【案例】衡阳市江东污水处理厂提标改造工程

  为促进行业交流进步，便于行业同侪互学互促，推动中国环境产业转型升级。E20环境产业圈层特推出

  项目所在地：湖南省衡阳市耒水西岸、湘江南侧区域4戴家町（江东污水处理厂内）

  衡阳市江东污水处理厂位于衡阳市珠晖区和平乡东山村，纳污范围为衡阳市耒水、酃湖连线以西区域的生活垃圾污水，纳污区面积为21.52km2，设计规模8万吨/天，厂区占地67.07 亩，提标改造后污水处理工艺为粗格栅及污水提升泵站→细格栅及旋流沉砂池→AAO池（MABR工艺）→二沉池→中间提升泵站→高效沉淀池→紫外线消毒及出水提升泵站→耒水河。出水标准由《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准提升至《湖南省城镇污水处理厂主要让水受到污染的东西排放标准》（DB43/T 1546-2018）的二级标准。

  从国家战略和污水处理技术的发展出发，在“碳中和”、“碳达峰”的背景下，能稳定实现水质高标准达标、并且能节能降耗的处理工艺是当前水处理行业的需求导向。MABR技术作为一种将膜技术与生物膜技术结合的一种新型膜生物反应器，其特有的无泡曝气技术能实现氧在扩散过程中被生物膜完全利用，达到90%以上的氧传递效率，大大节约曝气能耗。同时能节省回流、简化工艺流程，并通过其特殊的供氧方式和生物膜菌落结构，优先充分的利用污水中的碳源进行脱氮来避免额外碳源的投加。

  因此，在未来的污水处理中MABR技术具有很大的技术优势和广泛的应用前景。本项目作为迄今为止世界上最大的MABR工程应用，有很典型的示范意义。

  本次改造生化段改造采用MABR工艺，作为该工艺在世界上实例应用顶级规模的项目，经提标改造过后，出水水质标准可由《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准稳定提升至《湖南省城镇污水处理厂主要让水受到污染的东西排放标准》（DB43/T 1546-2018）的二级标准。

  MABR工艺的无泡曝气技术，可以大幅度节约曝气能耗，并且可实现原址扩容及不停水改造，切实响应国家“碳中和”、“碳达峰”的战略背景，具备未来水厂主流工艺潜质，满足城市发展对于污水处理提质和提量的双重要求。

  衡阳市江东污水处理厂的尾水排入耒水，排放点距离湘江约1km，湘江作为城市的重要供水水源，其水质好坏情况对于千万老百姓的生活息息相关。本次衡阳市江东污水厂的出水水质提升对于保护和提升湘江流域和耒水河的水体质量情况和生态环境，提高居民饮用水水源安全具有非常非常重要的意义。

  本项目污水处理工艺为预处理→AAO池（MABR工艺）→二沉池→中间提升泵站→高效沉淀池→紫外线消毒及出水提升泵站→耒水河

  本项目生化段改造采用MABR工艺，通过将MABR膜箱安装在现有缺氧池内，不需要对现有生化工艺做任何改动，也不用增加生化池容，就可以实现处理负荷的增加。

  MABR核心技术是采用膜传氧。氧气通过中空膜以非常高的效率扩散至生物膜内，同时氨和有机物等基质从污水扩散到生物膜中，实现有机物及含氮营养物的去除。膜芯外附着生长生物膜，氧气选择性透过MABR膜，氧传递效率较传统曝气技术提高4倍，单位能耗极大降低。

  置于AAO池缺氧区的 MABR 通过生物膜上的硝化菌能有效去除进水中氨氮，进行同步反硝化以降低总氮，进而减少了好氧区硝化作用释放好氧区池容。该工艺的特点不是通过新增池容增加硝化菌的数量，而是在膜芯上提供硝化菌生长的环境，固化并壮大硝化菌数量，达到与新增池容相同的处理效果，省却了新增池容的麻烦。硝化菌生物膜的强化使得污水处理的水力停滞时间相应减少，MLSS可以维持不变甚至更低，同时降低了二沉池的固体负荷，避免了由于处理流量的增加需要新增二沉池的要求。附着在膜芯上的硝化菌生物膜也可接种悬浮污泥中的硝化菌，互为协同，即使冬季水温较低时仍能达到稳定的硝化反应。

  通过增加膜箱的方式，能增加生化系统中硝化菌数量，用以对进水氨氮在MABR 膜箱区实现硝化反应，这将大幅度提升系统的解决能力和系统运行的稳定性。尤其是在冬季温度较低的时候，即使有一定的生物量损失，这种菌种效应也会加速系统尽快恢复。剩余的氨氮在现有好氧曝气池中发生硝化反应得以去除。MABR 膜丝上的硝化反应发生在硝化菌生物膜上，来自膜丝内部的氧气为其表面的硝化菌生物膜提供了硝化反应的好氧环境。由于膜丝材料的氧气分离特性，氧气直接被高效利用，没有一点气泡产生。此外，膜芯之外维持缺氧环境，适合反硝化反应发生，以此来实现同步硝化/反硝化反应稳定进行，因此无需像传统脱氮工艺那样设计高倍的硝化液回流，降低了运行能耗。

  1）工艺简单：膜箱直接安装在生化池缺氧区，对设备和系统运行影响甚微，不影响生化池水力设计。MABR 膜箱形成工程化产品，安装简易便捷，易于维护。

  2）能耗低：充氧动力效率达 6kgO2/kWh，比微孔曝气高4 倍、比表面曝气高6倍。氧利用效率高，明显降低能耗。

  3）营养物去除：悬浮活性污泥系统与生物膜系统相辅相成，增加生物量，在缺氧池实现同步硝化反硝化，从而促进营养物去除。可减少硝化液内回流量和二沉池污泥回流量，也能降低系统能耗。

  4）额外碳源投加量低：针对低碳氮比的废水，由于MABR可实现同步硝化反硝化及部分短程硝化反硝化和减少硝化液内回流所带来的溶解氧，所以实际消耗的碳源要低于传统工艺额外碳源投加量。

  5）占地少：在生化池内（缺氧区）就可以实现营养物去除和扩容，水量某些特定的程度增加时无需新增生化池就可以实现脱氮提高水质。

  6）不受低温影响：在水温为10摄氏度或更低时仍可保证生化系统中硝化菌数量。

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