華南地區(qū)某微環(huán)境污染水處理站總處置經(jīng)營(yíng)規(guī)模260×104 m3/d，為改進(jìn)河堤水體，需對(duì)原加工工藝開(kāi)展更新改造，在其中關(guān)鍵操縱指標(biāo)值為氨氮。充分考慮加工工藝適應(yīng)能力、項(xiàng)目投資運(yùn)維管理成本費(fèi)、工程施工難度系數(shù)水平等要素，最后選擇純膜mbbr加工工藝開(kāi)展更新改造，將一部分沉積區(qū)改成純膜mbbr區(qū)，并選用側(cè)進(jìn)側(cè)出微動(dòng)力混和池型開(kāi)展更新改造，選用不注射淤泥源水運(yùn)行，歷經(jīng)10天運(yùn)行取得成功，平穩(wěn)運(yùn)作環(huán)節(jié)系統(tǒng)軟件氨氮污泥負(fù)荷平均值保持在90%以上。出水氨氮濃度值關(guān)鍵受水的溫度和滲水氨氮濃度值危害比較大，水氣比和水力發(fā)電負(fù)荷率對(duì)出水氨氮濃度值危害較小，系統(tǒng)軟件具有較好的耐水力發(fā)電沖擊性特性。從生物膜性能上看，硝化負(fù)荷、生物膜生物量及膜薄厚各自在14d和28d后實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)，生物膜生物量提高落后于負(fù)荷提高。生物膜負(fù)荷具備一定容量，可以抵御滲水負(fù)荷沖擊性。生物膜中優(yōu)點(diǎn)微生物菌種關(guān)鍵有nitrospira、hyphomicrobium、nitrosomonas、kouleothrix、pedomicrobium、pedobacter等，在其中，優(yōu)點(diǎn)硝化菌nitrospira相對(duì)豐度自動(dòng)運(yùn)行逐漸便慢慢升高，在第28d基本上做到平穩(wěn)，在一二級(jí)生物膜中相對(duì)豐度保持在13.10±1.10%、8.66±0.72%。除此之外，飄浮媒介生物膜具有較好的耐挨餓特性，在高溫離水7d后修復(fù)試壓，用時(shí)4天修復(fù)確保出水氨氮濃度值合格。純膜mbbr加工工藝線路簡(jiǎn)易、占地面積省，項(xiàng)目投資運(yùn)維管理低成本，運(yùn)行快速，運(yùn)作平穩(wěn)，適合微環(huán)境污染水處理站新創(chuàng)建或擴(kuò)建工程。

01

項(xiàng)目可行性

1.1 項(xiàng)目概況廣東省某污水凈化廠，解決經(jīng)營(yíng)規(guī)模260×104m3/d，為河堤旁為解決設(shè)備，處理市區(qū)段的河堤水源污染問(wèn)題。本廠原選用一級(jí)加強(qiáng)混凝沉淀加工工藝，合理地減少了懸浮固體、有機(jī)化合物、總氮等污染物質(zhì)，改進(jìn)了河堤水體。但該加工工藝對(duì)氨氮幾乎沒(méi)有解決實(shí)際效果，對(duì)于氨氮的環(huán)境污染問(wèn)題，需對(duì)污水處理廠開(kāi)展更新改造，使其另外具有硝化、除磷作用。考慮到滲水氨氮濃度值轉(zhuǎn)變區(qū)域比較大，依據(jù)不一樣滲水氨氮濃度值各自設(shè)置出水氨氮限定、氨氮污泥負(fù)荷和氨氮除去量規(guī)定（見(jiàn)表1）。

表1 設(shè)計(jì)方案進(jìn)、出水水體

本工程更新改造遭遇無(wú)新增建設(shè)用地、滲水水體變化大、水體貧營(yíng)養(yǎng)成分難聚集微生物菌種、投資項(xiàng)目受到限制等好幾個(gè)難題。最先，自來(lái)水廠原來(lái)建筑物飽和狀態(tài)，無(wú)新創(chuàng)建商業(yè)用地，需挑選可嵌入或原點(diǎn)執(zhí)行的生產(chǎn)工藝；次之，本廠包含水體多，涉及到河段范圍廣，造成滲水水體、水流量起伏大，解決難度系數(shù)高，更新改造加工工藝需具備很強(qiáng)的耐沖擊工作能力；再度，微環(huán)境污染水歸屬于貧營(yíng)養(yǎng)成分水體，不利微生物菌種聚集；最終，該新項(xiàng)目規(guī)模大，但總投資受到限制，需挑選經(jīng)濟(jì)實(shí)用加工工藝以減少項(xiàng)目投資。綜合性以上工程項(xiàng)目難題，需尋找高效率、原點(diǎn)、平穩(wěn)、迅速、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的氨氮除去技術(shù)性實(shí)現(xiàn)加工工藝更新改造。

02

純膜mbbr改造技術(shù)方案與計(jì)劃方案

對(duì)于微環(huán)境污染水的氨氮除去，選用活性污泥無(wú)法合理聚集微生物菌種，一般選用生物膜法。基本的生物膜法，包含曝氣生物濾池（baf）、微生物輪盤、微生物觸碰空氣氧化、挪動(dòng)床生物膜反應(yīng)釜(mbbr)等。在其中，mbbr加工工藝根據(jù)向反應(yīng)釜找加飄浮媒介聚集生物膜，在飄浮媒介流動(dòng)性環(huán)節(jié)中，完成微生物菌種的動(dòng)態(tài)更新及污染物質(zhì)的高效率除去。因?yàn)槠湎趸?fù)荷高、耐沖擊性強(qiáng)、執(zhí)行快速、項(xiàng)目投資運(yùn)作成本劣等優(yōu)點(diǎn)在我國(guó)取得了廣泛運(yùn)用，工程規(guī)模已超出2000×104m3/d。

mbbr加工工藝，依照其系統(tǒng)軟件內(nèi)微生物菌種關(guān)鍵存有方法，分成泥膜復(fù)合型mbbr加工工藝（s-mbbr）和純膜mbbr工藝（p-mbbr），而對(duì)于微環(huán)境污染水的整治，純膜mbbr加工工藝優(yōu)點(diǎn)愈發(fā)顯著，而且于2019年便在江蘇省鹽城市完成了大范圍的順利運(yùn)用，解決水流量30×104m3/d，運(yùn)用成效優(yōu)良，并進(jìn)一步完成了本地別的2個(gè)微污染源污水處理新項(xiàng)目，解決新項(xiàng)目90×104m3/d。除此之外，中國(guó)別的的幾類p-mbbr新項(xiàng)目在解決標(biāo)準(zhǔn)化出水狀況下均表現(xiàn)出優(yōu)良的解決實(shí)際效果。因而，融合本工程項(xiàng)目的難題及要求，選用純膜mbbr加工工藝開(kāi)展更新改造，完成高效率氨氮除去的總體目標(biāo)。

2.1生產(chǎn)流程

原加工工藝以一級(jí)加強(qiáng)混凝沉淀加工工藝為關(guān)鍵，上下游河堤水先后通過(guò)粗、細(xì)格珊、平流式沉淀池式沉淀池、斜板沉淀池反映池友誼流沉砂池后注入河堤中下游，減少水質(zhì)懸浮固體、有機(jī)化合物、總氮等污染物質(zhì)。廢渣及污泥處理后運(yùn)輸。

更新改造后在沉砂池尾端45m內(nèi)嵌入純膜mbbr系統(tǒng)軟件。本廠目前平流式沉淀池沉砂池12座，長(zhǎng)×寬×高分別為為115.0 m×40.7 m×6.5 m，池里傾斜度0.01。每座分為5格，每格寬度7.9 m。水準(zhǔn)流動(dòng)速度65.3m/h，表層負(fù)荷2.0 m3/(m2·h)，停留的時(shí)間為106 min。此次更新改造將沉砂池尾端45 m處地區(qū)激光切割更新改造為純膜mbbr加工工藝。拆卸了沉砂池尾端45 m處的刮泥設(shè)備。更新改造后平流式沉淀池沉砂池長(zhǎng)70 m，表層負(fù)荷上升至3.3 m3/(m2·h)，沉砂池停留的時(shí)間減少至 **  min，選用網(wǎng)格圖斜板沉淀池方法完成混凝土藥物充足混和。沉砂池尾端水位3.95 m，底端傾斜度0.01，坡度斜板沉淀池池方位，有利于沉砂池淤泥集聚至泥斗處。純膜mbbr區(qū)停留的時(shí)間0.69 h。思普潤(rùn)完成了在其中130萬(wàn)t/d的更新改造，添加spr-iii型飄浮媒介，飄浮媒介相對(duì)密度約 0.94～0.97g/cm3，材料為hdpe，合乎《水處理用高密度聚乙烯懸浮載體填料》(cj/t 461-2014)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，純膜mbbr區(qū)在調(diào)節(jié)池正中間根據(jù)阻攔不銹鋼篩網(wǎng)設(shè)為二級(jí)加工工藝，各個(gè)飄浮媒介添充率均為40%（滲水氨氮濃度值>>水力發(fā)電負(fù)荷率和水氣比。選用主成分分析法（pca）剖析了運(yùn)作環(huán)節(jié)內(nèi)水氣比、滲水氨氮濃度值、水力發(fā)電負(fù)荷率、水的溫度、出水氨氮濃度值5個(gè)主要參數(shù)中間關(guān)聯(lián)，以進(jìn)一步研究各影響因素對(duì)出水氨氮濃度值的干擾實(shí)際效果。根據(jù)選用spss手機(jī)軟件測(cè)算主成分分析法kmo數(shù)值0.661>0.6，bartlett檢驗(yàn)相匹配p數(shù)值0.000滲水氨氮濃度值>>水力發(fā)電負(fù)荷率和水氣比。進(jìn)一步選用spss手機(jī)軟件將水氣比、水力發(fā)電負(fù)荷率、滲水氨氮濃度值、溫度做為變量，出水氨氮濃度值做為自變量開(kāi)展線性回歸分析。溫度的的相關(guān)系數(shù)數(shù)值-0.017，表明溫度與出水氨氮濃度值展現(xiàn)一定的負(fù)關(guān)聯(lián)性，但具體運(yùn)作數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)水的溫度>15℃時(shí)已并不是出水氨氮濃度值的約束性要素，關(guān)聯(lián)性早已變?nèi)?；滲水氨氮濃度值與出水氨氮濃度展現(xiàn)正關(guān)聯(lián)性，根據(jù)設(shè)計(jì)方案滲水水體濃度值下，出水氨氮濃度可以完成平穩(wěn)合格，但系統(tǒng)軟件可以承受滲水氨氮濃度值的實(shí)際最高值，需再次追蹤運(yùn)作實(shí)際效果。水氣比的相關(guān)系數(shù)數(shù)值-0.063，其對(duì)出水氨氮造成成反比危害，表明水氣比越高，出水氨氮濃度值越低，但系統(tǒng)軟件歸功于優(yōu)良的水解酸化池系統(tǒng)軟件可保持在低水氣比優(yōu)良?xì)饬鬏斔秃图友踝饔茫瓿沙鏊钡钠椒€(wěn)合格，故在出水氨氮濃度值合格的情形下，關(guān)聯(lián)性早已變?nèi)?。水力發(fā)電負(fù)荷率的相關(guān)系數(shù)數(shù)值0.119，且p=0.099>0.05，代表著水力發(fā)電負(fù)荷率并不會(huì)對(duì)出水氨氮造成危害關(guān)聯(lián)，表明出純膜mbbr系統(tǒng)軟件優(yōu)良的抗水流量沖擊性特性，歸功于mbbr區(qū)微動(dòng)力混和池的池型布局。必須留意的是，依據(jù)線性回歸分析獲得的r2數(shù)值0. ** 9，代表著溫度、水力發(fā)電負(fù)荷率、滲水氨氮濃度值、水氣比4個(gè)要素可以表述出水氨氮的 ** .9%的變動(dòng)緣故。與基本市政工程廢水不一樣，針對(duì)微環(huán)境污染水硝化的影響因素仍需進(jìn)一步深層研究。

圖6 危害出水氨氮濃度值各種因素

3.4飄浮媒介生物膜特性及高通量測(cè)序剖析

mbbr解決微環(huán)境污染水， 出水水體、硝化負(fù)荷、生物膜生物量及膜薄厚各自在 10d、14d和28d后實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)，生物膜生物量提高落后于負(fù)荷提高。生物膜負(fù)荷具備一定容量，可以抵御滲水負(fù)荷沖擊性。為了更好地精確的表現(xiàn)mbbr區(qū)飄浮媒介硝化工作能力，在飄浮媒介添加進(jìn)行后取一、二級(jí)飄浮媒介開(kāi)展硝化檢樣并計(jì)算各個(gè)飄浮媒介氨氮除去容量負(fù)荷，同歩測(cè)量生物膜生物量與生物膜薄厚。硝化檢樣及生物量測(cè)量結(jié)果如下圖7所顯示。飄浮媒介掛膜7d，一、二級(jí)容量負(fù)荷各自為0.111 kgn/m3/d和0.075 kgn/m3/d；在后面7d快速上升至0.328和0. **  kgn/m3/d，此后一、二級(jí)硝化負(fù)荷各自平穩(wěn)在0.32±0.008 kgn/m3/d和0.21±0.010 kgn/m3/d，一級(jí)容量負(fù)荷是二級(jí)容積負(fù)荷的1.5倍上下，且檢樣各個(gè)飄浮媒介容量負(fù)荷均高過(guò)新項(xiàng)目具體運(yùn)作計(jì)算的硝化負(fù)荷。因?yàn)闄z樣的滲水氨氮濃度值較工程項(xiàng)目高，主要表現(xiàn)出更高一些的硝化負(fù)荷，與硝化負(fù)荷受滲水基質(zhì)濃度限制值的結(jié)果相符合。與此同時(shí)，也表明飄浮媒介生物膜存有負(fù)荷容量，這為mbbr優(yōu)良的抗水體沖擊性實(shí)際效果打下了分子生物學(xué)基本。各個(gè)飄浮媒介生物膜生物量均展現(xiàn)快速上升后慢慢平穩(wěn)的發(fā)展趨勢(shì)；掛膜7d時(shí)，生物膜相對(duì)性較薄，生物量較低（一、二級(jí)飄浮媒介生物量各自為0.62g/m2和0.49g/m2），此后各個(gè)飄浮媒介生物量快速升高，并且于第28d逐漸逐步平穩(wěn)在2.66±0.36g/m2和2.14±0.19 g/m2。受滲水負(fù)荷較低危害，該生物量水準(zhǔn)較市政工程污水處理系統(tǒng)中(10-15g/m2)顯著稍低。一二級(jí)mbbr區(qū)生物膜薄厚與生物量趨勢(shì)分析更為貼近，一二級(jí)生物膜在28d各自做到197±23um、157±17um，此后一二級(jí)生物膜薄厚均轉(zhuǎn)變并不大。除此之外，飄浮媒介表層生物膜薄厚遍布并不勻稱，且外表比較不光滑(圖8)。生物膜做為一個(gè)動(dòng)態(tài)更新的水凈化系統(tǒng)，時(shí)時(shí)刻刻產(chǎn)生著老齡化生物膜的掉下來(lái)與再生生物膜的生長(zhǎng)發(fā)育，生物膜薄厚差別的因素很有可能取決于不一樣結(jié)構(gòu)域生物膜升級(jí)水平不一樣。盡管飄浮媒介生物膜生物量與容量負(fù)荷趨勢(shì)分析類似，可是并不完全一致。運(yùn)行環(huán)節(jié)，硝化負(fù)荷升高技術(shù)領(lǐng)先生物量提高，考慮到關(guān)鍵因素為系統(tǒng)軟件基質(zhì)濃度低，但污染物質(zhì)類型主要是以氨氮為主導(dǎo)，因而運(yùn)行早期生物膜關(guān)鍵以迅速聚集自繁硝化有益菌為主導(dǎo)，此環(huán)節(jié)負(fù)荷升高快速。伴隨著系統(tǒng)軟件運(yùn)作，生物膜中慢慢聚集了一部分別的有益菌，該一部分微生物菌種盡管使生物膜生物量有所增加，但與硝化沒(méi)有太大的關(guān)系。此外，針對(duì)mbbr加工工藝，在體系平穩(wěn)前，生物量與硝化負(fù)荷并不是徹底有關(guān)，針對(duì)不一樣水體不一樣環(huán)節(jié)需深入分析。總的來(lái)說(shuō)，以mbbr處理工藝微環(huán)境污染河堤水，最不好溫度下系統(tǒng)軟件硝化負(fù)荷僅需14d就可以做到平穩(wěn)，出水穩(wěn)定合格，但相匹配生物膜生物量、生物膜薄厚則必須28d做到平穩(wěn)，生物膜生物量及薄厚的提高對(duì)比硝化負(fù)荷具備一定滯后效應(yīng)。

圖7 運(yùn)行環(huán)節(jié)各個(gè)飄浮媒介檢樣容量負(fù)荷、生物膜生物量及薄厚

圖8 第120天一二級(jí)mbbr區(qū)生物膜厚度

生物膜中優(yōu)點(diǎn)硝化菌nitrospira相對(duì)豐度自動(dòng)運(yùn)行逐漸便慢慢升高，于第 14d后基本上做到平穩(wěn)，在一二級(jí)生物膜中相對(duì)豐度各自為13.10±1.10%、8.66±0.72%，明顯高過(guò)已報(bào)導(dǎo)的別的加工工藝；選用根據(jù)16srdna的擴(kuò)增子轉(zhuǎn)錄組測(cè)序剖析生物膜中微生物菌種構(gòu)成，如下圖9所顯示，依附水準(zhǔn)種群構(gòu)成看，一二級(jí)生物膜優(yōu)點(diǎn)微生物菌種比較一致，但相對(duì)豐度存有一定差別，在其中一級(jí)生物膜中歸類比較確定的優(yōu)點(diǎn)菌屬包含nitrospira、hyphomicrobium、nitrosomonas、kouleothrix、pedomicrobium等，二級(jí)生物膜中優(yōu)點(diǎn)菌屬包含nitrospira、hyphomicrobium、pedomicrobium、nitrosomonas、pedobacter等。

與系統(tǒng)軟件硝化實(shí)際效果立即有關(guān)的微生物菌種涉及到nitrosomonas(亞硝化單胞菌)和nitrospira(硝化螺旋菌)。在其中，nitrosomonas在一二級(jí)生物膜中相對(duì)豐度各自為2.89-5. ** %、0.00-3.48%。其在不一樣時(shí)間相對(duì)豐度無(wú)顯著變化趨勢(shì)，但受一二級(jí)滲水氨氮濃度值危害，造成除第35d外，其在一級(jí)生物膜中相對(duì)豐度均高過(guò)二級(jí)生物膜。nitrospira在一二級(jí)生物膜中相對(duì)豐度各自為8.48-14.23%、6.48-9.27%，該菌屬一部分菌苗(如candidatus nitrospirainopinata、candidatus nitrospira nitrosa和candidatus nitrospira nitrificans等)除帶上承擔(dān)氨空氣氧化的amo和hao外，與此同時(shí)還帶上硝酸鹽空氣氧化必不可少的nxr，具備全過(guò)程氨空氣氧化的工作能力，即一類微生物菌種可以進(jìn)行氨氮空氣氧化成磷酸鹽的全過(guò)程(co ** mmox)。該菌屬在不一樣時(shí)間上相對(duì)豐度轉(zhuǎn)變無(wú)顯著規(guī)律性，但在一級(jí)生物膜中相對(duì)豐度均高過(guò)同期二級(jí)生物膜?？紤]到關(guān)鍵緣故為一二級(jí)mbbr區(qū)滲水氨氮負(fù)荷差別造成。此外，依據(jù)平穩(wěn)后的生物量計(jì)算該新項(xiàng)目純膜mbbr生物膜比氨空氣氧化速度為0.15 kgn/kgmlss/d，較基本活性污泥變空氣氧化速度更高一些，考慮到關(guān)鍵因素取決于mbbr懸浮載體強(qiáng)化了對(duì)硝化微生物的富集效果所導(dǎo)致。此外，該菌屬相對(duì)豐度自啟動(dòng)開(kāi)始便逐漸上升，在第14d基本達(dá)到穩(wěn)定，在一二級(jí)生物膜中相對(duì)豐度維持在13.10±1.10%、8.66±0.72%。

hyphomicrobium在一二級(jí)生物膜中相對(duì)豐度分別為1.32-13.40%、1.32-6.69%，該菌屬除可利用甲醇、甲胺等一碳化合物做唯一碳源和能源進(jìn)行脫氮外，還可參與pahs（polycyc lic arom atic hydrocarbons）污染水體中菲的降解，可能與進(jìn)水中芳香烴類dom的轉(zhuǎn)化有關(guān)。。kouleothrix在一二級(jí)生物膜中相對(duì)豐度分別為1.00-5.56%、1.88-4.38%，該菌屬為絲狀菌，在活性污泥系統(tǒng)中與污泥膨脹有關(guān)，在生物膜中則可能參與提供生物膜骨架的形成有關(guān)。該菌屬在不同時(shí)間不同樣品中相對(duì)豐度均無(wú)明顯規(guī)律。pedomicrobium在一二級(jí)生物膜中相對(duì)豐度分別為1.45-2.88%、1.71-6.45%。該菌屬可進(jìn)行反硝化脫氮，同時(shí)部分菌種對(duì)高鹽度具有一定耐受性。pedobacter僅在運(yùn)行第7d大量存在于一二級(jí)生物膜中，相對(duì)豐度分別為12.38%、11.37%，其余時(shí)間相對(duì)豐度均小于0.05%，該菌屬為污水處理系統(tǒng)內(nèi)常見(jiàn)脫碳菌，部分菌種可降解酚類物質(zhì)，其在啟動(dòng)前期相對(duì)豐度較高的原因可能與進(jìn)水水質(zhì)差異有關(guān)。

除硝化菌外，其余菌屬于不同時(shí)間相對(duì)豐度變化存在一定隨機(jī)性，且與mbbr分級(jí)無(wú)明顯相關(guān)性。說(shuō)明純膜mbbr系統(tǒng)生物膜微生物更新速度較快，運(yùn)行條件或水質(zhì)參數(shù)的變化均會(huì)引起微生物屬水平相對(duì)豐度的變化。

圖9 生物膜優(yōu)勢(shì)物種及相對(duì)豐度

3.5懸浮載體生物膜耐饑餓性能

純膜 mbbr系統(tǒng)具備良好的耐饑餓性能，系統(tǒng)停止運(yùn)行排空7d后恢復(fù)通水，用時(shí)4d即可恢復(fù)處理效果。純膜mbbr工藝恢復(fù)效果較好，恢復(fù)時(shí)間較快，不影響廠區(qū)正常運(yùn)行；水廠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，受池體檢修、設(shè)備維護(hù)等影響可能導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)，此時(shí)，懸浮載體生物膜性能無(wú) ** 常發(fā)揮。而水廠恢復(fù)運(yùn)行時(shí)，懸浮載體生物膜處理效果的恢復(fù)性能對(duì)水廠的穩(wěn)定運(yùn)行將起到至關(guān)重要的作用。該項(xiàng)目其中一組池體在運(yùn)行期間放空檢修，懸浮載體在31.10±1.50℃條件下自然狀態(tài)下離水7d?；謴?fù)通水后，系統(tǒng)硝化效果的恢復(fù)情況如圖9所示?？梢钥闯觯到y(tǒng)恢復(fù)第1d至第5d的出水氨氮濃度分別為2.00、1.50、1.21、0.83、0.44mg/l；氨氮去除率分別為30.56%、46.24%、65.13%、77.26%和88.51%。離水一周恢復(fù)通水后，首日仍具有30%以上氨氮去除率，第4d出水即可達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，第5d恢復(fù)至日常處理效果，出水氨氮濃度低于0.5mg/l，氨氮去除率達(dá)到90%以上。懸浮載體生物膜停產(chǎn)運(yùn)行后恢復(fù)效果較好，恢復(fù)時(shí)間較快，不影響廠區(qū)正常運(yùn)行。目前，對(duì)于成熟懸浮載體生物膜的保存多在低溫下進(jìn)行。此時(shí)對(duì)環(huán)境、方法等要求較高且嚴(yán)格。而本項(xiàng)目面對(duì)懸浮載體的靜置，無(wú)需采用繁瑣的保存方式，簡(jiǎn)單易行，可輕松應(yīng)對(duì)系統(tǒng)間歇運(yùn)行，更具實(shí)踐價(jià)值。

圖10 系統(tǒng)停產(chǎn)后恢復(fù)效果

3.6純膜 mbbr水力流態(tài)分析

水力流態(tài)模擬優(yōu)化 mbbr池型布置，保證mbbr系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低耗均勻流化。mbbr區(qū)借助水力流態(tài)模擬，通過(guò)曝氣管路的合理布置以及池型的改良設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了懸浮載體在池內(nèi)的均勻分布。從表觀流化效果看，在進(jìn)水端沒(méi)有出現(xiàn)懸浮載體明顯減少的情況，而在出水端也不存在懸浮載體明顯增多的情況，確認(rèn)了水力流態(tài)模擬應(yīng)用于mbbr池型設(shè)計(jì)的合理性。

圖11 純膜mbbr區(qū)實(shí)際水力流態(tài)

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經(jīng)濟(jì)分析

本項(xiàng)目建設(shè)總投資2.63億元，針對(duì)微污染水硝化，純膜mbbr工藝包投資為55元/m3。改造后項(xiàng)目整體運(yùn)行費(fèi)用為0.076-0.109元/m3。由于新增鼓風(fēng)曝氣，導(dǎo)致運(yùn)行電耗增加0.009～0.018元/m3，達(dá)到0.019～0.020元/m3。純膜mbbr區(qū)無(wú)需要添加藥劑或菌種，因此項(xiàng)目藥劑費(fèi)用維持在0.006-0.008元/m3，較改造前差異不大。

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結(jié)論

1）經(jīng)過(guò)在大型工程項(xiàng)目進(jìn)一步驗(yàn)證，純膜mbbr工藝適用于微污染水處理，具備經(jīng)濟(jì)、高效、持續(xù)、穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)；將純膜mbbr系統(tǒng)鑲嵌入原一級(jí)強(qiáng)化沉淀池末端，改造完成懸浮載體全部投加后10d氨氮即完成調(diào)試實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)，長(zhǎng)期運(yùn)行出水氨氮穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，且普遍低于0.5mg/l，系統(tǒng)具備良好的抗沖擊性能；

2）純膜mbbr系統(tǒng)微污染水，出水氨氮濃度主要受水溫和進(jìn)水氨氮濃度影響較大，基于良好的流化效果及抗沖擊性能，出水氨氮受氣水比與進(jìn)水水力負(fù)荷率影響不大，水溫>進(jìn)水氨氮濃度>>水力負(fù)荷率和氣水比；

3）純膜mbbr系統(tǒng)處理微污染水過(guò)程中，出水水質(zhì)、硝化負(fù)荷、生物量分別為10d、14d和28d后達(dá)到穩(wěn)定，生物膜生物量增長(zhǎng)滯后于負(fù)荷增長(zhǎng)；生物膜負(fù)荷具有一定余量，能夠抵抗進(jìn)水負(fù)荷沖擊；

4）生物膜中優(yōu)勢(shì)微生物主要有nitrospira、hyphomicrobium、nitrosomonas、kouleothrix、pedomicrobium、pedobacter等，其中，優(yōu)勢(shì)硝化菌nitrospira相對(duì)豐度自啟動(dòng)開(kāi)始便逐漸上升，在第28d基本達(dá)到穩(wěn)定，在一二級(jí)生物膜中相對(duì)豐度維持在13.10±1.10%、8.66±0.72%；

5）純膜mbbr系統(tǒng)具備良好抗饑餓性能，系統(tǒng)在31.10±1.50℃停止運(yùn)行排空7d后恢復(fù)通水，用時(shí)4d恢復(fù)保障出水氨氮濃度達(dá)標(biāo)，恢復(fù)效果好，恢復(fù)周期短，不影響廠區(qū)正常運(yùn)行。

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后記

本項(xiàng)目已發(fā)表的論文：

[3]周家中, 吳迪, 鄭臨奧. 純膜mbbr工藝在國(guó)內(nèi)外的工程應(yīng)用[j]. 中國(guó)給水排水, 2020,36(22): 37-47.

[4]韓文杰, 周家中, 劉妍, 吳迪等.實(shí)際氧轉(zhuǎn)移效率測(cè)定方法探討及工程驗(yàn)證[j]（已錄用）

[5] 劉妍, 滕一杰, 陳柱堆, 等. 純膜mbbr工藝用于南方某大型水質(zhì)凈化廠改造工程實(shí)踐分析[j]（已錄用）

純膜 mbbr處理微污染水的論文：

[6]王毅, 井添祺, 周家中, 等. 鹽城市某原水預(yù)處理廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行分析[j]. 凈水技術(shù), 2020,39(07): 24-29.

[7]周正興, 孫曉陽(yáng), 吳迪, 等. mbbr處理某水廠微污染水硝化性能研究[j]. 水處理技術(shù), 2020,46(08): 121-125.

純膜 mbbr的其他論文：

[8]陳祥瑞, 杜強(qiáng)強(qiáng), 韓文杰, 等. 基于純膜mbbr的緊湊型污水處理bfm中試基質(zhì)轉(zhuǎn)化特性[j].環(huán)境工程學(xué)報(bào), 2021(11):1-16.

[9]彭明, 周家中, 韓文杰, 等. 基于純膜mbbr的biofimag?工藝用于新建污水處理廠[j]. 中國(guó)給水排水, 2021,37(06): 71-75.

[10]鄭志佳, 吳迪, 張晶晶, 等. 兩級(jí)后置純膜mbbr的反硝化性能研究[j]. 環(huán)境工程, 2019,37(09): 68-73.