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(xué)環(huán)境學(xué)院，北京100084；2．邯鄲市環(huán)境保護(hù)局，河北邯鄲056002；3．北京
國環(huán)清華環(huán)境工程設(shè)計(jì)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(dòng)和雨季運(yùn)行特征。經(jīng)過一個(gè)月的啟動(dòng)運(yùn)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(jìn)水SS為14～3 492 mg／L，平均為232
mg／L，大量的泥沙進(jìn)入中試裝置導(dǎo)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M(jìn)LSS至4 000～5 000 mg／L，當(dāng)進(jìn)水COD為42．1—215．0
m∥L時(shí)，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(dāng)進(jìn)水氨氮和總氮分別為1．58～20．88 mg／L和5．4～26．2 mg／L時(shí)，對(duì)氨氮的去除率在
98．0％以上，對(duì)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(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)進(jìn)水總磷為0．80—6．12 m∥L時(shí)，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(guān)鍵詞： 河道污水； 改良A2／0工藝； MBBR工藝； 中試； 啟動(dòng)； 雨季

中圖分類號(hào)：x703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(xiàng)目：深圳市財(cái)政支持項(xiàng)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(shè)的基礎(chǔ)，但近年來隨
著城市經(jīng)濟(jì)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(jìn)行生化
處理的方法。

在傳統(tǒng)活性污泥工藝基礎(chǔ)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(jī)物、氮、
磷等物質(zhì)12“J。移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBR)則在
傳統(tǒng)活性污泥工藝的基礎(chǔ)上，通過投加懸浮填料來
強(qiáng)化對(duì)污染物的去除，具有載體流化所需能耗小、不
會(huì)發(fā)生堵塞、水頭損失小等特點(diǎn)"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(duì)低濃度污水的工程應(yīng)用研究也有
報(bào)道舊J。筆者將改良A2／0工藝與MBBR結(jié)合形成
改良A2／0一MBBR工藝，并進(jìn)行了處理布吉河水的
現(xiàn)場中試研究，考察了啟動(dòng)及雨季運(yùn)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(xí)l預(yù)
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(yīng)器，進(jìn)水采用潛
污提升泵直接抽取布吉河道污水至轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵，生
化處理段依次設(shè)有預(yù)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(zhì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(diǎn)。填料質(zhì)量為
1．026∥個(gè)，整齊堆積密度約100 kg／m3。xD填料
總表面積為200 m2／m3，設(shè)計(jì)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(qiáng)度較高、不易變形、抗老化
性能好等優(yōu)點(diǎn)。填料質(zhì)量為2．335 g／個(gè)，整齊堆積
密度約45 kg／m’。
1．2分析項(xiàng)目及方法
cOD：標(biāo)準(zhǔn)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(jié)果與討論
2．1 反應(yīng)器的掛膜啟動(dòng)
反應(yīng)器的啟動(dòng)采用接種污泥法，將接種污泥平
均放入2個(gè)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(jìn)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(jìn)水量，至1周后達(dá)到有效
容積。
啟動(dòng)階段進(jìn)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
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第29卷第1期中國給水排水www．watergasheat．com
生物膜，掛膜約1個(gè)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(dòng)
物，出水水質(zhì)變清，出水COD和氨氮等指標(biāo)基本穩(wěn)
定。當(dāng)平均進(jìn)水COD和氨氮濃度分別為173．5和
24．2 m∥L時(shí)，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(shí)也標(biāo)志著MBBR工藝掛膜成功，此時(shí)2個(gè)系統(tǒng)的
污泥濃度均達(dá)到1 500 mg／L左右。
中試反應(yīng)器掛膜啟動(dòng)時(shí)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(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》
的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。另外該階段由于沉淀池沒有設(shè)置
刮泥機(jī)，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(yùn)行中增加了刮泥
機(jī)。
2．2雨季運(yùn)行對(duì)污泥性能的影響
2008年5月中下旬隨著降雨量的增多，對(duì)河道
的沖刷明顯，進(jìn)水中開始帶人大量的泥沙，進(jìn)水Ss
為14～3 492 mg／L，平均為232 mg／L。進(jìn)水SS濃
度的大范圍波動(dòng)導(dǎo)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(yùn)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(jìn)入生化系統(tǒng)，部分
滯留在生化池造成系統(tǒng)無機(jī)顆粒含量逐步增高，
MLVSs／MLsS值逐漸降到0．19；另一方面，因無機(jī)
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(yùn)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(duì)COD的去除效果
進(jìn)入2008年6月份以來雨季的布吉河水質(zhì)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(fù)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(duì)cOD的去除效果如圖3所示。
t進(jìn)水
o 1”出水
女2”出水
圖3雨季運(yùn)行期間對(duì)COD的去除效果
F培．3 Removal ofCOD d面ng rain叫Period8
進(jìn)水cOD為42．1～215．o mg／L，平均為126．4
mg／L，波動(dòng)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(duì)
cOD的去除率比28系統(tǒng)略高。
2．4 雨季對(duì)氨氮和總氮的去除效果
進(jìn)水氨氮為1．58～20．88 mg／L，平均為12．70
mg／L，2個(gè)反應(yīng)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(jìn)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(duì)總氮的去除率均
較低，但同期進(jìn)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(dá)到
一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
針對(duì)進(jìn)水總氮濃度較高時(shí)出水總氮濃度超標(biāo)的
情況，考察了投加外碳源實(shí)現(xiàn)出水總氮濃度達(dá)標(biāo)的
可行性。結(jié)果表明，7月14日、7月17日和8月29
日的進(jìn)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(dá)到了一級(jí)A
標(biāo)準(zhǔn)；在8月28日進(jìn)水總氮為26．4 mg／L時(shí)投加甲
醇為30 mg／L，出水總氮為17．7 mg／L，不能達(dá)標(biāo)。
因而，在實(shí)際工程應(yīng)用中，當(dāng)進(jìn)水總氮濃度>20．o
mg／L時(shí)，向缺氧池中投加甲醇為60 mg／L可以保證
出水總氮的達(dá)標(biāo)排放。

2．5雨季對(duì)TP的去除效果
進(jìn)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(gè)系統(tǒng)的
出水總磷濃度相差不大，均可達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。
3結(jié)論
①受降雨沖刷的影響，系統(tǒng)進(jìn)水ss在14～
3 492 mg／L之間波動(dòng)，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(yùn)行期間2組反應(yīng)器對(duì)cOD的去除
率分別為81．8％和79．1％，對(duì)氨氮的去除率均在
98．0％以上，對(duì)TN的去除率均為23．7％，對(duì)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(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠
污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

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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(hù)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