1、第49卷 第 8 期2023 年 8 月Vol.49 No.8Aug.,2023水处理技术水处理技术TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT“五段式五段式Bardenpho+MBR”工艺在处理工艺在处理高氮生活污水中的应用高氮生活污水中的应用罗霖钧（福州城建设计研究院有限公司，福建 福州 350000）摘摘 要要:盐池县地处陕、甘、宁、蒙四省（区）交界地带，为吴忠市辖县，著名宁夏滩羊集中产区。由于当地饮食习惯及缺水等原因，导致当地生活污水具有高氮、高COD的特点。同时随着近几年黄河大保护的要求，越来越多的污水处理厂产生的尾水禁止排放，需进行绿化浇灌等回收利用，目前宁夏乡镇污水
2、处理厂均已要求达到一级A的排放标准。因此对于高氮、高COD污水，传统AAO等常规生化处理工艺已经无法达到相应的处理要求。五段式Bardenpho工艺在常规的生化处理工艺基础上增加了二级缺氧和二级好氧段，进一步增加污水的停留时间，同时通过多点回流，进一步对原水中的氮进行去除。辅助MBR工艺，提高了污泥回流的浓度，同时也进一步强化脱氮除磷的效果。关键词关键词:五段式Bardenpho;MBR;脱氮除磷;高氮生活污水开放科学开放科学（资源服务资源服务）标识码标识码（OSID）:中图分类号中图分类号:X799.3 文献标识码文献标识码:B 文章编号文章编号:10003770(2023)08-0145-
3、004随着人们生活水平的提高和对环境要求的加强，水体中有机物的代表指标COD基本可以得到有效控制。但高氮废水达标并未得到有效的控制，尤其冬季低温季节，未经处理达标的高氮废水的排放对环境具有极大的危害。本文以宁夏盐池县高氮生活污水为案例，对高氮生活污水的处理工艺进行工程实例分析，为全国其他城镇类似进水水质的污水处理厂（站）的建设提供借鉴和参考。1 工程概况工程概况盐池县大水坑污水处理厂设计规模为1 500 m/d，设计出水全部回用于周边绿化。1.1设计进设计进、出水水质出水水质本项目设计出水水质标准为一级A，其设计进出水水质见表1。1.2工艺流程介绍工艺流程介绍本项目工艺选择因地制宜，结合当地特
4、点及建设定位、处理要求以及回用要求等综合因素进行选择，项目工艺流程确定过程主要考虑以下几个方面。1）本项目位于宁夏回族自治区吴忠市盐池县大水坑镇，该地区靠近黄河，因此新建污水项目无排放口集中排放，需要对处理后的尾水进行回用考虑；2）本项目为乡镇污水处理厂，处理规模较小，在工艺选择时，应在保证处理效果的前提下尽可能使工艺流程简洁、降低投资及运营成本，布置尽可能紧凑，对于部分单体优先考虑合建；3）本项目设计进水氮磷含量较高，因此在工艺设计时应着重考虑对氮磷的去除，使其能够达到设计的出水指标。综合上述因素考虑最终确定本项目主工艺为“五段式Bardenpho+MBR”，预处理采用“细格栅+气浮池”，污
5、泥脱水采用叠螺机脱水至80%后进行填埋，具体工艺流程见图1。2 工程设计工程设计2.1格栅池格栅池、调节池及储泥池调节池及储泥池格栅池、调节池、储泥池三池合建，土建设计规表1设计进、出水水质Tab.1Design influent and effluent quality设计水质进水出水COD/（mg L-1）65050BOD5/（mg L-1）22010/（mg L-1）SS20010TN12515NH3-N1005（8）TP120.5粪大肠菌群数/L-1-103DOI:10.16796/ki.10003770.2023.08.028收稿日期：2022-08-10作者简介：罗霖钧（1989）
6、，男，工程师，研究方向为北方低温地区及高氮磷生活污水的处理；电子邮件：145第 49 卷 第 8 期水处理技术水处理技术模为1 500 m/d，一次建成。由于厂外管网为合流制管网，预处理工艺单体按照合流制进行考虑，截流倍数n=2。粗格栅栅条间距为10 mm，安装粗格栅1台，设计过栅流速为0.6 m/s，渠道宽600 mm，B=500 mm，格栅功率P=0.75 kW，安装角度=70；调节池设计停留时间为6 h，1座，配3台潜水泵（3用），潜污泵设计参数为Q=62.5 m3/h，H=12.5 m，N=5.5 kW，变频控制；储泥池有效容积大于3天污泥量，污泥由污泥泵送至污泥脱水机房进行脱水，储泥
7、池主要设备：配置2台污泥泵，其中库备1台，Q=14 m3/h，H=15 m，N=2.2 kW。2.2一级处理车间一级处理车间由于进水中动植物油含量较高，动植物油对MBR系统影响较大，因此，本期一级处理工艺采用“旋流沉砂池+一体化气浮装置”，对油污及砂进行去除。一级处理车间平面尺寸：LBH=20.0 m11.0 m5.0 m，变化系数为kz=2.17，内设一体化旋流沉砂池一座、气浮装置一套、砂水分离器一套。2.3生化池车间生化池车间本工程进水水质浓度较高，特别是进水总氮、氨氮、COD高，生化段工艺采用“五段式Bardenpho工艺+MBR”。生化池主要集厌氧、一级缺氧、一级好氧、二级缺氧、二级好
8、氧、膜池于一体，利用生化池内的各类微生物降解污水中的有机污染物、氮和磷，是本工程的核心构筑物。设计规模1 500 m3/d，平面尺寸 LB=40.4 m29.5 m，H1（下部）=5.5 m，H2（上部）=6.3 m。生化池前端配备两台1 mm膜格栅。生化池部分设计水温：T=12，好氧区泥龄：17.13 d，总停留时间HRT=46.12 h：厌氧区HRT=1.76 h、一级缺氧区HRT=16.93 h、一级好氧区 HRT=16.15 h，二级缺氧区HRT=5.70 h、二级好氧区HRT=5.58 h。膜池回流至一级好氧池进水端，回流比为400%600%，二级好氧池回流至一级缺氧池，回流比为30
9、0%500%，二级缺氧池回流至厌氧池，回流比为100%200%。生化池后端为MBR膜池，分两组。MBR膜设计通量为20 L/（m2 h），采用PTFE中空纤维膜，膜池尺寸 2.5 m3.5 m，有效水深 4.2 m。生化池车间内设备间中放置污泥回流泵、产水泵、膜反冲洗水泵以及反洗加药系统，化学除磷加药（PAC和PAM）投加于膜池中。2.4生化池生化池（含消毒含消毒）及出水泵房及出水泵房由于出水需执行 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）一级 A 标准，并且考虑回用，再生水会用对余氯指标有严格的要求，因此，本期工程消毒工艺采用氯消毒工艺。清水池的主要作用是存储处理达标后的污水
10、，调节产水量和用水量的不平衡，清水池设计停留时间为12 h。接触消毒池和清水池合建可以节省用地，并公用池容。清水池平面尺寸为：LBH=15.8 m15.8 m5.15 m，出水泵房平面尺寸为：LB=6.6 m6.4 m，H1（上部）=5.0 m，H2（下部）=4.0 m。内配设备：叶轮直径1 400，转速=52 r/min，N=2.2 kW，4台；供水泵，Q=68 m3/h，H=30 m，N=11 kW，3台，2用1备。2.5脱水机房及加药间脱水机房及加药间脱水机房主要目的是对剩余污泥进行浓缩压滤脱水，使污泥含水率降低到尽可能低的程度，以减少污泥体积并便于装卸作业。加药间主要目的是储存消毒药剂
11、和除磷药剂、碳源、液碱、污泥脱水药剂等。脱水机房设计干泥量：165 kgDs/d（含化学除磷增加的污泥量），进泥含水率：99.4%，需浓缩脱水污泥量：27.5 m3/d，出泥含水率：80%，脱水后污泥量：0.825 m3/d。配备叠螺脱水机1台：绝干污泥量60图1污水处理工艺流程图Fig.1Flow chart of sewage treatment process100 kgDs/h，P=3 kW；三槽溶药装置：PAM采用三槽自动溶药装置进行配药，配置500 L三槽自动溶药装置 1 台；加药螺杆泵：Q=165 L/h，H=0.3 MPa，N=0.55 kW，2台，1用1备。根据实际的进出水水
12、质，污水处理厂进水碳氮比失调，并且进水总氮极高，因此考虑碳源投加。碳源选择乙酸钠，采用30%浓度成品乙酸钠投加。通过计算，乙酸钠与总氮质量比按5：1进行投加，每天投加乙酸钠318.75 kg/d，折合30%浓度的成品乙酸钠1.06 m3/d，30%浓度的成品乙酸钠存储量按14 d考虑。本期工程进水氨氮浓度较高，硝化过程中会消耗大量碱度，通过计算，需补充碱度232 mg/L，换算为氢氧化钠碱度为 186 mg/L，每天需投加量为371 kg/d，合成40%成品氢氧化钠投加量为0.70 m3/d，存储量按14天考虑。采用次氯酸钠消毒，投加10%成品次氯酸钠。投加量为有效氯10 mg/L，每天需要加
13、药量为0.15 m3/d，储存药量按大于14 d考虑。化学除磷采用10%成品PAC及PAM，10%成品PAC常年投加量20 mg/L，日投加量为0.03 m3/d，储存药量按大于14 d考虑。PAM常年投加量为0.5 mg/L，日投加量为0.75 kg/d，投加浓度为0.1%。2.6鼓风机房及变配电间鼓风机房及变配电间土建及设备安装按 1 500 m3/d规模设计，厂区采暖设备放置于变配电间旁。鼓风机房：为生化池提供氧气，保证生物系统正常运行，平面尺寸：LBH=30.1 m8.4 m5.5 m。一层框架结构。内配置罗茨鼓风机，安装台数3台（2用1备）。单台设计供气量Q=12 m3/min，出口
14、风压49 kPa，功率=15 kW，变频控制。3 项目特点分析项目特点分析1）“五段式 bardenpho+MBR 工艺”强化脱氮除磷 效 果。本 项 目 设 计 核 心 工 艺 为“五 段 式bardenpho+MBR”处 理 工 艺，该 处 理 工 艺 中 的bardenpho工艺，相较于传统的AO工艺，增加了二级缺氧和快速好氧反应池，因此具有更好的脱氮能力，对于本项目高氮废水具有较好的去除效果；同时在“bardenpho”后增加MBR膜系统，并投加PAC、PAM药剂，进一步加强除磷效果，并替代二沉池进行泥水分离。其优点是出水水质整体较好，污泥浓度较高，剩余污泥量少，除磷效果明显。2）多点
15、回流、多点进水强化处理效果。项目生化池回流分为内回流和外回流，其中内回流分为两路两点进行回流。同时进水分为多点进水，运营过程中可以灵活进行调控，具体生化池布置图见图2。通过多点进水，对于二级缺氧池可以起到适当补充碳源的作用，一定程度上降低项目碳源投加量；污泥外回流考虑到回流污泥中氧浓度较高，为了避免溶解氧对生化池厌氧及缺氧段的处理效果，同时考虑生化池停留时间较长，除磷主要依靠化学除磷，因此外回流污泥直接回流至一级好氧池；污泥内回流主要分两路回流，其中一路为二级好氧池至一级缺氧池，另一路为二级缺氧池回流至厌氧池，该两路回流均以提高反硝化效果为目的，同时考虑了回流液中溶解氧对处理效果的影响，一定程
16、度解决大多数污水厂内回流液溶解氧浓度高的问题2-4。因此将溶解氧含量较低的内回流液回流至厌氧段。3）沟道循环池型。本项目一级缺氧池设置成环状沟渠，使得污水能够在沟道内多次循环流动，结合了推流和完全混合两种流态，既具备完全混合式反应器的特点，也具有推流式反应器的特点，具有较高的抗冲击能力5。4）达标尾水再生回用。本项目新建污水处理厂配套建设厂外回用管网设施，即沿厂区进场道路建设一条 DN200 回用管道至省道边，同时设置三台消防水鹤，水罐车可通过消防水鹤进行取水后进行回用。4 运行效果分析运行效果分析本项目污水为高氮污水，水质整体 COD、TN、氨氮浓度偏高，碳氮比相对较低，因此针对本项目污水特点，本节主要对出水水质中 COD、TN、氨氮及TP指标进行分析，结果如图3和图4所示。污泥排放管设备间污泥 池污泥 池膜池膜池配水渠污泥回流管一级好氧池二级好氧池二级缺氧池进水管污泥回流管污泥回流管一级缺氧池厌氧 段膜格栅池进水管一级好氧池二级好氧池二级缺氧池进水管污泥回流管污泥回流管一级缺氧池 图2五段式Bardenpho+MBR池平面布置图Fig.2Plane layout of Five-s
