MSBR工藝的運行管理實踐
MS BR工藝首先在委內(nèi)瑞拉等南美國家使用 ，經(jīng)過不斷發(fā)展 ，現(xiàn)在普遍采用的是 MS BR的第三代技術(shù)。MS BR工藝流程簡潔、 控制靈活、 單元操作簡單而且占地省 ，被認為是目前最新、 集約化程度最高的污水處理技術(shù)之一。深圳鹽田污水處理廠即采用了該工藝 ，另外無錫新區(qū)污水處理廠、 上海松江東部污水處理廠和太原鋼鐵廠生活污水處理廠也采用了該工藝。
1 MSBR的運行模式
深圳鹽田污水處理廠的平面布置見圖 1。MS BR工藝的核心可歸結(jié)為 A /A /O 工藝和S BR工藝的結(jié)合 ，通過 7個單元 (如圖 1所示 )的巧妙組合和回流的設(shè)置 ，實際上蘊涵著多種運行模式 ，運行時可根據(jù)進、 出水水質(zhì)靈活調(diào)整。
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① MUCT運行模式。在厭氧池之前設(shè)置了濃縮池和預(yù)缺氧池 ，污泥回流首先進入濃縮池 ，這樣設(shè)置可以起兩方面的作用：其一 ，污泥經(jīng)過濃縮后濃度提高 ，可節(jié)省回流的能耗和增加系統(tǒng)抗沖擊負荷的能力;其二 ，回流污泥中的硝酸鹽 ，一部分通過上清液回流而被分離 ，剩余的則在預(yù)缺氧池被反硝化去除 ，從而避免了硝酸鹽對厭氧池磷釋放反應(yīng)的影響。
② 倒置 A /A /O模式。運行中可停用好氧池(6單元 )到缺氧池 (5單元 )的回流泵 ，將 5單元也作為厭氧池使用 ，這時反硝化反應(yīng)主要在預(yù)缺氧池完成。
③ 五段式 Bardenpho工藝模式。S BR池可以好氧運行 ，也可以缺氧 /好氧運行 ，運行方式和時間設(shè)置可調(diào)。當(dāng) S BR池接 A /O方式運行時 ，整個系統(tǒng)即包含了厭氧 /缺氧 /好氧 /缺氧 /好氧五段 ，除磷脫氮以及有機物的去除可以得到很好的保證。
④ 改良 A /A /O模式。MS BR系統(tǒng)被設(shè)置為兩點進水： 80%進入?yún)捬醭?， 20%進入濃縮池 ，進水方式比較靈活 ，其中濃縮池的進水點是可選擇的 ，可以為 2、 3單元的預(yù)缺氧反硝化反應(yīng)提供碳源 ，進一步保證反硝化脫氮的效果。
由此可見 ，MS BR工藝集合了多種除磷脫氮工藝的原理 ，兼有傳統(tǒng) A /A /O系列工藝空間分隔和S BR時間序列的特點 ，從而使除磷脫氮效果得到多種措施的保障 ，增加了運行管理的靈活性和出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。
2 MS BR工藝的運行管理
2.1 對污染物的去除
MS BR生物反應(yīng)池的停留時間較長 (如 HRT =14 h) ，污染物有充足的時間被降解去除。污水進入?yún)捬醭亟?jīng)歷釋磷反應(yīng)后在缺氧池進行反硝化 ，大量的有機碳源被利用;進入好氧池和后續(xù)的 S BR反應(yīng)池后 ，混合液中的基質(zhì)濃度已經(jīng)很低 ，這為硝化菌創(chuàng)造了優(yōu)勢生長的條件;在好氧反應(yīng)期間氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮 ，同時有機污染物被降解 ，磷被充分吸收到污泥絮體內(nèi);澄清出水時，污染物得到了很好的去除;回流的污泥先經(jīng)過預(yù)缺氧脫氮后才回到厭氧池 ，避免了硝酸鹽氮對厭氧反應(yīng)的干擾。因此 ，MS BR系統(tǒng)對碳源的分配利用比較合理 ，前段利用推流式的空間控制、 能級分布的特點，后續(xù) S BR在低能級點運行 ，以穩(wěn)定出水水質(zhì)及進行泥水分離 ，從而優(yōu)化了反應(yīng)速率組合 ，改善了系統(tǒng)的整體效應(yīng)。值得一提的是 ， S BR池中部設(shè)置了底部擋板，它不僅避免了水力射流對出水區(qū)域的影響 ，并且改善了水力狀態(tài)，使 S BR池進水端的流態(tài)是由下而上 ，懸浮的污泥床起著截流過濾的作用 ，大大加強了澄清效果;另外MS BR工藝采用空氣出水堰潛流出水 ，使得水中 SS得到很好的去除 ，也對水中總磷的去除起了很大的作用。南方某廠的運行數(shù)據(jù)表明： MS BR工藝對COD的去除率為 86% ，出水 BOD5 和 SS均在 10mg/L以下 ，去除率 > 90% ，對磷的去除效果更好 ，出水磷 < 0 . 5 mg/L。
2.2 濃縮池、 預(yù)缺氧池的運行管理
MS BR工藝在厭氧池前設(shè)濃縮池 ( 2單元 )和預(yù)缺氧池 (3單元 ) ， 2單元的沉降作用不僅提高了回流污泥的濃度還將富含硝酸鹽的上清液分離 ， 3單元主要依靠污泥絮體的內(nèi)源反硝化作用 ，盡管該反應(yīng)機理的研究尚不充分，但實踐表明其效果顯著(實測 3單元硝酸鹽濃度可達 0 . 1 mg/L以下 )。實際運行中需控制 3單元的停留時間 ，若時間過長 ，硝酸鹽濃度雖可以降得很低 ，但同時會造成磷的無效釋放 ，因此在管理上需每天監(jiān)測 3單元的污泥濃度(保持其濃度是 6單元濃度的 3倍左右 ) ，經(jīng)常檢測上清液的 NO-3 - N和 TP，并以此為指導(dǎo)調(diào)節(jié) 1或 7單元至 2單元和 3單元至 4單元的回流比。當(dāng)反硝化不充分時 ，還可以將 2單元的進水閥門打開 ，適度補充外加碳源。
2.3 缺氧池的運行管理
MS BR工藝設(shè)置缺氧池 ( 5單元 )用于好氧池回流液反硝化脫氮。由于磷的釋放反應(yīng)和反硝化反應(yīng)競爭碳源 (DBOD) ，所以實際運行時可根據(jù)進水碳源來調(diào)節(jié)運行方式。南方某廠進水 BOD5 平均為120 mg/L，DBOD5為 80～90 mg/L，不足以同時滿足除磷脫氮的需要 ，運行時就需根據(jù)磷的去除情況來調(diào)節(jié) 6單元到 5單元的回流比 ，或者停用該回流 ，將2單元的上清液回流到 5單元 ，這樣既可節(jié)省能耗又可以在滿足磷釋放反應(yīng)需求的基礎(chǔ)上充分利用 5單元來脫除硝酸鹽和回收堿度。
2.4 脫氮的運行管理
脫氮的效果取決于工藝運行條件和進水水質(zhì)，進水中必須有足夠的堿度進行硝化 ，又須有足夠的碳源完成反硝化。南方某廠進水主要為城市生活污水 ，總堿度為 180 mg/L左右 ，可用堿度為 150 mg/L左右 ，出水一般要帶走 50 mg/L左右堿度 ，因此可供硝化利用的堿度為 100 mg/L左右。按照 G B 18918—2002一級 B標準的出水氨氮應(yīng)小于 8 mg/L，則至少要削減 27 mg/L以上的氨氮 ，由于硝化耗堿量為7 . 14 mg堿度 /mgN，所以進水堿度不足 ，對氨氮的硝化會造成一定的影響。MS BR工藝設(shè)置了預(yù)缺氧 (3單元 )、 缺氧 ( 5單元 )和 S BR的缺氧反應(yīng)三個反硝化段 ，運行中可靈活設(shè)置運行參數(shù) ，充分利用反硝化作用來回收堿度。若氨氮的去除效果不佳 ，可以適當(dāng)投加純堿 (Na2 CO3 )來馴化污泥 ，實踐表明其效果很好 ，出水氨氮可達到 2 mg/L以下。
2.5 泥齡的確定
除磷要求泥齡短 ，脫氮則要求泥齡長 ，因此對于兼有除磷脫氮功能的工藝而言 ，泥齡的確定很重要。MS BR工藝的設(shè)計泥齡為 8～12 d，實際泥齡則需根據(jù)溫度、 水質(zhì)、 污泥生長速度等因素來具體確定。實際生產(chǎn)中可基本保持其他運行參數(shù)不變 ，調(diào)節(jié)剩余污泥排放量 ，考察不同 MLSS與除磷脫氮的關(guān)系 ，可以明顯觀察到隨著 MLSS的增加 (泥齡延長 ) ，出水TP上升而 NH3 - N下降的趨勢 ，經(jīng)過多次觀察即可找到既能滿足除磷又能符合脫氮要求的最佳泥齡范圍。以南方某廠的實際運行數(shù)據(jù)來看 ， 6單元的MLSS維持在 2 000～2 500 mg/L的范圍內(nèi) ，脫氮除磷同時達到較好的效果。
3 MS BR運行管理的難點
3.1 空氣堰的管理
空氣堰出水是 MS BR工藝的一大特色 ，使 MSBR反應(yīng)池始終保持滿水位、 恒水位運行 ，反應(yīng)池的容積利用率高？諝庋邔ψ钥氐囊蟊容^高 ，由于 S BR單元在交替反應(yīng)和出水 ，空氣堰必須保證在設(shè)定的周期內(nèi)準確動作 ，因此直接關(guān)系到系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性 ，是運行管理的重點和難點？諝庋咝璨粩噙M行進氣 /放氣的操作 ，即使在不出水時段也需不斷補氣以滿足液位控制要求 ，因此觸點開關(guān)動作頻繁 ，需要經(jīng)常檢查和維護。在空氣堰內(nèi)以氣壓控制液位是通過三根電極實現(xiàn)的 ，電極易因表面的絕緣層腐蝕、 破損、 被纖維狀雜物纏繞等產(chǎn)生誤信號 ，所以需要定期維護？諝庋咦畲蟮膯栴}是容易產(chǎn)生虹吸 (尤其是在水量大時 ) ，造成出水水量不均 ，池面液位變化以致影響回流量 ，虹吸結(jié)束時造成空氣堰罩的震動等 ，甚至?xí)斐膳苣?，影響出水水質(zhì)。實際運行中需特別注意這種現(xiàn)象 ，一旦頻繁發(fā)生 ，可改變進氣方式予以解決。
3.2 曝氣管膜的管理
可提升式曝氣器為曝氣管膜的維護帶來了便利 ，可將曝氣架提升到池面上進行維護而無需將反應(yīng)池放空。由于曝氣管膜表面易長生物膜、 被雜物堵塞、 破損等可能的原因 ，都會改變整套曝氣器的風(fēng)壓分布 ，造成出氣不均而影響其曝氣效率 ，運行中需定期根據(jù)鼓風(fēng)機風(fēng)壓值、 觀察池面曝氣狀態(tài)等定期檢查維護曝氣管膜。美中不足的是 ，供氣環(huán)網(wǎng)支口與曝氣器進氣口之間的軟連接長度不夠 ，無法將曝氣器提升到接近液面的位置來觀察管膜的具體運行狀況 ，難以確切找出破損或漏氣的部位。
3.3 浮渣的管理
由于 MS BR采用空氣堰潛流出水 ，各單元之間通過底部連通或回流泵回流 ，所以浮渣一旦進入系統(tǒng)就富集于池面。設(shè)計上 3、 4、 5、 1或 7單元都設(shè)置了浮渣收集管 ，但沒有刮渣裝置 ，僅僅靠水流推動浮渣進集渣管 ，效果欠佳。因此對于 MS BR工藝應(yīng)選用除渣效果好的細格柵 ，在源頭減少浮渣 ，同時改進池面集渣方式并加強池面的保潔工作。
4 結(jié)語
MS BR工藝由于結(jié)合了傳統(tǒng) A /A /O和 S BR的優(yōu)點 ，在污染物去除 ，尤其是氮、 磷的同時去除上有較大的優(yōu)勢 ，出水水質(zhì)優(yōu)且穩(wěn)定。MS BR本身蘊涵了多種運行調(diào)整的靈活性的同時也對生產(chǎn)管理者提出了一定的要求 ，需吃透其設(shè)計原理才能找到 MS2BR的最佳運行狀態(tài)。另外，MS BR畢竟是新工藝，運行中出現(xiàn)的一些問題也值得總結(jié) ，以供設(shè)計、 管理單位借鑒。
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