魯斌，皮艷霞，王易明

（湖南百舸水利建設(shè)股份有限公司）

1 引言

為了改善農(nóng)村人居環(huán)境，促進(jìn)美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施目前已大規(guī)模建設(shè)并逐步投入運(yùn)營(yíng)，如何采用高效低耗的技術(shù)工藝來(lái)進(jìn)行污水處理，是目前面臨的一個(gè)普遍問(wèn)題。

MBBR是一項(xiàng)高效污水處理工藝，在中國(guó)發(fā)展迅速[1-2]。MBBR可以在不增加和擴(kuò)大規(guī)模的情況下對(duì)現(xiàn)有污水處理廠進(jìn)行現(xiàn)代化改造，是污水處理廠現(xiàn)代化改造的重要手段之一[3,6]。

資江是邵陽(yáng)最重要的水系。檀江和夫夷水為邵陽(yáng)縣境內(nèi)匯入資江的水體，其中五峰鋪鎮(zhèn)和下花橋鎮(zhèn)為檀江沿岸的重要鄉(xiāng)鎮(zhèn)。白倉(cāng)鎮(zhèn)、塘田市鎮(zhèn)為夫夷水沿岸的重要鄉(xiāng)鎮(zhèn)。城市水環(huán)境污染嚴(yán)重，部分河流富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，污染強(qiáng)度隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大而加劇。

邵陽(yáng)縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施（一期）建設(shè)項(xiàng)目是邵陽(yáng)縣政府2020年重點(diǎn)建設(shè)的民生工程，主要針對(duì)資江主要支流檀江和夫夷水主要鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)村生活污水處理，其沿岸所涉五峰鋪、下花橋、白倉(cāng)、長(zhǎng)陽(yáng)鋪、塘田市5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)同期建設(shè)。項(xiàng)目總投資3.02億元。預(yù)計(jì)近期總產(chǎn)能15萬(wàn)t/d，服務(wù)人口18萬(wàn)人，服務(wù)面積1415hm2。運(yùn)營(yíng)初期，發(fā)揮我司省級(jí)建筑業(yè)企業(yè)技術(shù)中心的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用MBBR工藝進(jìn)行研究與分析。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與方法

實(shí)驗(yàn)裝置流程如圖1所示。

向AMC反應(yīng)器AMC-MBBR中加入11.5L、質(zhì)量濃度為5563mg/L的活性污泥1L、一氧化碳比為408758的自投水10L、AMC載體1L和AMC載體5L進(jìn)行混合通風(fēng)。控制容積上的負(fù)荷從0.1kgCOD（M3到183D）逐漸增加到0.5kgCOD（M3到183D），連續(xù)進(jìn)入某大學(xué)的實(shí)際生活污水。

PBG（多孔生物凝膠）是一種海綿狀、高吸水性的多孔凝膠。其表面積約為4000m2/m3，大大提高了生物劑量；內(nèi)壁結(jié)構(gòu)提高了氧的利用率；密度適中，接近水，在MBBR系統(tǒng)中易于流態(tài)化。與實(shí)驗(yàn)室前期王毅博等[7]所得的結(jié)果相比，它在推廣應(yīng)用的成本上有很大的優(yōu)勢(shì)，將為該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供支持。

2.2 實(shí)驗(yàn)用水與填料

從五峰鋪鎮(zhèn)生活用水中提取實(shí)驗(yàn)水，其中（100mg～470mg）/L DOC，NH4+-N 18mg～67mg/L，BOD5（120mg～250mg）/L，（100mg～400mg）SS/L，模 糊 度50～220 NTU，PH為7.5～8.0，AMC（厭氧微生物載體）是由多孔結(jié)構(gòu)聚合物組成的有機(jī)材料。它的大小大約為4mm，密度略高于水。經(jīng)過(guò)特殊的生物親和處理，形成完整的體表，如親水結(jié)構(gòu)，通過(guò)孔流入。表面稍有膨脹且凸凹不平，易于展開(kāi)。

圖1 AMC-PBG/MBBR生物處理工藝流程

2.3 分析方法

COD采用5B-3C三個(gè)快速分析參數(shù)測(cè)定；NH4+-N由快速分析器5B-3C測(cè)定；濁度由濁度儀WZS-185測(cè)定；溶解氧由便攜式溶解氧分析儀測(cè)定；PH-由快速分析儀PHS-3C測(cè)定；用智能標(biāo)準(zhǔn)BODOMLSS測(cè)定BOD5，用稱重法測(cè)定SS；用稱重法測(cè)定微生物粘附性；用掃描電鏡（600feG）和光學(xué)顯微鏡（n-180M）觀察載體中微生物的形態(tài)特征。

3 結(jié)果與討論

3.1 AMC-PBG/MBBR生物處理工藝的啟動(dòng)與運(yùn)行

AMC-MBBR的啟動(dòng)控制在PH6.5～8.0和3.5～6.0mg/l。PBG-MBBR體系在0.5kgCOD/（M3（D）），HRT48.6h，平均日劑量42L，COD平均富足量和NH4+-N-187.MG/38L/01L下穩(wěn)定。5次DAS運(yùn)行后，DOC和NH4+-N的去除率分別達(dá)到80%和98%，系統(tǒng)成功啟動(dòng)。

3.2 AMC-PBG/MBBR生物處理工藝容積負(fù)荷的提高

系統(tǒng)成功啟動(dòng)后，系統(tǒng)負(fù)荷逐漸增加，每次下降0.5kgCOD/（M3 183D；D）。每個(gè)容積負(fù)荷運(yùn)行約5d，以確保COD轉(zhuǎn)移率超過(guò)80%。系統(tǒng)的容積負(fù)荷不斷增加，直至達(dá)到2.0kgCOD/（M3 1833D）。工作日后，BR-BRG/BB對(duì)COD和NH4+的處理效果。結(jié)果表明，試驗(yàn)率波動(dòng)較大，試驗(yàn)率有所提高，第21d達(dá)到90.1%，然后逐漸達(dá)到76.6%；最后，當(dāng)容積負(fù)荷調(diào)整為1.5kg COD/（M31890，1%）時(shí)，掃描速率開(kāi)始，達(dá)到最高COD.3%，超過(guò)80%，同時(shí)，NH4+-N的去除率不受負(fù)荷增加的影響，但在2.0kg COD/（M3183D）時(shí)波動(dòng)較大。

結(jié)果表明，AMC-PBG/MBBR生物制劑的最佳容積利用率為1.5kgCOD/（M3%183D）。在此條件下，COD和NH4+-N的遷移率分別為80%。在相同的體積—表面狀態(tài)下，COD、NH4+-N和BOD5的遷移率分別在80%和90%左右波動(dòng)，說(shuō)明該工藝具有充電階段遷移率高、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。

3.3 污泥減容效果

在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，BBG BR反應(yīng)器BG BR階段懸浮污泥的質(zhì)量濃度為120mg～260mg/L。從組合工藝的角度，監(jiān)測(cè)了MBBR生物處理工藝中AMCPBG污泥在穩(wěn)定運(yùn)行期內(nèi)的DOC去除和降解情況，并根據(jù)文獻(xiàn)[10]計(jì)算了FOI污泥的表觀產(chǎn)率。該工藝的表觀污泥產(chǎn)率為0.043kgCOD。與傳統(tǒng)活性污泥相比，多孔載體的產(chǎn)率約為0.3kg～0.4kgMlSS/KGCOD[11]，具有明顯的污泥減量效果；與楊文煥等[12]研究的MPBR多級(jí)工藝A2O中0.12kgMlSS/kgMLSS/kgCOD的表觀性能相比，污泥減量效果更好。包裝內(nèi)外形成有毒好氧微環(huán)境，載體表面吸附有機(jī)污染物，表面微生物通過(guò)生物氧化反應(yīng)消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

處理生活污水的污泥微生物在AMC和PBG的表面和內(nèi)部逐漸粘附生長(zhǎng)，BEM作為有機(jī)物和氧氣向內(nèi)部微生物擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部微生物的穩(wěn)定生長(zhǎng)和代謝。