摘要：随着我国水环境污染状况日益恶化，水体污染物容量越来越少，不少地区对城镇污水处理厂的出水水质要求标准从一级标准提高到地表Ⅳ类水，需要对污水处理厂的工艺进行提标改造。其中MBBR工艺在好氧池中投加填料，是生物滤池和生物流化床的组合，脱氮除磷效果良好，在污水处理厂提标改造中应用越来越受推崇，本文通过实例分析了MBBR填料在城市污水厂尾水提标至地表Ⅳ类水的应用，希望能为同行提供借鉴。
关键词：MBBR填料 尾水提标 地表Ⅳ类水
前言
随着我国城镇化的不断发展，污水收集率也越来越高，各级市县乡镇逐步建立配套的污水处理厂，这在保护水环境治理工作中发挥着极其重要的作用。目前，我国城镇污水处理厂主要工艺是活性污泥法，如典型的A/O、AAO、CASS、氧化沟等工艺，但随着水环境容量不断的减少，国家对流域水体环境要求越来越高，不少区域要求污水厂排放标准提高到地表Ⅳ类水指标。但现行污水厂的处理工艺和设施难于满足Ⅳ类水出水标准，特别是脱氮除磷指标要求，因此，我国的城镇污水处理厂的提标改造势在必行。近年来，以高效沉淀、砂滤、曝气生物滤池、MBR膜等深度处理的提标技术得到人们的广泛研究，但这些改造手段大都需要新增建设用地、且操作复杂、运行及折旧成本高，这些传统工艺并不适用。而新型工艺MBBR工艺因具有具有脱氮除磷功能、且运行简单、管理方便、抗冲击负荷强等优势逐渐成为尾水提标改造工艺研究的热点。
1.MBBR工艺原理
MBBR工艺是一种结合了生物接触氧化和流化床两种工艺的新型生物膜污水处理工艺，于上世纪90年代开始应用于城市污水处理厂。MBBR在传统的活性污泥法中通过投加悬浮填料（载体）作为微生物生长的载体，悬浮填料由优质的HDPE（高密度聚乙烯）原材料生产，在水力作用下，载体上的生物膜在反应器中与污水中污染物充分接触，进而对污水中的污染物进行吸附、降解，最终达到净化的目的。MBBR 类型可按照工艺中溶解氧浓度的高低，分为好氧、缺氧和厌氧类型；按照运行的方式的不同，又可分为连续式和序批式类型。与常规活性污泥法相比，污泥无需回流，减少了剩余污泥量，且MBBR工艺具有微生物多样化、耐冲击负荷、处理能力大、污泥沉降性能好、运行灵活简单高效等优点，其良好的应用效果得到广泛的认可。
2.MBBR工艺特点
MBBR 由于兼具传统活性污泥法和生物膜法的优点，同时又避免了它们的缺点，作为现在广泛为人接受的生物法之一，其优点如下：
(1)具有大量的微生物种群：当生物膜达到一定厚度时，从生物膜外到内溶解氧有了明显的差异，依次形成好氧、缺氧或者厌氧的微多生境，这样就可以满足不同微生物的生长，生物链变长，微生物多样性丰富。
(2)占地面积小：MBBR 所用的悬浮填料具有较大的比表面积，可附着较多的生物量，提高了反应器单位体积的处理效率，从而缩小了池体体积。
(3)基质传质效率高：填料在曝气或机械搅拌的作用处于不断移动的状态，从而实现填料上微生物与营养物质的充分接触，此外还可对气泡进行有效的切割以强化反应器的传质能力。
(4)产泥少、无污泥膨胀：MBBR 产生的剩余污泥量，要远低于传统活性污泥法所产生的剩余污泥，不会发生污泥膨胀现象。
(5)运行管理方便、运行成本低：MBBR填料不会像其他生物膜法如MBR平板膜、陶瓷膜等易出现堵塞的现象，因此不需要经常更换维护。
3.工程案例应用
2.1项目情况概述
某污水处理厂于2015年建成投产，设计规模2.2万吨/日，出水执行一级A标准，本次升级改造对现状厂区AA/O池处理能力进行核算，设计新建1座MBBR生物池，与现状2座AA/O池串联运行，出水标准执行地表Ⅳ类水。
2.2设计进出水水质表
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2.3MBBR工艺设计方案
MBBR工艺系统的核心是实现悬浮载体的充分流化，以达到强化处理污染物的目的，因此，该工艺实质是涉及悬浮载体、池体设计、曝气系统、拦截筛网、推进器、载体投加与打捞设备的有机统一。
根据容积负荷计算出新建生化池好氧区（MBBR区）有效池容6318m3；MBBR悬浮填料填料尺寸：φ25×10mm ,空隙率：>90%，比表面积：800㎡/m3，投配比：33%，因此计算需MBBR悬浮填料有效生物膜面积1806000m2；其悬浮填料填充率计算如下：
悬浮填料自然堆积体积Sz计算过程如下：
Sz= Sf÷Sv
Sz=1806000m2÷800㎡/m3
Sz=2257.5m3
式中：
Sf ：生化池悬浮载体填料总有效比表面积，1806000m2；
Sv：本次所采用悬浮填料有效比表面积800㎡/m3
4.调试运行
新填料的表面存在表面张力，会吸附气泡，进入水体中，因此，填料需要经过多步添加。填料投加应遵循有关程序，并应记录填料添加的过程。当混合情况较好（所有的填料都混合均匀，并能够看清水面水位），注入污水，水位可以升到设计水位（如果池子的超高小，则适度降低水位）。将余下的填料添加到池中。曝气量逐渐增加到设计的一半，并保证筛网处的紊流适度。当填料混合均匀时，可以开始连续进水，流量可控制在设计的一半以内。检测出水，达标后将进水恢复到设计值，一级和二级的DO值控制在2-3mg/L。系统正常运行。
5.运行效果分析
该项目提标改造后，该污水处理厂的生物反应池对总氮的去除率由60 %左右提高到了80 %左右，氨氮去除率由70 %左右提高到了90 %左右，同时发现 MBBR 工艺可以有效的减少污泥产量。其出水指标如下表2：
表2 正常运行情况下进、出水水质表（mg/L）
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经过一个月的正常运行结果表明，该技术改造工程达到了设计要求，且各项出水指标均能够达到Ⅳ类水标准，采用 MBBR 工艺改造而且可节省工程建设时间和投资成本。
6.结语
该污水处理厂技术改造工程处理能力不变，在原有AAO池的基础上，新建一座MBBR池，串联后的处理系统表现出较好的运行效果，具有抗冲击负荷和脱氮除磷能力强，提高了处理系统整体出水水质。改造后的系统具有出水水质好、耐冲击负荷能力强的特点，可确保出水水质达到地表Ⅳ类水水标准，对同类型的污水厂尾水提标改造具有一定的借鉴意义。