A/O+MBR工艺对盐化城污水厂提标改造的中试研究

通过采用A/O+MBR工艺对某盐化工业城污水处理厂水解酸化池出水进行处理，与现有生化工艺进行对比。实验证明，A/O+MBR可以有效提高系统对TN和TP的去除率，均能达到72%左右，出水TN满足提标要求;出水TP进一步降低，减少后续化学除磷的成本。该工艺具有自动化程度高，出水水质好且稳定等优点，具有良好的应用前景。

某盐化工业城是以盐化工为基础，以化工、农药、医药中间体等产品为主体的化工园区。盐化工业城污水处理厂主要采用“一级多元催化氧化池+水解酸化池+A/O+二沉池+二级多元催化氧化池”的处理工艺，其中废水经处理后达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准，目前运行稳定，各项指标均能达到排放标准。但考虑到远期发展，排放标准会提高至《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准，而现有处理工艺无法保证出水各项指标稳定达标。

因此在针对现有工艺段分析后发现，目前工艺对于TN和TP的去除存在一定问题：(1)由于现有缺氧池的不稳定性，反硝化效果不稳定，导致出水TN不稳定，超出GB18918—2002一级A标准的情况时有发生;(2)来水水质变化较大，二沉池偶尔会出现较多浮渣随出水流入下级处理单元的情况，且二沉池出水TP偏高，絮凝终沉池虽可通过物化反应保证最终出水达标，但TP偏高会增加运行费用。

现采用“A/O+MBR”工艺进行中试，研究并论证该工艺在盐化工废水处理中应用的可行性。膜生物反应器(MBR)是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术，在混合液中膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，内置的膜组件对污泥具有高效截留作用，微滤甚至超滤膜对废水中大分子难降解有机物具有拦截作用，提高了其生化反应水力停留时间。

1 实验方法

01 实验进水水质

以该盐化城综合污水处理厂水解酸化池出水作为本中试实验的进水，由于园区来水水质波动较大，故水解酸化池出水水质波动也较大，其中COD 50~330 mg/L、NH3-N 11~120 mg/L、TN 25~140 mg/L、TP 1.1~9.0 mg/L。本项目原水中含有大量难降解物质，同时企业排放的废水均经过预处理，可生化性差。综合污水处理厂前处理工艺采用“多元催化氧化+水解酸化”，降解部分难降解物质的同时提高废水的可生化性。

02 实验装置

实验装置平面图见图1，剖面图见图2。

本中试装置为“A/O+MBR”一体化设备，设计处理水量为1 m3/h。总水力停留时间(HRT)为14 h，其中缺氧段2.8 h，好氧+MBR段11.2 h;好氧池气水比为20:1，混合液回流比控制在300%~400%，实验过程中根据实际情况补充一定量的外加碳源，保证脱氮效果。好氧池曝气量通过在线溶解氧仪控制。

池体采用304不锈钢焊接制成，缺氧池安装搅拌机，好氧池安装可提升式硬连接微孔曝气器，好氧池后端安装MBR，代替传统二沉池，能保证好氧池较高的活性污泥浓度，大幅度提高有机负荷。MBR采用浸没式平板膜，有效膜面积90 m2，膜孔径0.1 μm，膜材质为聚偏氟乙烯(PVDF)。

03 水质分析方法

在中试过程中主要对废水中的COD、NH3-N、TN、TP、溶解氧、pH等进行检测，每天1次定时取样，溶解氧及pH通过在线溶解氧仪和在线pH计进行实时检测，COD采用重铬酸钾法，NH3-N采用纳氏试剂法，TN采用碱性过硫酸钾消解法，TP采用钼酸铵分光光度法。

2 中试运行结果及分析

01 启动与调试

实验装置(A/O+MBR)置于水解酸化池池顶，利用自吸泵提升水解酸化池出水至实验装置，2017年4月20日至6月13日期间测得实际进水COD、NH3-N、TN、TP分别为50~330、11~120、25~140、1.1~9.0 mg/L。该废水属于盐化工废水，B/C < 0.3，C/N < 2.0，而实际工程中C/N≥3.5时才能进行有效脱氮，因此实验过程中通过补充外加碳源来保证进水C/N维持在3.5~5.0，利于系统的脱氮反应。活性污泥采用污水厂好氧池活性污泥。

由于进水水质波动较大，经35 d调试后系统处理情况基本趋于稳定。

02 COD中试结果与分析

中试结果选取了实验装置运行稳定后的实验数据(6月1日—6月13日)，并与污水厂同步运行结果进行对比。实验装置进出水COD、去除率，以及污水厂正常运行二沉池出水COD如图3所示。

从图3可以看出，进水COD波动较大，变化范围在50~93 mg/L，导致出水COD波动也较大，中试出水平均COD在46.9 mg/L，平均去除率在65%左右，但由于实验中每天会补充碳源，约200mg/L，因此实际去除率高于检测值。而污水厂二沉池出水平均COD在63 mg/L左右，实际去除率较低。

MBR可以保证生化系统有较高的污泥浓度，更有利于污染物的去除。

03 NH3-N及TN中试结果与分析

实验过程中为了强化总氮去除，主要采取两个措施：一是补充反硝化所需碳源，以提高C/N;二是将回流比调整至300%~400%。

研究表明，甲醇、乙醇、乙酸钠、葡萄糖作为反硝化碳源时，均可获得较高的硝酸盐氮去除率。综合外加碳源强化反硝化速率及运行成本，本实验采用工业葡萄糖作为外加碳源，每日补充至缺氧池，保证C/N在3.5~5.0。

实验装置进出水NH3-N、TN及去除率，以及污水厂正常运行二沉池出水NH3-N、TN如图4、图5所示.

编辑：王媛媛