生活污水处理厂CASS 工艺改造MBBR工艺设计- 施工一体化施工工艺

赵忠洋，夏涛，徐新，张宇飞

（中建二局基础设施建设投资有限公司，成都610072）

1 设计原理

1.1 改造前出水水质与标准对比

绵竹市城市污水处理厂改造前综合出水指标达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A 标准如表1 所示。项目改造完成后需达到DB51/2311—2016《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》，如表2 所示。

表1 GB 18918—2002 一级A标准mg/L

表2 设计出水水质（DB 51/2311—2016）mg/L

通过对一级A 标与最新四川地标出水水质对比分析可知，目前出水水质除SS 达标外，CODCr、BOD5、总氮、氨氮、总磷均超过四川地标要求的排放标准，提标升级改造刻不容缓。

1.2 设计思路

本污水处理厂原有工艺的核心是CASS 工艺。改造的关键是最大化地利用原有设备、仪器，所以改造方案也要基于微生物生化处理，这样改造范围小、投资少。污水是否适合采用微生物进行生化处理，跟污水中的各种污染物有密切关系，利用微生物生化处理污水的实质是微生物以“污染物”作为食物，通过其自身的代谢作用，分解污染物，达到污水处理的目的。所以确定改造方案的第一步是对污水成分进行分析。具有优良可生化性的污水如表3 所示。绵竹市城市污水处理厂目前进水水质特征如表4 所示。

表3 优良可生化性污水各成分比值

1.2.1 BOD5/CODCr比值

BOD5和CODCr是污水可否利用微生物生化处理的重要指标，通常用BOD5/CODCr比值来评价污水的可生化性。一般情况下，BOD5/CODCr值越大，说明污水可生化性越好（见表5）。

表4 本项目2019 年进水各成分比值

表5 BOD5/CODCr 值与可生化性对应关系

通过对本项目2019 年进水成分分析，BOD5/CODCr平均值为0.554，最低数值也达到了0.43，具备良好的可生化性。

1.2.2 碳氮比（BOD5/TN）

C/N 比值是判别能否有效生物脱氮的重要指标。通常C/N≥2.86 就能进行脱氮，但一般认为C/N≥3.5 才能进行有效脱氮。反硝化过程必须在碳源足够的条件下才能够彻底完成。

通过对本项目2019 年进水成分分析，BOD5/TN 平均值为3.49，最低数值2.6，不满足C/N≥3.5。说明本项目现状碳源明显不足，总氮出水达标稳定性较差，必须考虑强化脱氮，充分利用有限碳源，必要时考虑采取提升碳源（如外加碳源）的措施。

1.2.3 碳磷比（BOD5/TP）

碳磷比（BOD5/TP）是用于判别可否生物除磷的指标，通常认为BOD5/TP 的比值大于17 可适用于生物除磷，该值越大，效果就越好。通过对本项目2019 年进水成分分析，BOD5/TP 平均值为33.68，最低数值25.3，均大于17，可以采用生物除磷工艺。但是，由于脱氮时碳源已经不足，而污水处理时应优化考虑脱氮。所以除磷时可使用化学除磷的方式来满足排放标准。

综上所述，绵竹市城市污水厂进水水质可生化性较强，改造方案应以微生物处理为主辅以化学除磷，最终确定改造方案为：MBBR 工艺（由CASS 工艺改造）+高密度沉淀池+反硝化滤池+接触消毒池为主体的处理工艺[1]。

1.3 MBBR生化处理技术工艺介绍

MBBR 工艺是活性污泥处理与悬浮生物膜的完美结合，它的原理是往活性污泥主反应区内投入MBBR 填料。填料虽然个体小，但数量多、比表面积大，这样就可以增加整个主反应区内的微生物种类和总量，提高污水处理效率。

在好氧条件下，曝气充氧时，空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和填料的空隙时又被填料阻滞，并被分割成小气泡。在这样的过程中，填料被充分地搅拌并与水流混合，而空气流又被充分地分割成细小的气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。在厌氧条件下，水流和填料在潜水搅拌器的作用下充分流化起来，达到生物膜和被处理的污染物充分接触而降解的目的。

2 改造难点分析及解决思路

2.1 难点分析

CASS 池改造为MBBR 池的施工难点：（1）原CASS 池底密布曝气管，曝气管上曝气孔极小，一旦被破坏肉眼难以发现，会造成曝气不均匀，污泥供氧不充分，直接影响污水处理效果；（2）原CASS 池钢筋混凝土结构长期处于污水环境内，表面混凝土受污水腐蚀，若直接浇筑推流器基础，后期质量无法保证[2]。

2.2 解决思路

解决思路包括：（1）施工时设置马道，施工人员在马道上施工，防止施工人员踩踏曝气管，同时施工机具设备也必须置于马道上，不能置于曝气管上。施工后及时清理走模板、混凝土等垃圾，防止割破曝气管。正式通水前先进行预通水，将整个MBBR 池内充满1m 深清水开始曝气，观察气泡是否均匀，若曝气不均匀，记录好相应部位，抽走清水即可及时维修。（2）池体清洗干净后，测量放出混凝土基础位置，将这些部位原有混凝土凿除5cm，再浇筑混凝土基础。

3 安全措施

运行期间的CASS 池内充满污水、污泥，成分复杂可能产生有毒有害气体，改造前如果准备不够充分，易发生中毒事故。所以，CASS 池停产后应立即排干池内剩余污水，然后在池体上部用冲洗机对池内淤泥进行冲洗，并用专用吸污车吸走清洗产生的污水。进入池体内部前，先用有毒有害气体检测仪检测池体内空气，确认安全后方可进入池体。施工过程中池体内部及顶部均设专人全程旁站、监督，发现问题及时施救。

4 结语

本工程改造完成后，经过对出水水质的试验检测，生物脱氮除磷效果明显。此改造工艺施工简单、工程进度快、投资较小、节约用地且易于后期维护保养。