改良A2／O—MBBR裝置處理城鎮(zhèn)河道污水研究

鄭敏1， 楊波2， 趙雪峰3， 汪誠文1， 賈捍衛(wèi)3， 陳雯4

(1．清華大學環(huán)境學院，北京100084；2．邯鄲市環(huán)境保護局，河北邯鄲056002；3．北京
國環(huán)清華環(huán)境工程設計研究院，北京100084；4．深圳市水污染治理指揮部辦公室，廣東
深圳518036)

摘要： 分別采用2種不同填料的改良A2／O—MBBR中試裝置處理深圳市布吉河道污水，
考察了該工藝的啟動和雨季運行特征。經(jīng)過一個月的啟動運行，2組系統(tǒng)K3和xD填料上附著的
生物量分別為14．76和6．18 mg，工藝掛膜成功。雨季的進水SS為14～3 492 mg／L，平均為232
mg／L，大量的泥沙進入中試裝置導致污泥的MLVSS／MLSS值從0．40降至0．19，SVI從63 mL／g降
至23 mL／g。通過減小污泥排放量提高MLSS至4 000～5 000 mg／L，當進水COD為42．1—215．0
m∥L時，2組系統(tǒng)出水COD分別為2．7～80．9 m∥L和4．7—87．6 m∥L，平均去除率分別為81．8％
和79．1％；當進水氨氮和總氮分別為1．58～20．88 mg／L和5．4～26．2 mg／L時，對氨氮的去除率在
98．0％以上，對總氮的去除率均為23．7％。通過投加60 m∥L的甲醇作為外加碳源，可使出水總
氮穩(wěn)定在15 m∥L以下，達到一級A標準。當進水總磷為0．80—6．12 m∥L時，2組系統(tǒng)的出水值
分別為0．24～0．92 m昏／L和0．26～0．92 mg／L，平均去除率分別為63．6％和67．2％。

關鍵詞： 河道污水； 改良A2／0工藝； MBBR工藝； 中試； 啟動； 雨季

中圖分類號：x703 文獻標識碼：A 文章編號：1000—4602(2013)01—0022一04

Modi6ed A2／O-MBBR fbr Treatment of Urban Riverway Sewage
ZHENG Min 1， YANG B02， ZHA0 Xue—fen93， WANG Cheng州enl， JIA Han。wei3，
CHEN Wen4
(1．Jsc^oDZ礦E聊iron胱眥，乃in曲配№i凹P您毋，&彬ng 1 00084，C危inn；2．mnd口n E聊iron眥n刪
Pr毗c￡幻n日ure口“，脅，托kn 056002，∞inn；3．晚彬昭G∞^Mon乃in砂M口E聊iron撇凡刪Engi馳e訂昭跳泓口蒯如s∞如船墩蹴，＆彬昭100084，m流8；4．航e，如en厶協(xié)由“口腳啦曠耽御
PoZZM￡ion l％n￡，-0Z，Js^e，L施en 51 8036，C^in血)
Abstract：Two modi6ed pilot．scale A2／0．MBBRs with dif．ferent fiIlers were used for treatment of
Buji riVelway sewage in Shenzhen City．The start-up of the pilot-scale A2／O．MBBRs and the operation
characteristics in rainy season were investigated．The reactors started up successfullv after one month．
and the biomasses on the K3 and XD 6Uers were 14。76 mg and 6．18 mg respectively．During the rainy
season，the innuent ss was 14 to 3 492 m∥L，and the aVerage SS was 232 mg／L．The MLVSS／MLSS
ratio decreased from 0．40 to O．19，and the SVI decreased from 63 mL／g to 23 mL／g due to a lot of silt
going into the reactors．7I’}le MLSS concentration increased to 4 000—5 000 m∥L by reducing sludge dis．
cha唱e．When the innuent COD was 42．1 to 215．0 mg／L，the emuent COD of the two svstems were 2．7

基金項目：深圳市財政支持項目(SZCG2007046206)

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鄭敏，等：改良A2／0一MBBR裝置處理城鎮(zhèn)河道污水研究第29卷第1期
to 80．9 mg／L and 4．7 to 87．6 mg／L respectively． The average COD remoVal rates of the two systems
were 81．8％and 79．1％．When the innuent NHf—N and TN were 1．58 to 20．88 mg／L and 5．4 to
26．2 m∥L respectively，the NHf—N removal rate was above 98．O％，and the TN removal rate was
23．7％．The efnuent TN of less than 15 m∥L，which met the first level A criteria，could be achieved by
adding 60 mg／L methan01 as an eXtemal carbon source．When the innuent TP was 0．80 to 6．12 m∥L，
the emuent TP of two systems were 0．24 to 0．92 m∥L and 0．26 to 0．92 m∥L，and the average TP removal
rates were 63．6％and 67．2％respectively．
Key words： riverway sewage； modi6ed A2／O process； MBBR process； pilot—scale experi—
ment； start-up；rainy season


城鎮(zhèn)河流是城市生態(tài)建設的基礎，但近年來隨
著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)河道也受到了一定程
度的污染，部分河道存在發(fā)黑發(fā)臭現(xiàn)象⋯。深圳市
采取了興建污水處理廠、截留河道污水并進行生化
處理的方法。

在傳統(tǒng)活性污泥工藝基礎上發(fā)展的A2／O生物
脫氮除磷工藝可以有效地去除污水中的有機物、氮、
磷等物質12“J。移動床生物膜反應器(MBBR)則在
傳統(tǒng)活性污泥工藝的基礎上，通過投加懸浮填料來
強化對污染物的去除，具有載體流化所需能耗小、不
會發(fā)生堵塞、水頭損失小等特點"J。該工藝尤其適
用于中小型生活污水和工業(yè)廢水處理，在市政污水
或工業(yè)廢水(食品、造紙、化工、制藥等)處理方面的
研究較多M’7。，對低濃度污水的工程應用研究也有
報道舊J。筆者將改良A2／0工藝與MBBR結合形成
改良A2／0一MBBR工藝，并進行了處理布吉河水的
現(xiàn)場中試研究，考察了啟動及雨季運行特征。

1材料與方法
1．1 中試工藝流程
工藝流程如圖l所示。
混合液回流
半
流
沉
習l預
池l
油
鼓L．一缺厭缺填
氧氧料型i司螽池池池
污泥回流。薪荼藹礦
圖1 A2／O—MBBR中試裝置工藝流程
Fig．1 兀ow chart of pilot喝cale mod訪ed A2／0-MBBR
中試裝置采用2組連續(xù)流反應器，進水采用潛
污提升泵直接抽取布吉河道污水至轉鼓細格柵，生
化處理段依次設有預缺氧池、厭氧池、缺氧池、填料
池和好氧池，各池的HRT分別為1．5、1．5、2．0、2．5
和3．5 h。1”系統(tǒng)投加硒填料，2”系統(tǒng)采用xD填
料，材質均為聚丙烯塑料。中試系統(tǒng)通過間歇排泥
控制SRT為10 d左右，設計處理水量為140 m3／d，
污泥回流比為100％，混合液回流比為200％。
K3填料總表面積為680 m2／m3，設計有效比表
面積為500 m2／m3，直徑為25 mm，高度為12 mm，采
用高密度聚乙烯(HDPE)中空吹塑成形，具有較好
的抗沖擊性能和防老化、防褪色特點。填料質量為
1．026∥個，整齊堆積密度約100 kg／m3。xD填料
總表面積為200 m2／m3，設計有效比表面積為193
m2／m3，孔徑為25 mm，高度為36 mm，采用改性塑料
成形，具有抗磨、抗沖擊強度較高、不易變形、抗老化
性能好等優(yōu)點。填料質量為2．335 g／個，整齊堆積
密度約45 kg／m’。
1．2分析項目及方法
cOD：標準重鉻酸鉀法；NHf—N：納氏試劑光
度法；TN：過硫酸鉀氧化紫外分光光度法；TP：鉬酸
銨分光光度法；MLSS：重量法。
2結果與討論
2．1 反應器的掛膜啟動
反應器的啟動采用接種污泥法，將接種污泥平
均放入2個系統(tǒng)的好氧池及填料池，混合均勻后分
別投放邸和xD填料，投放比為30％。然后采用
提升泵從河道里提升污水至有效容積的一半，悶曝
24 h，使污水、污泥和填料充分接觸起到接種微生物
的作用。停止曝氣，沉淀O．5 h，將上清液排掉，繼續(xù)
進污水至有效容積的約l／2，再次悶曝24 h后將上
清液排放，然后逐步加大進水量，至1周后達到有效
容積。
啟動階段進出水溫度為23℃左右，pH值在6．5
～7．8之問，維持好氧池、填料池的DO為2．o～4．o
m∥L。經(jīng)過1周的培養(yǎng)后，填料上出現(xiàn)一層薄薄的
·23·


第29卷第1期中國給水排水www．watergasheat．com
生物膜，掛膜約1個月后(至2007年12月11日)，
生物膜呈黃褐色，污泥中出現(xiàn)了輪蟲、線蟲等后生動
物，出水水質變清，出水COD和氨氮等指標基本穩(wěn)
定。當平均進水COD和氨氮濃度分別為173．5和
24．2 m∥L時，1”系統(tǒng)平均出水c0D和氨氮分別為
53．1和10．2 m∥L，平均去除率分別為69．3％和
57．9％；2。系統(tǒng)平均出水COD和氨氮濃度分別為
41．6和13．1 m∥L，平均去除率分別為76．1％和
45．9％。通過測試填料上的生物量，1”系統(tǒng)硒填料
比2”系統(tǒng)xD填料上附著的生物量要多，分別為
14．76和6．18 mg，因而1”系統(tǒng)的硝化效果更好，同
時也標志著MBBR工藝掛膜成功，此時2個系統(tǒng)的
污泥濃度均達到1 500 mg／L左右。
中試反應器掛膜啟動時處于冬季，水溫較低，至
2008年2月初水溫最低降到11℃左右，出水氨氮
濃度較難達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》
的一級A標準。另外該階段由于沉淀池沒有設置
刮泥機，好氧池的MLSS在2 000 mg／L以下，也限制
了工藝性能的發(fā)揮，因而在后續(xù)運行中增加了刮泥
機。
2．2雨季運行對污泥性能的影響
2008年5月中下旬隨著降雨量的增多，對河道
的沖刷明顯，進水中開始帶人大量的泥沙，進水Ss
為14～3 492 mg／L，平均為232 mg／L。進水SS濃
度的大范圍波動導致污泥性能受到很大影響，此期
間好氧池的MLVsS／MLSs值和污泥沉降性能(sVI
值)的變化如圖2所示。
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圖2 雨季運行期好氧池MLVSS／MLSS值和污泥
SVl值的變化
Fig．2 MLVSs／MISS礙do and SVI duIiIlg E刪peIiods
在雨季初期，MLVsS／MLSs值一般在o．40左
右。隨著雨季的到來，大量泥沙進入生化系統(tǒng)，部分
滯留在生化池造成系統(tǒng)無機顆粒含量逐步增高，
MLVSs／MLsS值逐漸降到0．19；另一方面，因無機
顆粒增多，sVI值也逐步從63 mL／g降至23 mL／g，
污泥的活性降低。微生物是活性污泥處理系統(tǒng)的核
心，在混合液內(nèi)保持一定數(shù)量的微生物是保證活性
污泥處理系統(tǒng)運行正常的必要條件。為了保持生化
池中的微生物數(shù)量，通過減少剩余污泥的排放量來
提高生化池污泥濃度，使MIJSS保持在4 000—5 000
m∥L。
2．3 雨季對COD的去除效果
進入2008年6月份以來雨季的布吉河水質也
發(fā)生了一些明顯變化，布吉河水位在降雨后上漲很
快，污染物負荷有較大變化。此階段將內(nèi)回流比從
200％調(diào)整為100％，外回流比則保持不變，2套系統(tǒng)
對cOD的去除效果如圖3所示。
t進水
o 1”出水
女2”出水
圖3雨季運行期間對COD的去除效果
F培．3 Removal ofCOD d面ng rain叫Period8
進水cOD為42．1～215．o mg／L，平均為126．4
mg／L，波動范圍受降雨影響明顯。1”系統(tǒng)出水COD
為2．7—80．9 mg／L，平均為23．0 mg／L，平均去除率
為81．8％；2。系統(tǒng)出水cOD為4．7～87．6 mg／L，平
均為26．3 mg／L，平均去除率為79．1％。1”系統(tǒng)對
cOD的去除率比28系統(tǒng)略高。
2．4 雨季對氨氮和總氮的去除效果
進水氨氮為1．58～20．88 mg／L，平均為12．70
mg／L，2個反應器的出水氨氮都穩(wěn)定在1．00 mg／L
以下，平均去除率均在98．0％以上。進水總氮為
5．4～26．2 mg／L，平均為17．1 mg／L，1 4系統(tǒng)出水總
·24·www．watergasheat．com 鄭敏，等：改良A2／o—MBBR裝置處理城鎮(zhèn)河道污水研究第29卷第l期


氮為6．5～22．4 mg／L，2。系統(tǒng)出水總氮為7．2～
18．0 mg／L，出水平均總氮均為13．1 mg／L，平均去
除率為23．7％。雖然2組系統(tǒng)對總氮的去除率均
較低，但同期進水總氮濃度也由于降雨的影響而處
于較低水平，平均出水氨氮和總氮濃度均可以達到
一級A標準。
針對進水總氮濃度較高時出水總氮濃度超標的
情況，考察了投加外碳源實現(xiàn)出水總氮濃度達標的
可行性。結果表明，7月14日、7月17日和8月29
日的進水總氮分別為23．1、24．8和29．4 mg／L，在
1”系統(tǒng)的缺氧池投加甲醇為60一80 mg／L后，出水
總氮分別為11．4、14．5和10．5 mg／L，達到了一級A
標準；在8月28日進水總氮為26．4 mg／L時投加甲
醇為30 mg／L，出水總氮為17．7 mg／L，不能達標。
因而，在實際工程應用中，當進水總氮濃度>20．o
mg／L時，向缺氧池中投加甲醇為60 mg／L可以保證
出水總氮的達標排放。

2．5雨季對TP的去除效果
進水TP為0．80～6．12 mg／L，平均值為2．03
m∥L，1。系統(tǒng)出水-I'P為0．24一o．92 mg／L，平均值
為0：63 mg／L，2”系統(tǒng)出水TP為0．26～0．92 mg／L，
平均去除率分別為63．6％和67．2％。2個系統(tǒng)的
出水總磷濃度相差不大，均可達到一級B標準。
3結論
①受降雨沖刷的影響，系統(tǒng)進水ss在14～
3 492 mg／L之間波動，平均為232 mg／L，改良A2／0
一MBBR工藝的MLVSS／MLSS值由0．40降至0．19，
SVI值由63 mL／g降至23 mL／g。
②雨季運行期間2組反應器對cOD的去除
率分別為81．8％和79．1％，對氨氮的去除率均在
98．0％以上，對TN的去除率均為23．7％，對TP的
去除率分別為63．6％和67．2％。

③在缺氧池投加60 mg／L的甲醇作為外加碳
源，可使出水總氮濃度穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠
污染物排放標準》的一級A標準。

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作者簡介：鄭敏(1988一)，男，安徽懷寧人，博
士研究生， 主要從事水污染治理和水環(huán)境
保護研究，已發(fā)表論文4篇。

E—man：wangcw@fsinghua．edu．cn
通訊作者：汪誠文
收稿日期：2012—09一10

第29卷第1期
2叭3年1月
中國給水排水
CHINA WATER＆WASTEWATER
V01．29 No．1
Jan．2013