖北省武汉市江岸区三阳路88号三阳中心。