MSBR+反硝化滤池工艺水量提升优化调整研究

MSBR+反硝化滤池工艺水量提升优化调整研究

汪敏   

昆明渝润水务有限公司    云南 昆明      650000

摘要：针对MSBR工艺污水处理厂耐冲击负荷低，提高进水水量后出水较难达高标准（TN≤5mg/L，TP≤0.05mg/L），提出了工艺优化调整措施，包括控制污泥浓度，控制SBR池SV，提高内外回流量，调整SBR池外回流时序时间，外加碳源等，结果表明，调整后处理水量由4万-5万方每天提升至10万方每天，出水指标稳定达到昆明市地方标准《城镇污水处理厂主要水污染物排放限值》(DB5301)A级标准（TN≤5mg/L）并优于该标准。

关键词：MSBR；反硝化滤池；优化调整；研究

昆明市第十四水质净化厂位于盘龙区政府西北侧，总控制用地约7.83ha（117.5亩），总投资概算18.49亿，项目于2018年11月8日开工建设，目前已进入正式运行阶段，总设计规模为20.0万m³/d，采用全地下建设形式，处理工艺采用预处理＋改良SBR工艺＋反硝化生物滤池＋气浮池＋汽水反冲洗滤池＋活性炭滤池+紫外消毒深度处理工艺，分期建设，土建规模为20.0万m³/d，设备规模为10.0万m³/d；土建一次建成，设备先安装一期，处理达昆明市《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》A级标准，如图1所示。

图1 工艺流程图

1、MSBR工艺原理

MSBR是改良SBR工艺，结合A2O和SBR工艺的技术特点，发展出来的较好的城镇污水脱氮处理工艺。MSBR工艺的核心为A2O，A2O工艺和SBR工艺串联具有很好的除磷和脱氮作用。本项目所用 MSBR 系统由 12 个单元组成，单元1和7是SBR池，1A/B、7A/B 单元是缺/好氧池，单元2是污泥浓缩池，单元3 预缺氧池，单元4是厌氧池，单元5和5A是串联式两级缺氧池，单元6是主曝气好氧池。

在实际运行中，1、7 SBR单元根据实际需要来调整厌氧、缺氧、好氧、沉淀等过程所需时间。A2O中的好氧曝气单元在整个运行周期中保持连续曝气，缺/好氧池间隙曝气，2个SBR单元交替分别作为曝气（或缺氧）预沉和沉淀池周期、恒水位下连续运行，如图2所示。

图2、MSBR工艺流程图

MSBR的流程的实质与传统A2 /O工艺一样，其工艺原理如图1所示。由于MSBR工艺强化了各反应区的功能，为各优势菌种创造了更优越的环境和水利条件，无论从理论上分析，或者实际的运行结果看，MSBR工艺是最理想的污水生物除磷脱氮工艺，同时，MSBR 工艺的厌氧区还可作为系统的厌氧酸化段，对进水中的高分子难降解有机物起到厌氧水解作用，促进有机物的酸化过程，提高污水的可生化性和好氧过程的反应速率，厌氧、缺氧、好氧过程的交替进行使厌氧区同时起到优化选择器的作用。

污水经预处理工序后直接进入MSBR反应池的厌氧池与预缺氧池的回流污泥混合，富含磷污泥在厌氧池进行释磷反应后进入前置两级缺氧池，缺氧池主要用于强化整个系统的反硝化效果，由主曝气池至缺氧池的回流系统提供硝态氮。缺氧池出水进入主曝气池经有机物降解、硝化、磷吸收反应后再进入后置两级缺/好氧池强化脱氮，之后进入序批池I或II。如果序批池I作为沉淀池出水，则II首先进行缺氧反应，再进行好氧反应，或交替进行缺氧、好氧反应。在缺氧、好氧反应阶段，序批池的混合液通过回流泵回流到浓缩池，分离池上清液进入好氧池，沉淀污泥进入预缺氧池，经内源缺氧反硝化脱氮后提升进入厌氧池与进厂污水混合释磷，依次循环。

2、反硝化工艺原理

MSBR生反池出水经格栅和一级提升泵房后，与外加碳源混合，出水被输送至DN反硝化生物滤池的总配水渠，由配水渠均匀溢流进入DN反硝化生物滤池。DN反硝化生物滤池主要功能是在缺氧且外加碳源充足条件下，池中反硝化菌进行反硝化作用将污水中的亚硝酸盐 （NO2-N）和硝酸盐（NO3-N）还原成氮气，排放至空气中。反硝化后的出水经气浮池、气水反冲洗滤池，进入清水池并储存作为反冲洗用水。

生物滤池在运行一段时间后，由于微生物的增殖、脱落以及滤料层截留的悬浮物的增加，滤床的阻力也不断增大，当阻力增大至设定值时，就必须对滤池进行反冲洗水利用清水池中的系统处理出水，反冲洗排水先排入废液池，再用泵连续、均匀地抽入厂区前端预处理系统。

3、工艺调试

工艺调试期间，进水水量负荷较低，处理水量为4万-5万m³/d，进水C/N比较低，当进水水量波动，增加1万-2万m³/d，总出水TN升高，MSBR池沉淀出水末端出现污泥跑泥现象，跑泥造成MSBR池出水TN和SS升高，导致后续反硝化池堵塞，反硝化去除效果降低，形成恶性循环，此状况一直持续2～3个月。

初步分析认为MSBR池未及时进行排泥，污泥脱泥外运不及时，污泥浓度较高为导致跑泥的主要原因。检测1、7单元SBR池污泥浓度为5000—6000mg/L，6#好氧池污泥浓度为3500—4500mg/L，经沟通协调后，加大了对SBR池的排泥和脱泥量，污泥浓度下降，1、7单元SBR池污泥浓度为3500—4500mg/L，6#好氧池污泥浓度3000—3500mg/L，水量为4万-5万m³/d，不再出现跑泥现象，但当水量突然增加1万-2万m³/d后，跑泥现象再次出现，总出水达标较难保证，且处理负荷率仅能达70%，未达设计处理水量10万m³/d。

进一步分析认为，污泥浓度仍然偏高，须继续增大脱泥降低污泥浓度，同时分析认为外回流污泥量不足导致SBR池积泥跑泥，该厂因设计缺陷SBR池不能实现每周期进行排泥，只能开启脱水机后进行手动排泥，SBR池污泥不均也是跑泥原因之一。

根据以上分析，一面降低污泥浓度，将SBR池污泥浓度降低至3000—3500mg/L，好氧池污泥浓度2500—3000mg/L，一面对MSBR池1、7单元运行时序进行调整。

表1、MSBR池序批单元运行时序调试试验（一）

调整后进水水量提升至6万～7万m³/d，出水水质稳定达标，继续提升进水水量至8万-9万m³/d，SBR池污泥浓度和SV上涨较快，SV高达50%，又出现跑泥现象，出水指标上涨，后对MSBR池1、7单元运行时序进行调整。

表2、MSBR池序批单元运行时序调试试验（二）

调整后进水水量提升至8万-9万m³/d，出水水质稳定达标，继续提升水量至9万m³/d-10万m³/d，根据先前经验，在预沉阶段初期增加外回流20min，出水水质稳定，但SBR池SV为45%，还存在跑泥风险，后再增加沉淀出水末端外回流10min，沉淀末端外回流时间为30min，出水水质稳定。

表3、MSBR池序批单元运行时序调试试验（三）

调整后进水水量提升至10万m³/d，出水水质稳定达标，尝试将预沉阶段前段外回流时间调整为30min，发现出水中断出现短暂跑泥现象，遂将预沉阶段外回流调回20min，跑泥现象消失，后满负荷运行状态下，外回流未再做调整，通过排泥将SBR池SV控制在30%—40%之间，均未出现跑泥现象，出水水质稳定。

MSBR池出水未出现跑泥后，后续反硝化滤池在补充碳源投加下，出水效果稳定向好，为出水水质达标提供了更好保障。

4、工艺运行效果

工艺调试完成后，该污水处理厂满负荷运行下，出水水质稳定达标，出水水质优于《昆明市城镇污水处理厂主要水 污染物排放标准》A级标准。2024年4月上旬实际进出水平均指标如表所示：

表4、工艺调试后进出水水量水质表

5、结论

针对严格的TN、TP标准，MSBR工艺耐冲击负荷较低等特点，采用优化外回流调整，控制序批池污泥浓度，外加碳源等措施，可以满足高水量，低碳/氮比污水处理需求，同时，12单元的MSBR工艺较传统的A2/O和SBR等工艺相比，脱氮除磷效果更好，出水指标稳定达到《昆明市城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》A级标准（TN≤5mg/L），该工艺可在高标准污水处理厂建设和提标改造中进行应用。

参考文献：

[1]邓仁健、张金松，等.MSBＲ 工艺强化生物脱氮生产性试验研究.中国给水排水〔J〕.2014.4.30(7).9-13.

[2王文明、杨淇椋，等.MSBＲ工艺强化生物脱氮生产性试验研究.中国给水排水〔J〕.2020.8.36（16）111-115.

作者简介：

汪敏，（1987.12），女，汉族，云南昭通人，本科，工程师，主要从事给排水相关工作。