李伟1 李倩2
1.山东凯地水务科技有限公司 山东 安丘 262100
2.安丘市市政公用事业服务中心 山东 安丘 262100
摘要：本文通过对安丘市污水处理厂现状进行分析，针对提标改造水质、规模、工艺方案进行探讨，以期待促进城市污水处理厂升级改造进行。
关键词：提标改造；除磷；脱氮；滤池
引言：
安丘市污水处理厂整体处理能力为12万m3/d，出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准，目前处于满负荷运转状态，为了更好地保护当地环境，为经济建设提供环境余量，进一步满足人民对美好生活环境的追求，以及响应国家生态文明建设的需要，应对未来污水处理压力的挑战，结合现状污水厂建设情况并参考类似污水处理厂的工艺流程，对如何进一步扩大污水处理容量和提高出水水质，进一步削减污染物质总量进行探讨，并提出污水处理厂工艺改造方案。
一、安丘市污水处理厂现状
安丘市污水处理厂一期工程于2004年10月建成投产，采用百乐克悬链曝气处理工艺，日处理能力6万吨；2009年12月完成一期工程的升级改造，出水水质达到国家一级B；随后在2014年年底完成了对一期工程的升级改造并进行了扩建工程，其中扩建规模为6万吨/d，主体采用“AAO池＋高密度沉淀池＋紫外消毒”的工艺，同时添加了板框压滤机作为进一步处理剩余污泥，目前整体处理能力为12万m3/d。
目前运行情况良好，出水指标达到甚《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/18918-2002）中的一级A排放标准。
二、建设规模及水质论证
为了应对未来污水处理压力的挑战，本次提标改造工程考虑在现有基础上对污水处理厂进行扩容改造，设计规模按15万m3/d。
根据近半年污水厂进水水质情况对现状水质情况的分析，可以看出目前进水水质虽然存在一定的波动，但基本符合原设计进水水质情况，故本次安丘市污水处理厂提标改造的总设计进水水质与原先设计水质保持一致，见下表：
表1 设计进水水质
项目 BOD5 CODCr SS TN NH3-N TP 水温 pH
设计水质 180 500 400 45 35 5 10～25 6～9
*注： 除水温和pH值外，其它指标单位均为mg/L。
参考安丘市周边，高密、昌乐等已完成提标改造的县市区，污水处理厂出水指标均要求达到一级A+标准（总氮15mg/L）；潍坊城区部分污水处理厂也计划提标，其出出水指标也定为一级A+标准（总氮15 mg/L）。因此，为了保证项目建设资金投入产出的高效性，提标改造出水水质中总氮指标为15 mg/L，其余指标按其他指标按照环保部门要求，达到地表水四类标准，各项指标如下表所示。
表2 设计出水水质（单位mg/L，pH无量纲）
项目 pH SS CODCr BOD5 TN NH3-N TP
出水水质 6-9 ≤10 ≤30 ≤6 ≤15 ≤1.5 ≤0.3
三、工艺方案选择及论证
为了实现污水处理厂高效、稳定运行并节约运行费用、节省工程投资的目的，将依据以下原则对污水处理工艺进行比较和选择。
结合场地和周边道路情况，统筹布置、保证配水均匀性和水流流畅性，维持工艺完整性、统一性；
污水处理工艺先进、高效、合理、经济、能稳定达标；
根据进水水质、水量以及受纳水体的现状，综合考虑当地的实际情况，选择处理效果好，具有除磷脱氮功能、低能耗、低运行费、低基建费、操作管理方便、工艺成熟的污水处理。
处理方案必须占地面积小，对周围环境的影响小。
移动床生物膜工艺（MovingBedBiofilmReactor，MBBR），是目前国际上成熟的污水生化处理技术。该工艺以悬浮填料为微生物提供生长载体，通过悬浮填料的充分流化，实现污水的高效处理。该工艺充分汲取了生物接触氧化及生物流化床的优点，克服了其传质效率低、处理效率差、流化动力高等缺点，运用生物膜法的基本原理，充分利用了活性污泥法的优点，实现生物膜工艺的活性污泥方式运行。MBBR的有优点如下：
1）容积负荷高，节约占地
通过向反应池中投加生物填料，对比活性污泥法，可显著提高有效生物量，对比生物膜法，填料流化显著提高传质效果。占地可较活性污泥法节约30%-50%用地。
2）可同步强化脱氮除磷
采用活性污泥-悬浮填料复合工艺，可实现同一反应器内不同功能微生物的污泥龄分离。脱氮菌群（硝化菌群）一般为长泥龄细菌，需较长泥龄(15-25d)；除磷菌群（聚磷菌）一般为短泥龄细菌，需较短泥龄(3-7d)。复合工艺由于生物填料的投加，为硝化细菌的生长提供了载体，延长其污泥龄，提高脱氮效果；同时控制活性污泥体系为短泥龄，可增强除磷效果。
3）抗冲击负荷能力强，恶劣水质条件下仍表现较好处理效果
冲击负荷主要表现为常规污染物水质冲击、毒害污染物水质冲击和水量冲击，本质是单位时间内单位表面积微生物所承载的污染物量的变化对处理效果的影响。MBBR工艺填料区污泥龄长，增大微生物种群的丰度，有利于难降解有机物的处理。低温、高盐、低基质等恶劣水质条件下，MBBR长泥龄及局部存在好氧、缺氧微环境，有利于其对于恶劣水质条件下，适应微生物的筛选与富集，利于驯化嗜冷菌、耐高盐菌等的富集。
4）无活性污泥工艺易污泥膨胀等问题
采用纯MBBR系统，因为为纯膜法，无污泥膨胀问题；采用活性污泥-悬浮填料复合工艺时，由于老化脱落的生物膜无机质比例较高，密度大易于沉降；且生物膜胞外聚合物比活性污泥更多，具有接触絮凝效果，提高污泥聚集性能，提高污泥沉降性能。
5）污泥产量较低，节约污泥处置费用
生物膜法的污泥产率更低，采用MBBR工艺可显著降低剩余污泥产量，且污泥沉降性能的提升，易于降低污泥含水率，可节约污泥处置费用。
6）无固定床生物膜工艺易堵塞、需反冲洗、滋生红虫等问题
由于填料和水流在生物池的整个容积内都能得到混合，从根本上杜绝了生物池的堵塞可能，池容得到完全利用，无需反冲洗。摇蚊幼虫，又称红虫，属后生动物，易在水流较缓、水质较为稳定区域产卵滋生，且以硝化菌群为主要食料，不利于系统的安全与稳定，在固定床工艺尤其常见，而生物膜法的活性污泥方式运行，从生存条件上遏制了红虫的生长条件。
7）系统寿命长
填料耐磨耐用，搅拌器采用香蕉型的搅拌叶片，外形轮廓线条柔和，不损坏填料；整个搅拌和曝气系统很容易维护管理。
8）适用于污水处理厂升级改造及立体扩容
工艺运转灵活性高，首先，可以采用各种池型（深浅方圆都可），而不影响工艺的处理效果；其次，可以很灵活的选择不同比表面积填料及不同填料填充率。当实际运行进水水质或水量发生变化时，只通过提高填料填充率，即可保证原设计生物池容不变的情况下，满足原设计或提标后出水标准，达到体力扩容的目的，达到兼顾高效处理和远期扩大处理规模而无需增大池容的要求；最后，移动床生物膜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，可根据系统功能、运行状况灵活调整。
结束语
本次提标改造出水水质参照国内常规准地表V类水标准设计，出水总氮指标取15m/L。本次提标改造方案生化系统部分采用MBBR工艺包，依靠提高现有生化系统微生物量实现处理能力的提升，如环保要求确定需要提高出水总氮指标，建议仍需增设后置反硝化处理工段，以确保稳定达标。
参考文献：
[1]周婷，朱义超.城市污水处理厂节能降耗途径研究[J].资源节约与环保，2015,02:35-36
[2]杨巍.乡镇污水处理厂工艺设计探讨[J].西南给排水，2015，01:9-11