摘要：AAO+MBR工艺具有出水水质稳定可用回用、占地面积小等优点，适用于场地有限的污水处理厂的提标改造。该工艺对CODCr的去除率大于95%，总氮去除率大于70%。
关键词：提标改造；AAO+MBR工艺；高标准出水
1.AAO+MBR技术在污水处理应用上的优势分析
AAO+MBR具有传统工艺无法比拟的优势，特别是污水处理中，在水污染严重和水资源短缺的背景下，它在污水和工业废水的处理领域得到了更多的应用并表现出良好前景。AAO+MBR技术优势具体体现在以下方面：
（1）出水水质良好：能够高效地进行固液分离，出水水质良好、稳定，悬浮物和浊度接近于零，可直接回用。同时，与传统生物处理工艺相比，其生物相-活性污泥浓度提高了2倍以上，因此生化效率得到大大提高，出水水质好。
（2）占地面积小：反应器内的微生物浓度高，减小了生化池容。采用膜生物反应器一个处理构筑物，替代了传统污水处理工艺的曝气、二沉、混凝、过滤等多个处理构筑物，大大减少了对土地的占用；
（3）氨氮去除率高：有利于增殖缓慢的硝化菌的截流、生长和繁殖，氨氮去除效果好。
（4）除磷效果好：污泥浓度高，可以直接进行脱水，避免传统工艺沉淀池和污泥浓缩池缺氧状况下磷的释放。以生化除磷为主，辅助化学除磷确保达标。可以直接将铝盐和铁盐投入生化池中，形成的磷酸盐沉淀几乎被膜全部截留，随剩余污泥排放，而传统的混凝过滤难以避免部分磷酸盐沉淀随SS随水带出。
（5）抗冲击负荷能力强：由于具有很高的生物相浓度，因此抗冲击负荷的能力很强，这对于保证水质、水量变化较大的合流制城市污水处理设施的稳定运行，尤显重要。
（6）自动化程度高，运行管理简便。
2.A厂改造案例
2.1改造前概况
2.1.1.运行情况
A厂一期除生物池按10×10 3 m 3/d规模建设，其余构筑物土建均按远期30×10 3 m 3/d规模一次建成，设备按一期10×10 3 m 3/d安装。污水采用循环式活性污泥法（CAST）二级生物处理工艺，流程为“污水→粗格栅及提升泵房→细格栅及旋流沉砂池→CAST池→加氯间及加氯消毒池→排放”。污泥采用浓缩脱水带式一体机，出泥含水量80%。
2.1.2.存在问题
二期工程面临着提标、改造和扩容3大目标。结合改造前运行情况调研，该厂主要存在以下问题：出水仅能稳定达到二级标准，一期工艺的脱氮能力不能满足GB 18918一级A要求，除磷能力也与标准存在较大差距；高峰时段，进水水量冲击负荷大时，出水SS含量偏高，难以达到GB 18918－2002一级A标准，应在提标改造中予以解决；由于生物池内曝气设施不利检修，使生物池内的DO含量不足，曝气效果不稳定，不能完全利用生物池的容积，引起出水氨氮指标不稳定；CAST池氧利用率偏低，鼓风机能耗偏大；现状加氯间上部建筑不能满足GB 50013关于二氧化氯消毒的要求，无法投入运行，二期工程中需进行改造。
2.2升级改造方案
2.2.1.工艺流程
二期工程土建按远期30×10 3 m 3/d一次建成，设备按二期20×10 3 m 3/d安装。结合一期水质，并同步考虑区域发展，确定设计进水水质：COD为400mg/L，BOD 5为180 mg/L，SS、NH 3-N、TN、TP的质量浓度分别为300、30、45、8 mg/L。处理出水执行GB18918一级A排放标准。二期处理工艺的选择，一是研究如何稳定实现GB 18918一级A标准，二是确定一期CAST工艺如何改造利用。综合考虑现状设施、用地条件、运行管理和经济效益等多方面因素，确定二期工程采用AAO作为主体生化处理工艺，采用MBR作为深度处理工艺。新建AAO+MBR生物反应池，作为污水处理的主体工艺。污水依次进入厌氧池、缺氧池、好氧池和膜池，通过硝化和反硝化作用去除水中含氮污染物；通过膜组件进一步去除和过滤水体中污染物。除磷主要通过在好氧池内投加化学药剂去除。为保障系统脱氮效率，生物池设备机房内备用碳源投加装置，必要时在缺氧池内投加碳源。考虑到一期运行中存在的水质水量波动情况，二期将CAST池改造为调节池，以确保生物系统和膜系统的稳定性。调节池进水端加装杂质分离器，质分离器出水直接进入调节池，提高对水质和水量波动的抵御能力，保证后续生物处理工艺的处理效果的稳定。二期提标改造工艺流程见图1。
2.2.2.方案及参数
保留利用一期预处理设施，包括粗格栅及进水泵房、细格栅及旋流沉砂池，二期增加部分设备。改造一期CAST池作为调节池，并更换部分设备。二期新建AAO-MBR反应池及配套设备机房。改造利用一期加氯接触池。保留利用储泥池、鼓风机房等构筑物。调节池。废除CAST池前端厌氧选择池，内部安装杂质分离反应器，去除粒径大于0.1 mm的杂质，保障膜系统稳定运行。CAST池主体改造为调节池，拆除一期CAST池中微孔曝气系统和原污泥回流系统，保留现状出水滗水器用于水位调节，调节池上部全封闭进行除臭。调节池二期设计停留时间6.7 h，远期设计停留时间4.4 h，有效水深4.9～5.7m，有效调节水位为0.8 m，当控制调节池调节时间为4 h时，流量高峰系数可由1.45降至1.2。AAO+MBR生物反应池及膜池设备间。处理构筑物土建按远期30×10 3 m 3/d规模建设，MBR膜设备按二期20×10 3 m 3/d规模安装。池体分为2组，包括厌氧池、缺氧池、好氧池和MBR膜池，平板膜组件浸没于好氧池后部形成MBR池，构筑物设计参数见表1。每组厌氧池安装2台搅拌机，直径400mm，转速960 r/min；缺氧池安装4台潜水推流器，叶浆直径2.5 m，转速43 r/min；好氧池采用聚乙烯管式微孔曝气器，曝气体积流量243.6 m 3/min。
表1AAO+MBR生物反应池设计参数
缺氧池至厌氧池混合液回流体积比100%～200%，好氧池至缺氧池混合液回流体积比200%～400%，MBR池污泥质量浓度10 g/L，BOD 5污泥负荷二期58 mg/（g•d），远期71 mg/（g•d），污泥泥龄20～30 d，平板膜组件平均运行通量385 L/（m 2•d）。加氯间及加氯接触池。消毒改为采用更为安全简单的方法，通过直接投加次氯酸钠溶液消毒。由于MBR膜组件采用次氯酸钠作为清洗药剂，因此清洗药剂和消毒药剂的制备可一并考虑，直接在膜池设备间进行次氯酸钠药剂制备，并投加于生物池出水渠，最终至加氯接触池进行反应。鼓风机房。一期共有3台罗茨风机（2用1备），单台风量35 m 3/min，主要用于CAST池供氧，保留利用作为AAO反应池曝气设备，改造厂区风管，为新建生物池的好氧池供氧。MBR系统采用更为节能高效的空气悬浮风机，二期安装4台，2用2备，单台风量95 m 3/min，就近安装于膜池设备间。脱水机房。污泥处理工艺改为隔膜压滤脱水，设计干污泥量二期3.6 t/d，远期5.0 t/d。拆除一期带式浓缩脱水一体机，新增1台转鼓浓缩机，将污泥中水的质量分数降至97%；新建钢结构深度脱水机房，安装2台厢式隔膜压滤机，污泥深度脱水的质量分数降至60%，并安装污泥调理及加药等设备。
2.3运行情况
工程已运行将近2年。结合2018年全年日均进出水数据来看，现状进水水质与设计值较为一致，设计指标较为合理，污水处理厂可有效应对不同水质波动条件，出水指标均稳定达到GB 18918一级A标准，运行情况良好。2017年全年COD削减量约2 884 t，TN约154 t，TP约41 t。
AAO+MBR技术已在污水处理中广泛应用，技术日趋成熟，设计中应注意各种细节，使AAO+MBR运行稳定，运行成本较低，充分发挥AAO+MBR技术的优势。
参考文献：
[1]谢琪.基于AAO+MBR技术的农村生活污水处理工艺技术研究[D].西南科技大学，2016.
[2]李瑞.浅谈AAO+MBR技术在污水回用中的应用[J].广东化工，2016，41（23）：132+124.
[3]李建芳.MBR在石化炼油污水深度处理的应用研究[D].北京化工大学，2013.
论文作者:钱维
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/9
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