MBBR+双层沉淀池贴建应用于集约型污水厂的扩建_厉智成.pdf

河南科技Henan Science and Technology化工与材料工程总第802期第8期2023年4月MBBR+双层沉淀池贴建应用于集约型污水厂的扩建厉智成程树辉李张卿龚远君（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京100086）摘要：【目目的的】湛江某污水厂处理能力不能满足区域内污水量增加，需扩建8万t。【方法方法】结合现状条件，综合比较MBR和MBBR+双层沉淀池+磁混凝两种方案，考虑进水总磷达17.55 mg/L，会使膜清洗频率增大，减少膜寿命，增加运行成本。因此，采用“MBBR+沉淀池+磁混凝”核心处理工艺。厂区主要构筑物贴建，进一步减少用地。【结果结果】水厂于2021年投产运行，出水可稳定达标。【结论结论】泥膜复合工艺+双层沉淀池+磁混凝可解决扩建用地紧张问题，运行成本约0.87 元/m3。关键词：MBBR；双层沉淀池；贴建中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）08-0092-06DOI：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.08.019MBBR+Double Layer Sedimentation Tank ConstructionApplied to the Expansion of Intensive Wastewater Treatment PlantLI ZhichengCHENG ShuhuiLI ZhangqingGONG Yuanjun（Beijing General Municipal Engineering Design&Research Institute Co.,Ltd.,Beijing 100086,China）Abstract:Purposes The treatment capacity of a sewage plant in Zhanjiang cannot meet the increase inthe amount of sewage in the region,and it needs to be expanded by 80000 tons.Methods Based on current conditions,a comprehensive comparison was made between MBR and MBBR+double layer sedimentation tank+magnetic coagulation schemes.Considering that the total phosphorus in the influent waterreaches 17.55mg/l,it will increase the membrane cleaning frequency,reduce the membrane life,and increase the operating cost.Therefore,the core treatment process of MBBR+sedimentation tank+magneticcoagulation is adopted.The main structures in the plant area are built to further reduce land use.Findings The water plant was put into operation in 2021,and the effluent can stably reach the standard.Conclusions Mud film composite process+double layer sedimentation tank+magnetic coagulationcan solve the problem of land shortage for expansion,with an operating cost of about 0.87 yuan/m3.Keywords:MBBR;double layer sedimentation tank;stick to build0引言随着大湾区政策的提出，广东省各市进入新一轮高速发展和建设阶段。对于污水处理而言，新增人口带来污水厂扩建的需求和周边地块开发导致污水厂占地尽可能小的矛盾越来越突出。本研究从优化工艺和结构调整两方面出发，针对湛江某污水处理厂提出既满足污水量增长的需求又满足占地小的现实要求的方案。湛江市某污水处理厂一期建设规模4.9万m3/d，预处理单元设计规模 9.8 万 m3/d，采用“AAO+D 型滤池”处理工艺，占地面积3.58 hm2；污泥脱水采用收稿日期：2023-02-08作者简介：厉智成（1989），男，硕士，工程师，研究方向：污水处理提质增效及水环境治理等。第8期93离心脱水机的方式，共2台，出厂污泥含水率为80%。根据2017年水量监测，平均日进水量达7.96万m3，已经远超现状污水厂处理能力，因此扩建工程迫在眉睫。经过水量预测，二期设计规模为8万m3/d，可用占地面积仅为1.8 hm2，每处理万立方米水量实际可用土地面积仅为一期的三分之一，因此在工艺选择上及结构形式上需要尽可能地减少占地。1二期扩建工程设计进出水水质按不同保证率统计一期工程 2017 年 1 月2018年9月进水水质。因服务范围内有多家水产企业，其水产饲料配方中的磷含量较高，过高的磷会随着排泄物被排入污水系统中，导致污水厂进水总磷浓度较常规生活污水高，具体见表1。按90%保证率，考虑一定的富余量，综合确定本次方案的设计进水指标。出水水质执行 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189782002）中的一级A标准和 广东省地方标准 水污染物排放限值（DB 44/262001）第二时段中一级标准中的严者，确定二期工程进出水水质，具体见表2。2工程设计方案2.1工艺选择及厂平布置考虑到用地紧张，二期工程每万吨污水实际用地面积仅为 0.225 hm2，宜采用集成高效的处理工艺。鉴于进水TP较高，在强化生物除磷的同时应主要考虑化学除磷工艺，可通过设置化学除磷单元来解决。由于投资金额的限制，方案选择时首先排除地下式污水厂。扩建工程主要对“MBBR+二沉池+混凝沉淀”的传统工艺和“MBR 工艺”进行比选。MBBR又名移动床生物膜反应器，通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量和生物种类，从而提高反应器的处理效率。MBR又名膜生物反应器，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的处理技术，通过膜组件的截留作用将微生物留在反应器中，以提高反应器中的污泥浓度，从而可以提高反应器的处理效率。经过比较，传统工艺和 MBR工艺均可满足出水标准，但是由于进水TP高，加药除磷可导致膜系统频繁反洗，且MBR工艺一次性投资和运行成本均高于传统工艺。因此，选择传统工艺作为污水厂扩建的方案。为了节省占地和投资，二期预处理优先利用一期粗格栅及进水泵房的富裕能力。出水采用紫外消毒的方式，并预留次氯酸钠储罐投加的条件。污泥脱水充分利用现有设备的处理能力。厂平面布置如图 1 所示。具体工艺流程如图 2所示。2.2工艺特色普通的生物处理由于污泥负荷不高，导致水力停留时间长，占地面积大。二沉池受表面负荷的限制，往往在水处理单元属于占地面积较大的构筑物。因此，方案设计上需要针对这两个占地大的构筑物进行优化。具体如下。2.2.1生物处理。生物池采用 MBBR1的工艺，由厌氧区、缺氧区、好氧区和脱气区组成。在占地面积有限的情况下，首先，通过增加池深至10 m来增加水力停留时间；另外，受投资限制以及对曝气压力的要求，不能无限制地增加池深。因此，方案还利用在好氧区投加悬浮填料来增加污泥浓度的方法来强化有机物氧化和氨氮硝化效果。同时，为解决填料堆积问题，在好氧区设置环形廊道及推流器，通过推流器及底部曝气盘的综合作用，使填料处于流化状态，在出水处设置填料分割网及自清洗系统用于拦截填料。厉智成，等.MBBR+双层沉淀池贴建应用于集约型污水厂的扩建表1一期水质概率统计保证率/908580CODCr/（mg/L）283261251BOD5/（mg/L）134119.9106.5SS/（mg/L）177168161TN/（mg/L）343332NH3-N/（mg/L）23.7020.0219.28TP/（mg/L）17.5516.916.2表2设计进出水水质项目进水/（mg/L）出水/（mg/L）处理程度（）/%CODCr3004086.67BOD51501093.33SS1801094.4TN351557.1NH3-N255（8）80（68）TP17.550.597.15图1厂平面布置94第8期2.2.2二沉池。传统的单层沉淀池占地面积大，不能满足本工程的用地现状。运用浅池理论，方案采用双层沉淀池2的形式来满足生物池出水后的泥水分离；上下两层同时进水，刮泥设备采用非金属链式双层刮泥机，占地面积缩小为单层沉淀池的一半，大大减少工程占地，为后续处理工艺的增加提供条件。2.2.3深度处理。生物池+二沉池的工艺组合并不能使出水达到要求，尤其是SS和TP的去除不能达标，因此需要增加深度处理。本工程选择混凝沉淀集成工艺进行后处理。常规的混凝沉淀工艺有高效沉淀池和磁混凝沉淀池3，磁混凝沉淀池的磁粉（小于100 m）作为沉淀析出晶核，使水中胶体颗粒与磁粉颗粒容易碰撞脱稳而形成絮体，悬浮物去除效率也大大提高；同时由于磁粉密度大于5.0，使得絮体密度远大于常规混凝絮体，从而大幅提高沉淀速度，用地更节省。因此，选择磁混凝沉淀池作为深度处理工艺4。除此之外，充分利用现有处理单元的剩余处理能力。首先是预处理单元，一期预处理按照9.8万m3/d建设。经过核算，现状粗格栅处理能力和进水泵房容积可以满足本次设计规模（4.9+8=12.9万m3/d）的要求，但现况提升泵流量不能满足处理要求。因此，更换进水泵房内设备，利用现状粗格栅和进水泵房作为二期预处理单元。其次是污泥脱水单元，原污泥脱水工艺采用离心脱水机，由于二期进水TP高导致污泥产量大，需要对产生的污泥进行浓缩，采用占地面积小、可连续进泥的机械离心浓缩的方式，浓缩后的污泥进一步离心脱水。2.2.4结构方案。上述工艺方案均从处理效果稳定、高效，占地面积节省方面进行选择和优化。但是，还不能有效解决占地紧张的问题。因此，需要从结构形式上进行突破。方案取消各构筑物之间的通行道路，采用各主体构筑物贴建的方式，将细格栅及曝气沉砂池、生物池、二沉池和磁混凝沉淀池完全贴建，各构筑物之间通过洞口的形式过水。2.3主要构筑物设计参数2.3.1生物池。设计规模为8万m3/d，生物池采用多段A2O工艺，分为两个系列，每系列分为一组，共两组，每组设计处理水量4万m3/d。好氧区投加悬浮填料，每组设置4台推流器，每台叶轮直径1 800 mm，因水深较深，单侧廊道内推进器分两层安装，同时设置填料分隔网和自清洗系统。为减少内回流带回过高的溶解氧，破坏缺氧环境，在好氧区末端设置消氧区，减少曝气量。经设计，生物池长度70.00 m，宽度54.83 m，设计水深10.0 m。总停留时间为10.29 h，其中缺氧区1.62 h，缺氧区3.0 h，好氧区5.17 h，脱氧区0.5 h。好氧池填料区平面尺寸为37.5 m16.4 m，单组投加好氧悬浮填料为7.6105 m2，粒径为 25 mm*10 mm，填料比表面积为800 m2/m3，填充率约为16%。曝气设备采用盘式微孔曝气器，单个曝气器工作气量为8.00 Nm3/h。具体设计参数见表3。厉智成，等.MBBR+双层沉淀池贴建应用于集约型污水厂的扩建图2工艺流程鼓风机房现况细格栅细格栅及曝气沉砂池A2O生物池聚合铁盐二次沉淀池机械浓缩间现况脱水机房改造污泥外运储泥池聚合铁盐达标排放紫外消毒渠磁混凝澄清池第8期952.3.2双层沉淀池。沉淀池采用矩形平流沉淀池，分两个系列，每系列3格渠道，每格上下2层设置，为满足上下