题目：改性填料在污水处理厂的工程化应用
报告人: 大连宇都环境技术材料有限公司 张冬梅 副总经理
主持人：中国市政工程华北设计研究总院有限公司 总工/教授级高工 郑兴灿 博士
下面有请大连宇都环境技术材料有限公司 张冬梅 副总经理，就改性填料在污水处理厂的工程化应用 给我们作介绍。
张冬梅：
大家上午好，我今天报告的题目是改性填料在污水处理厂的工程化应用。我将从以下几个方面向大家介绍。首先是工艺介绍。
MBBR工艺是没有活性污泥回流的纯悬浮填料膜工艺，特点是没有活性污泥回流。而IFAS工艺是生物膜+活性污泥回流的泥膜混合工艺。特点是有活性污泥回流，这个膜可以是悬浮填料，也可以是固定床填料。
今天给大家重点讲的是SSMBBR工艺，它是全系统的活性污泥和MBBR工艺的集成工艺。第一个S-SYSTEM是指系统，第二个S-SLUDGE是指活性污泥，它是IFAS工艺的一种，包括活性污泥之外还包括悬浮填料，拦截网，疏导系统和检修系统。
SSMBBR工艺的核心是悬浮填料。填料上面附着最适合的微生物，生物量大，生物活性高，流态好，是提高系统效率的关键。拦截网，疏导系统，检修系统都是为了使悬浮填料更好发挥作用而优化设计的。
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目前的悬浮填料，大部分用白色塑料直接加工，可以说，就是白色的塑料片，它有很多弊端，不抗紫外线，不抗老化，尤其夏天检修时间长时太阳暴晒老化更快，表面光滑，亲水性差，密度轻，常堆浮水面需要较强曝气流化，能耗大。
我公司研发生产的改性悬浮填料采用酶促进配方，将高分子改性，是生物技术和新材料技术相交叉的高新技术，国际领先，荣获国内外发明专利。
改性悬浮填料 有以下显著特点，一、亲水性好，表面粗糙，微生物容易挂膜，生物量多。亲水性改性后，水和填料的接触角是64°，改性前，水和填料的接触角度是96°。亲水性提高了33%，以下是电镜照片。
比重合理。改性填料的比重在0.96到0.98，微生物挂膜后比重在1左右，少量曝气就能流化，不需额外曝气推动流化，非常节能。未改性填料就是一般的塑料片，比重在0.92到0.95，需要较强的曝气流化，尤其填充比高时能耗非常大。
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改性填料抗紫外线，抗老化，抗摩擦，机械强度高，寿命长。改性填料，加入了碳黑，碳黑在塑料行业应用非常广泛。炭黑能吸收紫外线，抗老化，加入碳黑之后抗拉、抗冲击强度、抗摩擦性显著提高，对微生物亲和性也提高。
二、亲电性好，填料表面带正电荷。一般塑料是带负电荷的,微生物也是带负电荷的,所以塑料对微生物的亲和性不好，改性后,带正电荷的填料上容易附着带负电荷的微生物,而且附着的量多。另外当微生物老化时，电荷就会降低，新生的微生物电荷高，这样老的微生物脱落，新的微生物附着上去，自然填料上的微生物活性高，去除效率也提高。以下是实验对比图，效果非常显著。
我公司的填料主要分两大类，一类是市政污水用填料，一类是工业废水用填料。处理生活污水和不同工业废水，起作用的微生物菌群不同的，基于这些我们制备出能亲和附着这些专项菌群的特定功能填料。
第一种是好氧硝化填料。它是沸石改性的填料，附着的硝化菌，比一般填料高出1.5倍以上，大大提高了氨氮的去除能力，以下这两张图，是通过萤光原位杂交方法，对改性填料和未改性填料上的硝化菌群进行分析的。
好氧填料结构;填料的通透性是非常重要的。硝化菌是需要较高氧的,如果通透性不好,填料内部硝化菌因氧不足而被抑制,硝化效率降低。
第二种是厌氧/缺氧功能型填料。零价铁改性,能降低ORP,提高厌氧效果。因厌氧池没有曝气,所以,填料的亲水性和比重非常重要。厌氧池内填料是靠搅拌器推动流化,如果亲水性不好,比重轻,填料会堆浮在上面,如右下图,需要大功率搅拌器推动流化，这样不仅能耗高，而且空气中的氧会随着水流的波动溶进水里，降低厌氧效果。所以,厌氧/缺氧功能填料的亲水性和比重,对于好的流化是非常重要的。
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第三种是氧化还原介体填料，适合难降解有机污染物的去除。可以显著加速微生物在其表面的胞外电子传递过程。从而加速对难降解有机污染物的去除并且脱色效果好。
改性填料目前的应用领域是市政污水，工业废水，水产养殖和河道微污染水源治理等。
SSMBBR工艺第二部分：拦截网。它的作用是拦截填料流失，同时避免纤维等杂物堵塞拦截网。拦截网分平板式拦截网和筒式拦截网。左图是平板式拦截网，右图是筒式拦截网，拦截网的设计非常重要。生化池前面虽然有粗细格栅，但是,水在生化反应后，经常有胶状物产生，如左下方的图，并且有头发丝、纤维塑料片等随着进水刮风流入系统，堵塞拦截网，如右下方的图，所以网前要有自清洗系统，防止堵塞拦截网。
SSMBBR工艺第三部分：疏导系统。就是防止填料堆积。填料随着水流往后走，走到拦截网前堆积，如果不及时疏导填料会越积越多，堵塞拦截网。要有好的疏导系统及时把填料疏导到前端，重新循环很重要。疏导方式有推进器疏导和气提疏导。
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第四部分：填料移送自动化。自动地把填料从池子导出来，检修池底。曝气盘，曝气管被厚厚填料覆盖，如下面图的右上方图，如何检修呢。自动移送系统，可以把填料导到其它池子或空地，修完曝气后再自动导回来，SSMBBR工艺中，已经全部设计进去了。
下图左下方的图是，填料导出后的曝气池。中间的图是把曝气池的填料导到了缺氧池，最后面的这个图是自动导料系统，它可以做成移动式的。
SSMBBR工艺提标扩容污水处理厂四大优点。
工程案例：
营口西部污水处理厂2005年提标,已经运行十二年。日处理量10万吨,由四个生化池组成,原工艺是:传统活性污泥工艺,改造后(A2O+填料)SSMBBR工艺。改造后出水：一级A标准。先完成第一组,后期陆续完成。
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它的工艺是这样的,下图左上方的图,在好氧池第一廊道和第二廊道投放填料,用推进器推动疏导,让填料在池内循环,不在网前堆积。下图右面3个图,改造后COD,氨氮,总氮出水稳定达到一级A,尤其冬季水温在8摄氏度左右时,都能稳定达标。
四川达州市污水处理厂2013年完成，水量4/8万吨，它的原工艺,是UNITANK工艺，改造后(A2O+填料) SSMBBR工艺，改造后出水达到一级A，它的底部曝气, 是不锈钢穿孔曝气，永久性的，无需维护检修。
(下图，左上方的图)生化池出水,除SS是20外,其它都是一级A,后面有过滤系统去除SS。当时我们说这种设计,同步硝化反硝化效果非常好,甲方是半信半疑。结果,改造完之后,(下图，左下方的图)出水氨氮小于1,TN:在5左右(这是有内回流时),没有内回流时,TN:在13-14。好氧池同步硝化反硝化效果非常好,而且非常稳定。下图,右面三个图是监测数据。
吉林松原污水处理厂,水量5万吨,原工艺,CAST工艺,改造后,CAST池加填料SSMBBR工艺,改造后出水一级A,改造时在滗水器前设拦截网,不让填料流进滗水器里,改造非常简单,工期短,投资少。改造后,冬季水温小于8度时氨氮稳定达标，并且不改变原来的运行模式。
湖南湘潭污水处理厂,水量10万吨,由2组生化池组成,原工艺A2O工艺，改造后A2O+填料SSMBBR工艺，改造后出水：一级A。
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第一个5万吨池子改造完之后,改造第二个池子时,进水量达到了14万吨，也就是5万吨的处理系统,进来了14万吨的水,这在MBBR工艺中,填料流到后面拦截网前,堆堵拦截网,憋高水位,是极大的考验。我们加大了气提疏导,(下图，右下方图)填料很快疏导出去,没有出现堆堵。这就是SSMBBR工艺的优点,根据变化,能够迅速进行调整。当时的进水水质较低,所以出水还是稳定达标。但是如果不是SSMBBR工艺,停留时间缩短了近3倍,稳定达标还是很困难的。
辽宁鞍山腾鳌化工园区污水处理厂水量：1.5万m³/d,原工艺 A2O工艺，改造后 A2O+填料SSMBBR工艺,改造后出水一级A。验收要求,连续稳定运行6个月，并且要有完整的冬季运行。这个化工园区的污水主要来源是生活污水30~40%，染料废水和印染废水等占60~70%,当时国内有十几家去做了实验,试验由甲方把关,监督,运行,最后,因我们的实验效果显著,选定我们并签约。这里用的填料是,氧化还原介体填料,这种填料对难降解有机污染物的去除,效果非常好。
设计SSMBBR工艺的注意事项：
一、生化池中，填料所投放的区域不同，填料的设计取值就不同。(如下图)好氧池中，填料投放在第一个廊道O1和最后一个廊道O4，填料所承载的硝化负荷是不同的，有时相差非常大，因此设计时，准确取值填料负荷非常重要，否则，会因填料量不足不能达标，或者，因填料量太多而浪费。二、系统内活性污泥浓度的设定不同，填料的负荷取值不同，这个比较好理解，因为填料上的微生物和活性污泥有竞争关系。
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大连宇都环境，成立于2002年，15年来专注MBBR工艺的环保企业，是国内最早研究，生产改性悬浮填料的企业。国内第一个将悬浮填料出口的企业。国内悬浮填料出口量最大的企业。国内第一个将悬浮填料应用于市政污水处理厂提标升级企业。目前已经完成260万吨/日的污废水处理量。改性填料出口国家11个。填料被认定为国际领先，工艺被认定国际先进，获得过科技进步一等奖，承揽国家十二五重大水污染项目太子河流域治理。国内国外应用我公司填料及技术的客户已经超过260家。
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原标题：改性填料在污水处理厂的工程化应用
