为了提高市政污水处理工艺水平，选取 A/O-MBR 组合工艺及 A/O 工艺作为市政污水处理工艺，开展试 验测试分析。本次试验选取 HRT、回流比作为变量，探究不同变量条件下的 A/O-MBBR 和 A/O 系统除碳效果、硝化效果、脱氮效果变化状况。结果显示：A/O-MBBR 组合工艺在不同 HRT 条件下的硝化及脱氮效果改善明显，在不同回流比条件下的除碳及硝化效果改善明显，100%回流比条件下的脱氮效果最佳。

关键词：

         A/O-MBBR 工艺；除碳；硝化；脱氮

 

        污水处理改造项目是工业迅速发展期间改善人们 生活环境的一种重要途径，采用一定工艺处理污水中的有害物质，使得排出的污水得以满足排放标准。目前， 应用比较多的污水处理工艺包括 MBBR 工艺、A/O 工艺 [2-3]。由于这两种工艺单独应用中的污水处理能力存在较 大提升空间，抗冲击负荷能力薄弱，而两种工艺存在互 补特点，如果组合起来使用便可以改善污水处理性能。 所以，本研究尝试将两种工艺组合到一起，提出一种新 的组合工艺研究，利用该工艺改善除碳和硝化效果。

 1     试验材料与装置 

1.1   试验材料

        本试验选取 SPR-1 型号悬浮填料作为试验材料，该材料的参数为：密度范围 0.96～0.99g/cm，壁厚 5mm，规 格 mm，填料比表面积 500m2/m3。 试验水质特性：碱度为 285～400mg/L，TN 为 25～ 45mg/L，NO3--N 为 0.13 ～1.07mg/L，NO2--N 为 0.05 ～ 0.25mg/L，NH3-N 为 15～34mg/L，COD 为 109～271mg/L，pH 为 6.9～7.4。

 1.2 试验装置 本次试验选取两种试验装置作为研究工具，分为作 为实验组、对照组的试验工具。其中，实验组的装置为 A/O-MBBR 组合工艺试验装置，对照组的装置为传统 A/O 工艺试验装置。其中，实验组装置的反应器中未添加 悬浮填料。 

2     试验过程

       本试验选取某城市的污水厂脱水污泥作为试验样本，以某处理厂曝气沉砂池出水作为生活污水。其中，样 本水质 C/N 偏低。为了得到较为精准的指标数据信息， 选取 E+H 型号测定仪作为测试工具，同时运用不同检测 功能探头监测 pH、溶解氧（DO）、水温等参数数值。 设定两个装置处理原水水质保持一致，并且装置的 运行工况相同。本试验选取 HRT、回流比作为变量，开展试验测试分析，分别在不同变量条件下测试工艺的脱氮 性能和除碳性能。

自 2021 年 8 月开始为两种试验装置接种污泥，并对这些污泥采取驯化培养处理，持续时间约 200d。根据试 验目的，设置不同试验工况，测试相关指标数据，从而获 取试验指标影响分析数据支撑。A/O 装置接种相同的活 性污泥，而后开始持续 30d 的驯化培养。A/O-MBBR 组 合工艺装置驯化期间，向装置中添加悬浮填料，占比 35%，待其挂膜后驯化培养，持续时间同样为 30d。接下来，按照设计的工况，分别展开不同因素的污水处理中影响分析。 工况 1：以 HRT 作为影响因素，分析该因素影响下 的 A/O-MBBR 和 A/O 系统除碳效果、硝化效果、脱氮效 果特点。随着 A/O 系统出水 COD、A/O-MBBR 系统出水COD、 进 水 COD、HRT 的 变 化 ， 统 计 A/O 系 统 、 A/O-MBBR 系统的 COD 去除率、NH3-N 去除率、TN 去除率。工况 2：以回流比作为影响因素，分析该因素影响下 的 A/O-MBBR 和 A/O 系统除碳效果、硝化效果、脱氮效 果特点。随着 A/O 系统出水 COD、A/O-MBBR 系统出水 COD、进水 COD、回流比的变化，统计 A/O 系统、 A/O-MBBR 系统的 COD 去除率、NH3-N 去除率、TN 去除率。

3      试验结果分析

 3.1  中试系统启动期间和氨氮去除效果变化分析

        按照试验方法，向中试系统中添加悬浮填料，占比 35%，该条件下悬浮污泥浓度为 5000mg/L。接下来，采用闷曝方法处理污水，使得悬浮填料与接种污泥得以充分 接触，而后系统持续进水。其中，进入系统中的水为市政 污水，测得该污水样本的温度约为 20℃，HRT 为 7.2h。中 试系统启动前 15d，氨氮和 COD 的去除率都很高，随着 系统启动时间的推移，去除率有所提升。其中，氨氮去除 率从 31.7%提升至 75.5%，COD 去除率从 51.0%提升至 79.9%。当启动时间长达 30d 时，A/O-MBBR 系统作业效果达到稳定状态，氨氮去除率稳定在 99.5%左右，COD 去除率稳定在 87.6%左右。由此看来，中试系统启动操作持 续 30d 结束。

 3.2  中试系统启动期间填料挂膜驯化分析

       按照设定的工况 1 条件，分别为两种不同的污水处理系统提供污水处理样本，以脱水污泥作为处理对象， 启动挂膜驯化，持续 30d。对于 A/O-MBBR 系统，前 15d 系统未排泥，从第 16d 开始排泥，SRT 为 15d，统计排泥 总量为 200L。启动挂膜驯化功能持续 15d 后，观察污水 中悬浮填料的色彩发生变化，呈乳黄色。该条件下，位于 填料上的生物膜开始得以固定，测得 MLVSS 参数数值为800mg/L。由此可以判定，当前系统开启的挂膜驯化处理操作成功，有效挂膜的同时，生物膜尚未达到完成成熟 标准。当驯化时间持续 30d 时，悬浮污泥表面颜色再次发生变化，呈现黄褐色，此时测得 MLVSS 参数数值为 1649mg/L。A/O 的挂膜驯化与之相似，在驯化培养时间上 存在一定差异，挂膜驱动时间为 15d。

 3.3    HRT 在市政污水处理中的影响分析

         3.3.1  不同 HRT 水平下 A/O-MBBR 和 A/O 系统除碳效果变化。本试验以 HRT 水平作为变量因素，设置 4 组 试验，HRT 分别为 7.2h、3.6h、2.4h、1.8h。记录不同条件下的进水量、进水 COD 浓度、两种不同系统的 COD 去除率相关数值。对此部分试验数据加以整理，得到如图 1 所 示的系统除碳效果变化曲线图。

            

        图 1 中，在 HRT 水平不同的情况下，按照《城镇污水处 理 厂 污 染 物 排 放 标 准》 中 的 一 级 A 标 准 ，对A/O-MBBR 和 A/O 系统除碳效果进行评价。COD 浓度偏 低，两种系统应用下的中试系统水温变化范围 18.5～22.8℃。该温度环境适合异养菌微生物活性的提升，所以 认为当进水量与冲击负荷达成一致的工况下，两种系统 作业期间受进水冲击负荷的影响不是很大，均具有较好的除碳性能。

        3.3.2 不同 HRT 水平下 A/O-MBBR 和 A/O 系统硝化 效果变化。本试验以 HRT 水平作为变量因素，设置 4 组 试验，HRT 分别为 7.2h、3.6h、2.4h、1.8h。记录不同条件下 的进水量、进水 NH3-N 浓度、两种不同系统的 NH3-N 去除率相关数值。对此部分试验数据加以整理，得到如图 2所示的系统硝化效果变化曲线图。

              

          图 2 中，当 HRT 为 7.2h、3.6h 时，两种系统的 NH3-N 出水浓度相差较小，当 HRT 从 3.6h 下降至 1.8h 过程中，两种系统随着 HRT 的下降，NH3-N 出水浓度呈现出上升 趋势（A/O-MBBR 系统在 3.6h 至 2.4h 之间 NH3-N 出水 浓度保持稳定，当 HRT 低于 2.4h 后，该系统 NH3-N 出水 浓度逐渐增加），相比之下，A/O 系统的 NH3-N 出水浓度 更高一些。另外，相比之下，HRT 从 3.6h 下降至 1.8h 过程中，A/O-MBBR 的 NH3-N 去除率更高，并且在 HRT 低 于 2.4h 后，开始出现大幅度下降变化趋势。由此可以判 断，A/O-MBBR 系统的硝化性能更佳。

          3.3.3 不同 HRT 水平下 A/O-MBBR 和 A/O 系统脱氮 效果变化。本试验以 HRT 水平作为变量因素，设置 4 组 试验，HRT 分别为 7.2h、3.6h、2.4h、1.8h。记录不同条件下 的进水量、进水 TN 浓度、两种不同系统的 TN 去除率相 关数值。对此部分试验数据加以整理，得到如图 3 所示 的系统脱氮效果变化曲线图。

             

       图 3 中，两种系统在不同 HRT 水平下的 TN 去除率随着 HRT 增加，呈现出先减小、再增加、再减小、再增加、 再减小、再增加、再减小、再增加、再减小、再增加的变化 趋势。出水 TN 浓度随着 HRT 增加，呈现出先增加、再减 小、再增加、再减小、再增加的变化趋势。相比之下， A/O-MBBR 系统的 TN 去除率更大一些。

综合上述影响分析结果，A/O-MBBR 工艺在不同HRT 条件应用下的系统市政污水处理性能更高，在硝化 效果方面凸显的优势比较大。

 
4      回流比在市政污水处理中的影响分析

 4.1  不同回流比水平下 A/O-MBBR 和 A/O 系统除 碳效果变化

         本试验以回流比水平作为变量因素，设置 3 组试 验，HRT 分别为 50%、100%、200%。记录不同条件下的进 水量、进水 COD 浓度、两种不同系统的 COD 去除率相关 数值。对此部分试验数据加以整理，得到如图 4 所示的 系统除碳效果变化曲线图。

             

        图 4 中，两种系统的应用效果曲线变化趋势基本保 持一致，但是 A/O-MBBR 系统应用下生成的 COD 去除 率更高一些，大约高出 0.1～4.6%。

 4.2  不同回流比水平下 A/O-MBBR 和 A/O 系统硝 化效果变化 

        采用同样的方法，获取不同条件下的进水量、进水 NH3-N 浓度、两种不同系统的 NH3-N 去除率相关数值，结果如图 5 所示。

                 

       图 5 中，两种系统在不同回流比条件下的脱氮性能 参数变化趋势基本相同，但是 A/O-MBBR 系统的硝化性 能优势更大一些。 

4.3  不同回流比水平下 A/O-MBBR 和 A/O 系统脱 氮效果变化

        采用同样的方法，获取不同条件下的进水量、进水 TN 浓度、两种不同系统的 TN 去除率相关数值，结果如 图 6 所示。

                

       图 6 中，两种系统在不同回流比下应用生成的脱氮 效果曲线变化基本保持一致。相比之下，100%回流比条 件下两种系统的脱氮性能良好，并且能够满足 TN 出水 达到稳定状态。所以，最佳脱氮效果的回流比条件为100%。

综上分析，A/O-MBBR 系统应用下得到的市政污水处理效果更佳，在除碳、硝化两个方面体现的优势较为 显著，建议回流比设置为 100%。

 

5     结论

       本文围绕市政污水处理工艺的优化方法展开研究， 选取 A/O 工艺和 MBBR 工艺作为研究基础，设计一种 A/O-MBBR 组合工艺。以 A/O 工艺作为对照组，分别对两种工艺组成系统应用效果展开测试分析。试验结果表明，与 A/O 工艺相比，A/O-MBBR 组合工艺应用下形成 的系统，具有较好的除碳、硝化、脱氮效果，可以作为市政污水处理工艺。

 

 

原标题：A/O-MBR 组合工艺及 A/O 工艺处理下的市政污水影响分析

原作者：苑绍鹏