分散式生活污水处理两级MBBR-化学除磷工艺
某中学新校区地处江淮丘陵地带，学校建筑占地30多hm2(500余亩)，有教职工和学生近2万人，学校排水管网为雨污合流制，主要收集学校教职工及学生日常生活所产生的生活污水。设计水量为1000m3/d。校园原有1座沉淀池对污水进行简单处理。根据当地环保局要求建设校园生活污水处理工程，对校园生活污水进行处理并达到GB8978―1996《污水综合排放标准》中一级排放标准要求。
1、设计水量、水质
该工程设计水量为1000m3/d。根据建设单位提供的环评资料和设计单位实际取样检测，确定本项目设计进水水质。根据建设单位提供的某中学新校区建设项目环境影响报告表，项目所在地排放水体功能，以及当地环保局排放要求，校园产生的生活污水经处理后应达到GB8978―1996中一级排放标准要求。具体数值如表1所示。
2、工艺流程及特点
本工程处理原水主要为学校教职工宿舍、学生宿舍、食堂、学校澡堂等生活污水。受学校作息时间及学校开学放假的影响，处理来水水质水量波动大，正常开学期间瞬时流量大、瞬时污染物浓度高，放假时水量小、污染物浓度低;一天当中，则表现为6：00~8：00、11：00~14：00、18：00~20：00等几个时间段水量较大、瞬时污染物浓度高，其他时间段水量小、污染物浓度低。
同时，由于学校缺乏专业的污水处理管理人员，且污水处理项目现场场地有限，因此需选择耐负荷冲击、操作运行简单、维护成本低、占地省的工艺。此外，根据表1可发现，本工程具有较高的TP处理要求。
针对该校污水特点及项目需求，本工程选择以两级MBBR-化学除磷为主的污水处理工艺，工艺流程如图1所示。
该工艺主要特点为：
(1)工艺耐负荷冲击、操作运行简单、维护成本低、占地省。
(2)充分利用原有污水处理设施，将校区原有沉淀池改造为调节池;利用回流混合液和回流污泥对调节池进行水力搅拌，无需额外设置机械搅拌设备，同时使调节池具备缺氧反应功能;调节池内部设置提拉式筛网式格栅，无需额外建造格栅渠和搅拌设备，减少了投资和占地面积，同时也降低了运行能耗。
(3)优化处理构筑物的布置，将生化池、沉淀池、储泥池合建，并采用地下式结构;鼓风机房和污泥处置设备设置在生化池上部;生物池内部设置悬浮填料，减少了池体容积;沉淀池采用模块化设计，降低了沉淀池深度，便于沉淀池和生化池的衔接;充分利用土地资源、节省占地面积和投资。
(4)将化学除磷加药管道设置在二级MBBR池的末端，充分利用水流的自身搅拌，不需额外设置混凝反应池。在实现化学除磷的同时，减少了反应设施的设置，节省投资的同时也降低了运行成本。除磷药剂选用除磷效果好的PAC。
(5)系统设计有混合液与污泥回流，生化处理单元排放的污泥进入调节池进行消化处理。生化池一级MBBR池和二级MBBR池出水混合液回流至调节池进行反硝化脱氮。
(6)生化处理分一级MBBR和二级MBBR，将碳化反应和硝化反应分开，系统耐冲击性强，反应更稳定。
3、主要设施及设备工艺参数
(1)调节池。
全地下钢筋混凝土结构，有效工艺尺寸为10.00m×8.00m×6.50m(超高2.99m)，分为2格，水力停留时间为6.0h。内设2台提升泵，1用1备。考虑沉淀池污泥回流至调节池，同时二级MBBR出水混合液回流至调节池，因此调节池提升泵的提升流量为设计污水流量、回流污泥量、回流混合液量三者之和。设计污泥回流比按50%、混合液回流比按100%考虑，则水泵流量为140m3/h，水泵扬程为7m，电机功率为5.5kW。
(2)生化池。
两级生化池均为MBBR反应池，均为全地下钢筋混凝土结构。一级MBBR水力停留时间为6.69h，有效工艺尺寸为19.50m×5.50m×3.40m(超高0.80m)，有效水深为2.60m，有效容积为278.9m3，填料填充率为10%，填料容积负荷为10kg/(m3•d)。二级MBBR水力停留时间为6.56h，有效工艺尺寸为19.50m×5.50m×3.40m(超高0.85m)，有效容积为278.9m3，填料容积负荷为2.2kg/(m3•d)。生化池总的硝化填料容积负荷为2.5kg/(m3•d)，污泥龄取15d，污泥产泥率取0.4kg/kg，污泥浓度为2500mg/L。
一级MBBR和二级MBBR内各配备回流水泵1台，流量为41.67m3/h，扬程为9m，电机功率为2.2kW。由于生化池和调节池之间存在液位差，因此此水泵不经常启动，仅作为启动虹吸使用。出水管上设置阀门以便调节流量。
(3)沉淀池。
平流式，全地下钢筋混凝土结构，有效工艺尺寸为9.50m×5.50m×3.40m(超高0.90m)，有效容积为200m3，表面负荷为1.33m3/(m2•h)。设置3个蜂窝填料沉淀模块，单个模块尺寸为5.0m×2.3m×3.0m。污泥层高0.3m，缓冲层高0.7m。沉淀池内配备排泥泵1台，流量为41.67m3/h，扬程为9m，电机功率为2.2kW。
(4)风机和加药设备。
选用罗茨风机2台(1用1备)，风机气量为16.15m3/min，风压为39.2kPa，功率为18.5kW。另选用加药设备1套，用以投加PAC进行化学除磷，加药量为82.26mg/L，折合5%质量分数的PAC药液为69L/h，根据出水TP浓度自动反馈给加药装置，调节加药量。生化池使用微孔管式曝气器。风机和加药设备设置在隔音间内，减少对校园噪声污染。
(5)储泥池。
全地下式钢筋混凝土结构，可满足大概7d储泥量，尺寸为5.50m×3.50m×4.20m(超高1.70m)。
(6)污泥板框压滤机。
本项目湿污泥产生量约为143.17kg/d，采用板框压滤机进行压滤脱水，经过储泥池进行沉淀浓缩后的污泥含水率约为98%，折合湿污泥量为7.16m3/d。经压滤脱水后污泥含水率变为80%，排放泥饼量为0.72m3/d。本项目在调节池上部设置G42-1II型号螺杆泵1台，将储泥池内浓缩后的湿污泥提升达到后面设置的板框压滤机进行脱水处理。螺杆泵流量为3.0m3/h，扬程为0.6MPa，电机功率为1.5kW，转速为960r/min。设置手动板框压滤机1台，每天工作1次，每次工作3.0h，滤室总容积为720L，过滤压力为0.6MPa，滤饼厚度为25mm，过滤面积为60m2。
4、运行效果分析
经过一段时间的调试和运行，系统出水不仅能稳定达到GB8978―1996中一级排放标准要求，且CODCr浓度可以满足GB18918―2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准的要求对2014年5月至6月这一时段学校用水高峰期进行监测，每隔1d取1次样，污水处理站运行进出水中主要指标如表2所示。其中，BOD5的平均去除率达到90.52%，CODCr的平均去除率达到85.06%，NH3-N的平均去除率达到84.05%，TP的平均去除率达到90.33%，SS的平均去除率达到86.66%，出水pH值平均为6.87。
5、效益分析
该污水处理工程的运行仅需要两位操作工轮流值班即可，达标后能够长时间稳定运行。工程总占地面积为450m2，投资约为300万元，吨水投资为3000元。本项目处理成本主要有人员工资、电费、药剂费、自来水费等组成，其中药剂费主要为化学除磷用PAC。经营成本为24.07万元/a，其中人员工资为3.6万元/a，电费约为11.84万元/a，药剂费为8.34万元/a，自来水费为0.29万元/a。平均水处理经营成本为0.66元/m3。投资和运行成本相对较低。
该工程实施后，每年向环境减排CODCr不少于68.6t、NH3-N不少于20.8t、TP不少于1.3t，大大削减了向水体排放的污染物的量，净化了污水，切实改善了环境。同时，由于处理系统处于校园，还为在校中学生提供环保科普基地，社会意义深远。此外，由于该工程中无工业废水进入，故其污泥中不会含有重金属等危险元素，将污泥综合利用用作校园绿化和其他生态绿肥，还可以达到资源回收利用的目的。
6、结语
(1)对于校园生活污水，采用两级MBBR-化学除磷工艺处理可稳定达到GB8978―1996中一级排放标准要求。
(2)本项目校园生活污水具有NH3-N浓度偏高、水质水量不稳定的特点，采用两级MBBR-化学除磷工艺进行处理，能够很好地适应进水负荷的冲击，处理效果稳定，操作运行简单;项目吨水投资3000元，运行成本0.66元/m3，投资和运行成本相对较低。
(3)本工程为同类校园生活污水的处理提供了实践经验;此外，对于氮、磷处理要求较高的地区，以及重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域的城镇污水处理工程，采用MBBR-化学沉淀工艺具有一定适用性。
(4)本工程BOD5填料容积负荷和总的硝化填料容积负荷设计值均高于单纯的生物膜处理工艺的设计参考数值，证明对于一些现有项目的升级改造，采用往生化池投加悬浮填料的方式较为可行。(来源：安徽国祯环保节能科技股份有限公司)