懸浮填料生物膜工藝，又稱移動床生物膜反應器(MBBR) ，由挪威Kaldnes Mijecpteknogi 公司與SINTEF 研究所共同開發，目的是在原有活性污泥處理系統的基礎上提高負荷率、增強脫氮除磷能力。經過十多年的發展，MBBR 工藝無論是在理論研究方面還是在水處理工程應用方面都取得了快速發展，成為當今水處理領域的研究熱點。而A2/O 工藝作為傳統工藝，隨著對脫氮除磷效果的日益重視，迫切需要對其進行改造。厭氧/缺氧工藝與MBBR的組合在城市污水處理廠改造中的可行性逐漸得到證實。營口市西部污水廠改造工程采用A2/MBBR 組合工藝，其中試模擬裝置中的厭氧反應器采用獨特的折流式構造，通過添加折流板可以將其改造成厭氧折流反應器，攪拌功率為傳統攪拌功率的一半，即采用微攪拌就可達到要求。在厭氧段采用微攪拌條件下，筆者重點考察了A2/MBBR 中試裝置在低溫條件下的運行效果，以期為改造工程的設計與運行提供參考。
1 試驗設計與方法
1. 1 試驗設計
A2/MBBR 中試規模為30 m3/d。其中厭氧、缺氧、好氧各段的容積比為1∶2∶4．2。厭氧池接收來自沉淀池的回流污泥，在此完成磷的釋放; 另外，通過在厭氧池中設置折板，攪拌功率可降低為傳統工藝的50%。缺氧池接收內部硝化液回流，主要作用是反硝化脫氮。好氧池分成兩段，Ⅰ、Ⅱ段的容積比為1∶1．5，好氧Ⅰ段的DO 濃度為2～3 mg/L，好氧Ⅱ段的DO 濃度為1～2 mg/L，在穩定狀況下，好氧Ⅰ段對有機物的平均去除率能達到70%，而對氨氮的平均去除率為40%; 好氧Ⅱ段對有機物的平均去除率為20%左右，而對氨氮的平均去除率能達到50%以上。因此，好氧Ⅰ段以去除有機物為主，好氧Ⅱ段以硝化為主。在好氧池內投放懸浮填料，投加比例為10%～20%，懸浮填料為經納米配方技術改性的、黑色、圓柱形生物載體，直徑為10 mm、高為8mm，內部由三個翼板構成，外部布滿凹槽，比表面積為500～1 100 m2/m3，密度接近于水。
1. 2 試驗方法
試驗用水取自營口市西部污水 處理廠的進水分配井，水溫在5～15 ℃之間，屬于低溫運行。試驗共分為三個工況進行，具體見表1，每個工況運行1 個月左右，主要通過調整回流比和進水量來優化微攪拌下A2/MBBR 組合工藝的處理效果。各水質指標均采用國家標準方法測定。
2 結果與討論
2. 1 對有機物、氨氮的去除效果
A2/MBBR 組合工藝對有機物和氨氮的去除效果見圖1。可以看出，工況1 和3 在穩定狀態下的出水COD 平均值能達到國家一級A 標準，而工況2在穩定狀態下的出水COD 平均值接近國家一級B標準; 三種工況在穩定狀態下的出水氨氮平均值均能達到國家一級A 標準�？梢�，即使在30 m3/d 的高流量負荷下，硝化菌也能表現出良好的適應性，這是由于好氧段的有機負荷較低，使硝化菌成為優勢菌種，同時填料上培養了大量的耐寒硝化菌。
2. 2 對TN 的去除效果
圖2 為A2/MBBR 組合工藝在穩定狀態下的脫氮效果。可以看出，工況1 的出水TN 平均值能達到國家一級B 標準，工況2 的出水TN 平均值接近國家一級B 標準; 工況3 的出水TN 平均值能達到國家一級A 標準�？梢姡诘蜏貤l件下，30 m3/d 的進水量(總水力停留時間為7．3 h) 使出水TN 平均值很難達到一級A 標準; 而在25 m3/d 的進水量(總水力停留時間為8．7 h) 下，出水TN 平均值比較容易達到一級A 標準。因此，在實際工程中總水力停留時間宜取為8～9 h。另外，厭氧段對TN 的去除率能達到16%～24%，好氧段對TN 的去除率能達到33%～43%，可見脫氮過程主要發生在好氧段。這是由于好氧段的溶解氧濃度較低，使填料上的生物膜形成了從外到內依次為好氧、缺氧、厭氧的微觀環境，從而使得通過同步硝化反硝化進行生物脫氮成為可能。同時也發現，回流比的改變對脫氮性能影響不大，這與脫氮過程主要發生在好氧段是一致的。
2. 3 除磷效果
對于A2/MBBR 組合工藝，在穩定狀態下，工況1 的出水TP 平均值為1．2 mg/L，接近國家一級B標準; 工況2 的出水TP 平均值為0．6 mg/L，接近國家一級A 標準; 工況3 的出水TP 均值為0．3 mg/L，能達到國家一級A 標準�？梢�，在低溫下，30 m3/d的高流量負荷使出水TP 平均值較難達到一級A 標準; 而在25 m3/d 的進水量下，出水TP 平均值較容易達到一級A 標準。同時也發現，回流比對除磷效果有一定的影響。當回流比為40% 時，除磷效果比較差; 當回流比為100% 時，相對于流量負荷而言，除磷效果好轉; 當回流比為70% 時，除磷效果良好。因此，從節約能耗角度來看，在低溫下運行，當回流比為70%、水力停留時間為8．7 h 時，除磷效果最佳。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
3 結論
在厭氧段微攪拌的條件下，A2/MBBR 組合工藝的中試運行結果表明，在水溫≤15 ℃的低溫下運行，當回流比為70%、進水量為25 m3/d 即HRT 為8．7 h 時，出水COD、氨氮、總氮、總磷濃度可達到國家一級A 標準的要求。
