改良A2／O—MBBR装置处理城镇河道污水研究
郑敏1， 杨波2， 赵雪峰3， 汪诚文1， 贾捍卫3， 陈雯4
(1．清华大学环境学院，北京100084；2．邯郸市环境保护局，河北邯郸056002；3．北京
国环清华环境工程设计研究院，北京100084；4．深圳市水污染治理指挥部办公室，广东
深圳518036)
摘要： 分别采用2种不同填料的改良A2／O—MBBR中试装置处理深圳市布吉河道污水，
考察了该工艺的启动和雨季运行特征。经过一个月的启动运行，2组系统K3和xD填料上附着的
生物量分别为14．76和6．18 mg，工艺挂膜成功。雨季的进水SS为14～3 492 mg／L，平均为232
mg／L，大量的泥沙进入中试装置导致污泥的MLVSS／MLSS值从0．40降至0．19，SVI从63 mL／g降
至23 mL／g。通过减小污泥排放量提高MLSS至4 000～5 000 mg／L，当进水COD为42．1—215．0
m∥L时，2组系统出水COD分别为2．7～80．9 m∥L和4．7—87．6 m∥L，平均去除率分别为81．8％
和79．1％；当进水氨氮和总氮分别为1．58～20．88 mg／L和5．4～26．2 mg／L时，对氨氮的去除率在
98．0％以上，对总氮的去除率均为23．7％。通过投加60 m∥L的甲醇作为外加碳源，可使出水总
氮稳定在15 m∥L以下，达到一级A标准。当进水总磷为0．80—6．12 m∥L时，2组系统的出水值
分别为0．24～0．92 m昏／L和0．26～0．92 mg／L，平均去除率分别为63．6％和67．2％。
关键词： 河道污水； 改良A2／0工艺； MBBR工艺； 中试； 启动； 雨季
中图分类号：x703 文献标识码：A 文章编号：1000—4602(2013)01—0022一04
Modi6ed A2／O-MBBR fbr Treatment of Urban Riverway Sewage
ZHENG Min 1， YANG B02， ZHA0 Xue—fen93， WANG Cheng州enl， JIA Han。wei3，
CHEN Wen4
(1．Jsc^oDZ矿E聊iron胱眦，乃in曲配№i凹P您毋，&彬ng 1 00084，C危inn；2．mnd口n E聊iron眦n删
Pr毗c￡幻n日ure口“，胁，托kn 056002，∞inn；3．晚彬昭G∞^Mon乃in砂M口E聊iron撇凡删Engi驰e订昭跳泓口蒯如s∞如船墩蹴，＆彬昭100084，m流8；4．航e，如en厶协由“口脚啦旷耽御
PoZZM￡ion l％n￡，-0Z，Js^e，L施en 51 8036，C^in血)
Abstract：Two modi6ed pilot．scale A2／0．MBBRs with dif．ferent fiIlers were used for treatment of
Buji riVelway sewage in Shenzhen City．The start-up of the pilot-scale A2／O．MBBRs and the operation
characteristics in rainy season were investigated．The reactors started up successfullv after one month．
and the biomasses on the K3 and XD 6Uers were 14。76 mg and 6．18 mg respectively．During the rainy
season，the innuent ss was 14 to 3 492 m∥L，and the aVerage SS was 232 mg／L．The MLVSS／MLSS
ratio decreased from 0．40 to O．19，and the SVI decreased from 63 mL／g to 23 mL／g due to a lot of silt
going into the reactors．7I’}le MLSS concentration increased to 4 000—5 000 m∥L by reducing sludge dis．
cha唱e．When the innuent COD was 42．1 to 215．0 mg／L，the emuent COD of the two svstems were 2．7
基金项目：深圳市财政支持项目(SZCG2007046206)
·22·
郑敏，等：改良A2／0一MBBR装置处理城镇河道污水研究第29卷第1期
to 80．9 mg／L and 4．7 to 87．6 mg／L respectively． The average COD remoVal rates of the two systems
were 81．8％and 79．1％．When the innuent NHf—N and TN were 1．58 to 20．88 mg／L and 5．4 to
26．2 m∥L respectively，the NHf—N removal rate was above 98．O％，and the TN removal rate was
23．7％．The efnuent TN of less than 15 m∥L，which met the first level A criteria，could be achieved by
adding 60 mg／L methan01 as an eXtemal carbon source．When the innuent TP was 0．80 to 6．12 m∥L，
the emuent TP of two systems were 0．24 to 0．92 m∥L and 0．26 to 0．92 m∥L，and the average TP removal
rates were 63．6％and 67．2％respectively．
Key words： riverway sewage； modi6ed A2／O process； MBBR process； pilot—scale experi—
ment； start-up；rainy season
城镇河流是城市生态建设的基础，但近年来随
着城市经济的快速发展，城镇河道也受到了一定程
度的污染，部分河道存在发黑发臭现象⋯。深圳市
采取了兴建污水处理厂、截留河道污水并进行生化
处理的方法。
在传统活性污泥工艺基础上发展的A2／O生物
脱氮除磷工艺可以有效地去除污水中的有机物、氮、
磷等物质12“J。移动床生物膜反应器(MBBR)则在
传统活性污泥工艺的基础上，通过投加悬浮填料来
强化对污染物的去除，具有载体流化所需能耗小、不
会发生堵塞、水头损失小等特点"J。该工艺尤其适
用于中小型生活污水和工业废水处理，在市政污水
或工业废水(食品、造纸、化工、制药等)处理方面的
研究较多M’7。，对低浓度污水的工程应用研究也有
报道旧J。笔者将改良A2／0工艺与MBBR结合形成
改良A2／0一MBBR工艺，并进行了处理布吉河水的
现场中试研究，考察了启动及雨季运行特征。
1材料与方法
1．1 中试工艺流程
工艺流程如图l所示。
混合液回流
半
流
沉
习l预
池l
油
鼓L．一缺厌缺填
氧氧料型i司螽池池池
污泥回流。薪荼蔼矿
图1 A2／O—MBBR中试装置工艺流程
Fig．1 兀ow chart of pilot喝cale mod访ed A2／0-MBBR
中试装置采用2组连续流反应器，进水采用潜
污提升泵直接抽取布吉河道污水至转鼓细格栅，生
化处理段依次设有预缺氧池、厌氧池、缺氧池、填料
池和好氧池，各池的HRT分别为1．5、1．5、2．0、2．5
和3．5 h。1”系统投加硒填料，2”系统采用xD填
料，材质均为聚丙烯塑料。中试系统通过间歇排泥
控制SRT为10 d左右，设计处理水量为140 m3／d，
污泥回流比为100％，混合液回流比为200％。
K3填料总表面积为680 m2／m3，设计有效比表
面积为500 m2／m3，直径为25 mm，高度为12 mm，采
用高密度聚乙烯(HDPE)中空吹塑成形，具有较好
的抗冲击性能和防老化、防褪色特点。填料质量为
1．026∥个，整齐堆积密度约100 kg／m3。xD填料
总表面积为200 m2／m3，设计有效比表面积为193
m2／m3，孔径为25 mm，高度为36 mm，采用改性塑料
成形，具有抗磨、抗冲击强度较高、不易变形、抗老化
性能好等优点。填料质量为2．335 g／个，整齐堆积
密度约45 kg／m’。
1．2分析项目及方法
cOD：标准重铬酸钾法；NHf—N：纳氏试剂光
度法；TN：过硫酸钾氧化紫外分光光度法；TP：钼酸
铵分光光度法；MLSS：重量法。
2结果与讨论
2．1 反应器的挂膜启动
反应器的启动采用接种污泥法，将接种污泥平
均放入2个系统的好氧池及填料池，混合均匀后分
别投放邸和xD填料，投放比为30％。然后采用
提升泵从河道里提升污水至有效容积的一半，闷曝
24 h，使污水、污泥和填料充分接触起到接种微生物
的作用。停止曝气，沉淀O．5 h，将上清液排掉，继续
进污水至有效容积的约l／2，再次闷曝24 h后将上
清液排放，然后逐步加大进水量，至1周后达到有效
容积。
启动阶段进出水温度为23℃左右，pH值在6．5
～7．8之问，维持好氧池、填料池的DO为2．o～4．o
m∥L。经过1周的培养后，填料上出现一层薄薄的
·23·
第29卷第1期中国给水排水www．watergasheat．com
生物膜，挂膜约1个月后(至2007年12月11日)，
生物膜呈黄褐色，污泥中出现了轮虫、线虫等后生动
物，出水水质变清，出水COD和氨氮等指标基本稳
定。当平均进水COD和氨氮浓度分别为173．5和
24．2 m∥L时，1”系统平均出水c0D和氨氮分别为
53．1和10．2 m∥L，平均去除率分别为69．3％和
57．9％；2。系统平均出水COD和氨氮浓度分别为
41．6和13．1 m∥L，平均去除率分别为76．1％和
45．9％。通过测试填料上的生物量，1”系统硒填料
比2”系统xD填料上附着的生物量要多，分别为
14．76和6．18 mg，因而1”系统的硝化效果更好，同
时也标志着MBBR工艺挂膜成功，此时2个系统的
污泥浓度均达到1 500 mg／L左右。
中试反应器挂膜启动时处于冬季，水温较低，至
2008年2月初水温最低降到11℃左右，出水氨氮
浓度较难达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》
的一级A标准。另外该阶段由于沉淀池没有设置
刮泥机，好氧池的MLSS在2 000 mg／L以下，也限制
了工艺性能的发挥，因而在后续运行中增加了刮泥
机。
2．2雨季运行对污泥性能的影响
2008年5月中下旬随着降雨量的增多，对河道
的冲刷明显，进水中开始带人大量的泥沙，进水Ss
为14～3 492 mg／L，平均为232 mg／L。进水SS浓
度的大范围波动导致污泥性能受到很大影响，此期
间好氧池的MLVsS／MLSs值和污泥沉降性能(sVI
值)的变化如图2所示。
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图2 雨季运行期好氧池MLVSS／MLSS值和污泥
SVl值的变化
Fig．2 MLVSs／MISS碍do and SVI duIiIlg E删peIiods
在雨季初期，MLVsS／MLSs值一般在o．40左
右。随着雨季的到来，大量泥沙进入生化系统，部分
滞留在生化池造成系统无机颗粒含量逐步增高，
MLVSs／MLsS值逐渐降到0．19；另一方面，因无机
颗粒增多，sVI值也逐步从63 mL／g降至23 mL／g，
污泥的活性降低。微生物是活性污泥处理系统的核
心，在混合液内保持一定数量的微生物是保证活性
污泥处理系统运行正常的必要条件。为了保持生化
池中的微生物数量，通过减少剩余污泥的排放量来
提高生化池污泥浓度，使MIJSS保持在4 000—5 000
m∥L。
2．3 雨季对COD的去除效果
进入2008年6月份以来雨季的布吉河水质也
发生了一些明显变化，布吉河水位在降雨后上涨很
快，污染物负荷有较大变化。此阶段将内回流比从
200％调整为100％，外回流比则保持不变，2套系统
对cOD的去除效果如图3所示。
t进水
o 1”出水
女2”出水
图3雨季运行期间对COD的去除效果
F培．3 Removal ofCOD d面ng rain叫Period8
进水cOD为42．1～215．o mg／L，平均为126．4
mg／L，波动范围受降雨影响明显。1”系统出水COD
为2．7—80．9 mg／L，平均为23．0 mg／L，平均去除率
为81．8％；2。系统出水cOD为4．7～87．6 mg／L，平
均为26．3 mg／L，平均去除率为79．1％。1”系统对
cOD的去除率比28系统略高。
2．4 雨季对氨氮和总氮的去除效果
进水氨氮为1．58～20．88 mg／L，平均为12．70
mg／L，2个反应器的出水氨氮都稳定在1．00 mg／L
以下，平均去除率均在98．0％以上。进水总氮为
5．4～26．2 mg／L，平均为17．1 mg／L，1 4系统出水总
·24·www．watergasheat．com 郑敏，等：改良A2／o—MBBR装置处理城镇河道污水研究第29卷第l期
氮为6．5～22．4 mg／L，2。系统出水总氮为7．2～
18．0 mg／L，出水平均总氮均为13．1 mg／L，平均去
除率为23．7％。虽然2组系统对总氮的去除率均
较低，但同期进水总氮浓度也由于降雨的影响而处
于较低水平，平均出水氨氮和总氮浓度均可以达到
一级A标准。
针对进水总氮浓度较高时出水总氮浓度超标的
情况，考察了投加外碳源实现出水总氮浓度达标的
可行性。结果表明，7月14日、7月17日和8月29
日的进水总氮分别为23．1、24．8和29．4 mg／L，在
1”系统的缺氧池投加甲醇为60一80 mg／L后，出水
总氮分别为11．4、14．5和10．5 mg／L，达到了一级A
标准；在8月28日进水总氮为26．4 mg／L时投加甲
醇为30 mg／L，出水总氮为17．7 mg／L，不能达标。
因而，在实际工程应用中，当进水总氮浓度>20．o
mg／L时，向缺氧池中投加甲醇为60 mg／L可以保证
出水总氮的达标排放。
2．5雨季对TP的去除效果
进水TP为0．80～6．12 mg／L，平均值为2．03
m∥L，1。系统出水-I'P为0．24一o．92 mg／L，平均值
为0：63 mg／L，2”系统出水TP为0．26～0．92 mg／L，
平均去除率分别为63．6％和67．2％。2个系统的
出水总磷浓度相差不大，均可达到一级B标准。
3结论
①受降雨冲刷的影响，系统进水ss在14～
3 492 mg／L之间波动，平均为232 mg／L，改良A2／0
一MBBR工艺的MLVSS／MLSS值由0．40降至0．19，
SVI值由63 mL／g降至23 mL／g。
②雨季运行期间2组反应器对cOD的去除
率分别为81．8％和79．1％，对氨氮的去除率均在
98．0％以上，对TN的去除率均为23．7％，对TP的
去除率分别为63．6％和67．2％。
③在缺氧池投加60 mg／L的甲醇作为外加碳
源，可使出水总氮浓度稳定达到《城镇污水处理厂
污染物排放标准》的一级A标准。
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作者简介：郑敏(1988一)，男，安徽怀宁人，博
士研究生， 主要从事水污染治理和水环境
保护研究，已发表论文4篇。
E—man：
wangcw@fsinghua．edu．cn
通讯作者：汪诚文
收稿日期：2012—09一10
第29卷第1期
2叭3年1月
中国给水排水
CHINA WATER＆WASTEWATER
V01．29 No．1
Jan．2013
