城市污水分散处理用于河道生态补水研究与实践

为缓解污水集中处理与生态补水的矛盾问题,青岛西海岸新区采用了“原位处理、就地回用”的分散型污水处理补水模式。通过新建7座分散型污水处理设施,实现了污水就地处理、就近回用、生态补水。7座分散型污水处理设施总处理规模为4.55×104 m3/d,实际运行效果显示,各污水处理设施出水水质优于地表准Ⅳ类水标准,有效解决了城市内河径流不足以及“集中处理,远程调水”模式占地大、投资高等问题,实现了污水资源化,达到了水资源循环利用的目的。分散型污水处理设施采用地埋式建设形式,有效避免了对周边环境的不利影响。通过增加智慧水务管理系统,实现了分散型污水处理设施智慧运管和智能控制,提高了管理效率。采用“原位处理、就地回用”的污水处理理念,既解决了污水增量问题,实现了区域污水的灵活处置,又恢复了河道水体生态质量,获得了良好的环境效益、社会效益和经济效益。

MBBR和MBR工艺的污水处理效果与碳排放分析

北方某污水处理厂设计处理规模为30×104 m^(3)/d,出水要求达到地表水准Ⅳ类标准,分别采用泥膜复合MBBR(S-MBBR)和MBR工艺进行提标改造和新建。从工艺流程、运行效果、药耗能耗、维护控制以及低碳运行等方面分析了两种工艺的实际应用情况。结果表明,两种工艺处理能力相当,均可以稳定达到设计出水标准,S-MBBR抗水量冲击优势更加显著,平均进水负荷率为119%;两种工艺电/药费用分别为0.469、0.626元/m^(3),MBR运行费用更高,主要体现在膜池的运行维护方面;两种工艺的低碳运行评价等级分别为二级和三级,电耗为主要碳排放贡献源,占比约为55%;S-MBBR需要可靠的设计和设备支撑,对工艺厂家要求更高;MBR工艺运行费用更高,但也较S-MBBR省地。纯膜MBBR有望在占地上达到与MBR相当水平,且可进一步降低运行费用和碳排放量,但技术难度更高。

MBBR工艺应用于市政污水处理的系列解决方案探讨

针对我国污水处理用地少、标准高、难稳定等问题,移动床生物膜工艺(MBBR)展现出了节地、高效、灵活、稳定的工艺优势,获得了良好应用效果,国内应用规模已达到2500×10^(4)m^(3)/d。MBBR工艺按微生物存在主要方式分为泥膜复合MBBR工艺和纯膜MBBR工艺,分别隶属活性污泥法和生物膜法;同时纯膜MBBR耦合磁混凝沉淀形成了具备脱氮除磷功能的BFM(Biofilm&Magnetic)工艺。针对国内水质复杂、类型多样的问题,形成了MBBR工艺应用于市政污水处理的系列解决方案。针对泥膜复合MBBR工艺改造实现原池提标或30%~50%的提量、BFM工艺原位改造实现原池提标或2倍以上的提量、BFM工艺新建深度脱氮除磷实现地表水准Ⅳ类及更高排放标准、BFM工艺新建旁位处理设施实现原厂分流或提量等解决方案,探讨了各解决方案的优势、适用场景和实际应用效果,并针对泥膜复合MBBR工艺原池改造进一步提出了4条实施技术路线。MBBR工艺能够有效满足各类污水厂新、改、扩建需求,尤其是基于纯膜MBBR的BFM工艺,占地更加集约,配合装配式建设同时可展现出快速实施、灵活布置等特点,通过加载智水优控云平台,能够实现污水厂运行的管理升级与节能降耗。BFM工艺适用于市政污水、工业废水、黑臭水体、初期雨水、农村污水等多种水环境综合治理场景。围绕绿色低碳污水处理技术的开展,以悬浮载体为基体,实现基于MBBR的厌氧氨氧化工艺,是BFM工艺下一步的发展方向。

多级多段纯膜MBBR工艺的脱氮稳定性与微生物菌落结构分析

采用宏观运行、原位小试及微观群落组成相结合的方式,探究了多级多段的纯膜MBBR工艺在工程应用中的脱氮效果及脱氮路径。结果表明,纯膜MBBR耦合改良磁加载沉淀工艺的HRT相比传统活性污泥工艺可缩短50%,且脱氮稳定性强。建议纯膜MBBR采用两级AO设计,并根据出水标准及进水波动情况,前缺氧和主好氧区分别设置2级以上以及2~4级工艺。在实际运行面临水质冲击时,通过生物膜传质梯度增加,可以显著提升污染物去除负荷,保证脱氮稳定性。在水质冲击幅度过大时,可以通过临时投加外投碳源的方式保证出水氮素稳定达标。纯膜MBBR优势硝化菌Nitrospira和Nitrosomonas,在主好氧区相对丰度分别达到3.50%~6.91%和0.65%~2.28%。Denitratisoma、Flavobacterium、Hyphomicrobium、Terrimonas和Rhodobacter等优势反硝化菌属的合计相对丰度10.85%~16.52%。缺氧区和好氧区污染物最大去除负荷与功能菌相对丰度均呈正相关。纯膜MBBR在前缺氧区提高了Candidatus Brocadia型厌氧氨氧化菌富集效率,相对丰度达到1.21%~1.56%,可为主流厌氧氨氧化的稳定实现提供参考。纯膜MBBR结合多级多段设计,具备节地效果好,抗冲击能力高等优势。

MBBR+磁混凝用于A^(2)/O微曝氧化沟污水厂提标扩容

广东某污水厂处理工艺为A^(2)/O微曝氧化沟,现要求同时扩容提标,处理规模由10×10^(4)m^(3)/d提升至15×10^(4)m^(3)/d,扩容50%,出水水质需满足广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)第二时段一级标准及《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准中的较严者。针对改造工程扩容体量大、可用土地少及排放标准严的问题,最终选择“MBBR原位强化生化处理能力+二沉池提高负荷+新建磁混凝沉淀保障固液分离”技术路线。通过生化段镶嵌MBBR工艺,使出水NH_(3)-N和TN分别稳定降至(1.28±0.91)mg/L和(5.78±1.33)mg/L;虽然改造后二沉池表面负荷提高致使出水SS略有升高,但磁混凝较高的固体通量承受能力,可确保SS由(17.45±4.18)mg/L稳定降至(3.59±0.71)mg/L,同时保障出水TP达到(0.09±0.09)mg/L。“MBBR+磁混凝沉淀”技术路线脱氮除磷效果好、占地省、抗冲击能力强,适用于污水厂的新建或扩容提标改造。如污水厂扩容量进一步提高,则需采用更加集约高效的“纯膜MBBR+磁混凝沉淀”技术路线。

华北某集约型污水厂BFM工艺设计与运行分析

华北某新建处理规模为2×10^(4) m^(3)/d的污水处理设施,面临占地受限、进水水质复杂(含工业废水)、出水水质要求高(需达到地表水准Ⅴ类标准)、需在4个月内通水达标等难题。采用BFM为核心工艺,即纯膜MBBR工艺(B段)与改良磁加载沉淀工艺(M段),同时采用模块化设计,80d完成了设计施工,20 d实现了通水达标。工艺流程为预处理+BFM+臭氧氧化+转盘滤池,B段总HRT仅为10 h,不设二沉池;M段设计表面负荷为11.57 m^(3)/(m^(2)·h);除预处理采用土建形式,其余均采用模块方式,可以缩短建设周期。全厂出水COD、氨氮、TN、TP、SS分别为(21.86±3.26)、(0.44±0.24)、(10.19±1.37)、(0.09±0.03)、(4.77±0.89)mg/L,出水水质稳定达到地表水准Ⅴ类标准。当BFM出水COD>30 mg/L时开启臭氧氧化装置。智水优控信息控制平台的加载,提高了污水厂的综合运营管理水平,实现了26%的节能降耗。本项目经营成本为0.98元/m^(3)。