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    • 思普潤與MBBR的發展與展望
    • 發布時間: 2019-08-30 點擊量:215次
    • 各位領導,各位專家,各位同仁,大家上午好!我是青島思普潤水處理股份有限公司的殷建文,很高興又能跟大家在一年一度的提標大會上相聚。下面由我代表公司,向大家匯報“思普潤與MBBR的發展歷程”,并分享一些對于技術未來發展的思考。


      思普潤坐落于美麗的青島西海岸新區,毗鄰小珠山。自2006年成立以來,專注于MBBR技術13年,以每五年為一個單位,今年是第三個五年。每一個五年,思普潤都賦予了MBBR新的內容和含義。


      一五·MBBR引進吸收·工藝包

      0610年是思普潤的第一個五年,思普潤完成了MBBR工藝的引進并吸收。

      08年之前,國內多個團隊嘗試MBBR,但是無一例外,最終都倒在了懸浮載體流化和攔截的問題上。本質原因就是把MBBR工藝當成簡單的設備集合,懸浮載體被看成塑料制品,攔截系統被看成不銹鋼多孔板;客觀原因是單純引進,沒有考慮到國內實際進水毛屑纖維多、預處理設施普遍效率低的實際情況,單純模仿缺乏吸收。

      2008年,太湖藍藻爆發,要求環太湖污水廠提標至一級A,無錫蘆村便是其中之一。考慮蘆村沒有擴建用地,升級改造擬采用MBBR進行原位強化提標。因為當時沒有成熟經驗可以借鑒,業主也充滿了疑慮。所以業主組織了多個廠商進行現場中試比選,然后讓中試效果最好的兩個分別進行了2.5wt的工程性驗證。球形填料仍舊沒有擺脫流化和攔截的問題,沒有成功;思普潤的MBBR實現了良好流化和有效攔截,最終承接了該項目的整體實施,讓無錫蘆村成為國內首個將MBBR成功應用于大型污水廠的工程案例。

      蘆村項目的實施,除了工程上的示范,技術上也建立了一條MBBR強化硝化和反硝化的蘆村路線:我們根據TN處理需求,切割部分好氧池容優先滿足反硝化所需池容;好氧池容不足的部分,投加懸浮載體予以補足,強化硝化。所以通過池容的布置,懸浮載體投加在好氧區,同樣可以實現總氮的強化。這也形成了國內第一代MBBR技術,概況起來就是:蘆村路線+循環流動池型+圓柱狀SPR-I代懸浮載體。

      無錫蘆村已穩定運行11年,運行良好,這也是國內運行時間最長的MBBR工程實例,形成的技術為MBBR在國內的發展奠定了基礎。同時,思普潤形成了MBBR工藝包的概念,從設計、設備、到安裝調試,形成了初步的價值服務鏈。

      隨后山東濟寧中山公用、青島團島、李村河、高新區等大型污水廠MBBR的實施,更進一步驗證了思普潤MBBR工藝包的成熟和可靠,也讓MBBR在抵抗進水沖擊、應對高基質濃度、應對工業廢水摻雜比例較大、全地下污水廠等場景下,得以應用并獲得了良好的效果。通過大量工程落地也進一步驗證了:只有把MBBR當成工藝包看待,掌握懸浮載體、攔截篩網、曝氣、推流攪拌等單體設備之間的關系,才能解決流化和攔截問題。現在還有人提出對于填料流化的擔憂,我只能說,那是我們十年前在研究的事情。



      二五·MBBR硬件升級·交鑰匙工程

      1115年,是思普潤的第二個五年,思普潤進行了MBBR工藝包硬件上的升級。隨著國內一級A提標改造工作的擴大化,各種工藝、各種難點的污水廠提出采用MBBR技術的需求,我們發現,已有的第一代MBBR技術已不能滿足需求,需要對硬件進行升級。

      首先,針對懸浮載體,為了進一步提高系統的容積負荷,我們研發并量產了SPR-III代懸浮載體,有效比表面積達到800m2/m3;相比之前的450620的懸浮載體,同樣的外觀尺寸、相同單位體積下,處理能力更高。

      同樣,對于流化池型,我們從傳統的循環流動池型,升級為微動力混合池型。所謂微動力,相比傳統的循環流動,省去了推流器的使用,通過曝氣的不均勻布置,實現懸浮載體的均勻流化,從而節約生化段的運行能耗,進一步提高了流化效果,從根本上解決了推流器磨損問題。

      對于攔截篩網,我們也進一步采用淹沒式攔截方式,能夠有效改善池內流態,防止篩網堵塞。硬件的升級,讓MBBR在各類池型、水力條件下,均能夠靈活的鑲嵌入活性污泥系統,實現原池改造。

      2015年完成的李村河擴建項目應用了思普潤第二代MBBR技術:微動力混合池型+淹沒式攔截篩網+800三代懸浮載體。李村河原廠內共擴建8wt/d,在原一期、二期原池增量3.5wt/d,三期新建4.5wt/d

      項目完成后,該項目通過了“中國城鎮供水排水協會”的專家鑒定,專家通過現場參觀、質詢討論,對新一代MBBR技術給予了肯定,為MBBR在國內準四類的進一步推廣,打下了技術基礎。

      與此同時,思普潤參與編制了《水處理用高密度聚乙烯懸浮載體填料》行業標準。該標準規范了不同類型懸浮載體的有效比表面積,并對其材質,尤其是生產過程中不能使用回收料、不應添加炭黑或其他顏色的染料做出了明確限定,以確保懸浮載體的使用壽命。行業標準中,首次提及了MBBR工藝的重要設計參數——膜面負荷的概念。因為生物膜不同于活性污泥,不能用換算生物量的方式設計,而應該以單位有效膜面積的處理能力作為設計指標參數。

      11-15年,思普潤在北方完成了低溫、高鹽的大量典型項目。像烏拉特中旗,冬季最低溫度僅6℃,突破了傳統活性污泥法對于硝化溫度的極限;像唐山海港,因海水倒灌管網,導致污水廠進水氯離子濃度較高,波動較大,MBBR的應用穩定了系統的處理效果。不論是低溫、高鹽,MBBR的優異性能,都顯示了在特定水質下,生物膜脫氮性能優于活性污泥。

      面對進水水質復雜的嘉興崇福、臺州黃巖等污水廠,思普潤秉持專業精神,一直陪伴業主,最終實現達標;同期,我們完成了“懸浮載體及產業化”的國家水專項示范工程——洛陽澗西污水廠的項目,獲得了專家的一致好評。

      第二個五年,MBBR硬件進行升級,我們提出了交鑰匙的理念,與業主同時簽訂水質保障協議,承諾水質達標后再移交,并始終堅持這一承諾。


      三五·MBBR軟件升級·運行優化增值服務

      經過十年的發展,思普潤MBBR雖然取得了一定的成績,但我們對于機理的探索相對滯后,這也對MBBR的進一步發展和推廣應用產生了影響。公司在三五期間,加大了對于MBBR工藝深度和寬度的研究。

      第一個方面,MBBR強化硝化的機理研究。MBBR給大家的直觀效果,就是增加生物量,進一步的,生物膜泥齡遠高于活性污泥,有利于強化硝化。通過對已有項目的追蹤,我們發現,生物膜上硝化菌群豐度是活性污泥的10倍,且優化了硝化菌群的種屬。

      第二個方面,泥膜復合系統中,泥膜的關系研究。由于國內是提標改造,考慮經濟因素,實質上泥膜復合是以泥為主,膜作為泥的補充,承擔部分硝化功能。這就導致,國內的泥膜復合工藝,泥與膜關系的特殊性,既有合作又有競爭。活性污泥的比表面積很大,對于基質和溶解氧的爭奪能力強,在競爭中處于優勢地位,好氧區更容易獲得溶解氧,缺氧區更容易獲得碳源。大量工程研究發現,在夏季,污泥活性較高,填料生物膜會變薄,表現出活性污泥承擔絕大多數硝化負荷;在冬季,污泥活性下降,填料生物膜增厚,表現出生物膜承擔部分或主要硝化功能。另外,在系統受到沖擊時,本質上就是進水負荷的突然提升,此時有利于釋放潛在的生物膜處理能力,提高出水穩定性,這也是泥膜競爭和合作的表現。

      第三個方面,就是關于MBBR強化反硝化研究。首先,就是直接在缺氧區投加懸浮載體。對于此技術路線,我們建議慎重使用。因為對于反硝化,核心是碳源和生物量,MBBR嵌入缺氧區,解決的是生物量的問題。而國內水質多是低C/N污水,主要問題是碳源,單純增加生物量難以顯著提高反硝化效果。因生物膜對于碳源的爭奪、水解利用能力遠弱于活性污泥,所以前置缺氧區投加懸浮載體意義不大,反而會增加運行能耗。而采用MBBR后置反硝化則是實現途徑之一,尤其是在后置純膜MBBR工藝上,其容積負荷高,對碳源利用率也較高。其次,有了生物膜強化硝化作為基礎,通過池容切割,可以實現強化反硝化。具體路線有兩種:一種上面提到是無錫盧村路線,一種是青島李村河路線,差別是李村河路線切割好氧給后缺氧,形成巴頓甫。Bardenpho(巴頓甫)比傳統的AAO多出了后置缺氧區和后好氧區,主要著眼于TN的保障。隨著部分區域準IV類標準的出臺,對于TN有了進一步嚴格的要求。而傳統AAO依賴于回流進行TN去除,受回流比的限制,若要實現更高總氮去除,需要在后端再增加如反硝化濾池等工藝,水廠運行兩段生化,管理不便,運行費用高。通過池容分置,將MBBR工藝鑲嵌到Bardenpho(巴頓甫)前好氧區,無需擴建,可根據原水碳源情況合理回流,最大程度、最高效的利用原水碳源,實現總氮達標。

      我們對于完成項目追蹤的另外一個收獲,就是在多數項目上,填料區均發生了顯著的同步硝化反硝化現象。生物膜分層分布的特點,為同步硝化反硝化的出現創造了條件。通過優化控制,尤其是在冬季生物膜厚度在120-150微米的時候,同步硝化反硝化對TN去除貢獻能超過10%。我們以進水TN=50mg/L為例,有5mg/L通過同步硝化反硝化途徑去除,如果這部分TN通過外加碳源去除,則需要噸水0.15元的碳源投加費用,而懸浮載體同步硝化反硝化的優化運行,則節約了這部分碳源投加,3-5年節約的碳源費用能夠回收MBBR改造的一次性投資。


      新周污水處理廠提標改造的業績,充分發揮了MBBR的上述優勢。該項目16萬噸/天,是寧波首個準IV類提標改造項目。該項目充分體現了MBBR鑲嵌到Bardenpho(巴頓甫)中對于硝化、反硝化的強化作用,以及對于深床反硝化濾池TN保障功能的替代作用,生化段出水TN可穩定<10mg/L,與改造前相比,生化段多去除了6mg/LTN,極大節約了的碳源投加。我們的技術團隊通過陪伴業主、跟蹤優化運行,提高MBBR增值服務,為業主實現了MBBR的最大化效益。



      不止在北方及長三角地區,MBBR得以廣泛應用,在水質更低的珠三角,思普潤MBBR也應用廣泛。如深圳橫嶺、佛山鎮安高明、廣州大坦沙等一系列大型污水廠,MBBR均強化了處理效果,提高了抗沖擊負荷能力,節省了外投碳源,穩定保障越來越嚴苛的出水標準。

      到目前,思普潤已完成了150余項,800萬噸的MBBR應用業績,做到全球MBBR處理體量最大。多年的工程積累和對于MBBR機理的探索,獲得了用戶和專家的一致認可,近期通過了住建部對我司MBBR的技術評估,并被專家組鑒定為工程“國際領先”。這既是對我們以往工作的高度肯定,也是對未來我們工作的鼓舞和期望。

      我們也將MBBR工藝的上述優點,拓寬應用到多個領域,

      ①在自來水水源地及微污染水領域的應用,我們在鹽城亭湖30萬噸/天的水源地微污染水項目,通過在預處理段采用純膜的MBBR技術,高效去除氨氮,確保氨氮在1mg/l以下,證明了MBBR在貧營養條件下的效能,為MBBR純膜應用領域的拓寬奠定了基礎。


      ②我們將MBBR工藝耐沖擊、耐低溫、運行維護簡便等特征集成到一體化設備中,目前思普潤MBBR一體化設備在上海崇明島、青島、重慶等多地共完成了200多個站點,運行情況良好。

      ③基于MBBR的厭氧氨氧化技術,我們研發團隊自2013年開始就立項研究。我們從側流高氨氮廢水入手,經歷小試、中試、生產性驗證到工程化,一路走來,歷時6年,目前已完成了多個自養脫氮工程化項目,總處理負荷超過2000千克/天。我們自主研發的一體化自養脫氮技術,利用懸浮載體分層分布的特點,富集氨氧化菌和厭氧氨氧化菌,形成了具有自主知識產權的Nauto?技術。下一步,我們逐步從側流向主流邁進,我們的先天優勢就是側流的Nauto?技術積累,以及已完成的800萬噸MBBR工程項目,能夠靈活的將側流技術向主流轉化。不論是同步硝化反硝化,還是一體化自養脫氮,核心都是生物膜的控制。只有控制好反應條件,實現生物膜分層分布,才能可控的實現上述效果,這正是我們的核心價值所在。


      MBBR的主要處理對象是營養元素,為了實現全指標達標,思普潤結合MBBR的特點,引進吸收了超效分離技術、高級氧化技術等,應對SSTP和難降解有機物,為最終實現全指標達標提供保障。

      第三個五年,思普潤通過對MBBR軟件上的升級,增加了其研究深度;自養脫氮、純膜法、微污染水、一體化方面的工程應用,拓寬了MBBR應用寬度;結合其他技術共同實現污水廠全指標達標,形成了思普潤的完整的價值鏈服務——即為業主提供售前的設計咨詢、售中的安裝調試)、售后的優化運行,這種全過程、全生命周期的技術服務。面向第四個五年,思普潤目標指向能源平衡的凈水廠。

      四五·MBBR理念升級·能源平衡凈水廠

      結合國內頂級專家對“面向未來污水處理概念廠”的規劃,我們建立了我們自己的能源平衡凈水廠的路線,希望早日實現水源回用、資源回收、能源平衡的凈水廠。這也是我們企業的愿景,履行人類對環境可持續發展的責任,創建人與自然的和諧。
      思普潤200多號人,從早到晚專注于MBBR技術的研究及應用。我們繼續保持對技術、對MBBR的敬畏精神,做好推廣者和守護者的神圣使命!攜手和在座的廣大水務人,做一個有情懷、有使命、有擔當的環保人!謝謝大家!



MBBR工藝,MBBR填料,MBBR污水處理技術
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