【案例】衡陽市江東污水處理廠提標改造工程

為促進行業(yè)交流進步，便于行業(yè)同儕互學互促，推動中國環(huán)境產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。E20環(huán)境產(chǎn)業(yè)圈層特推出《水務行業(yè)優(yōu)秀案例匯編》，匯集了近150例案例，涉及村鎮(zhèn)污水治理、工業(yè)廢水治理、工業(yè)園區(qū)廢水治理、水環(huán)境治理、市政污水管網(wǎng)、再生水回用、污泥處理處置等領域。

項目名稱：衡陽市江東污水處理廠提標改造工程

推薦單位：湖南鑫遠環(huán)境科技集團股份有限公司

參與環(huán)節(jié)：投資建設運營

項目所在地：湖南省衡陽市耒水西岸、湘江南側(cè)區(qū)域4戴家町（江東污水處理廠內(nèi)）

項目概況

衡陽市江東污水處理廠位于衡陽市珠暉區(qū)和平鄉(xiāng)東山村，納污范圍為衡陽市耒水、酃湖連線以西區(qū)域的生活污水，納污區(qū)面積為21.52km2，設計規(guī)模8萬噸/天，廠區(qū)占地67.07 畝，提標改造后污水處理工藝為粗格柵及污水提升泵站→細格柵及旋流沉砂池→AAO池（MABR工藝）→二沉池→中間提升泵站→高效沉淀池→紫外線消毒及出水提升泵站→耒水河。出水標準由《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B標準提升至《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標準》（DB43/T 1546-2018）的二級標準。

示范意義

從國家戰(zhàn)略和污水處理技術的發(fā)展出發(fā)，在“碳中和”、“碳達峰”的背景下，能穩(wěn)定實現(xiàn)水質(zhì)高標準達標、并且能節(jié)能降耗的處理工藝是當前水處理行業(yè)的需求導向。MABR技術作為一種將膜技術與生物膜技術結(jié)合的一種新型膜生物反應器，其特有的無泡曝氣技術可以實現(xiàn)氧在擴散過程中被生物膜完全利用，達到90%以上的氧傳遞效率，大大節(jié)約曝氣能耗。同時可以節(jié)省回流、簡化工藝流程，并通過其特殊的供氧方式和生物膜菌落結(jié)構，優(yōu)先充分利用污水中的碳源進行脫氮來避免額外碳源的投加。

因此，在未來的污水處理中MABR技術具有很大的技術優(yōu)勢和廣泛的應用前景。本項目作為迄今為止世界上最大的MABR工程應用，具有非常典型的示范意義。

項目亮點介紹

（1）實施效果

本次改造生化段改造采用MABR工藝，作為該工藝在世界上實例應用規(guī)模最大的項目，經(jīng)提標改造過后，出水水質(zhì)標準可由《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B標準穩(wěn)定提升至《湖南省城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標準》（DB43/T 1546-2018）的二級標準。

（2）社會效益

MABR工藝的無泡曝氣技術，可以大大節(jié)約曝氣能耗，并且可實現(xiàn)原址擴容及不停水改造，切實響應國家“碳中和”、“碳達峰”的戰(zhàn)略背景，具備未來水廠主流工藝潛質(zhì)，滿足城市發(fā)展對于污水處理提質(zhì)和提量的雙重要求。

（3）生態(tài)效益

衡陽市江東污水處理廠的尾水排入耒水，排放點距離湘江約1km，湘江作為城市的重要供水水源，其水質(zhì)好壞情況對于千萬老百姓的生活息息相關。本次衡陽市江東污水廠的出水水質(zhì)提升對于保護和提升湘江流域和耒水河的水質(zhì)情況和生態(tài)環(huán)境，提高居民飲用水水源安全具有極其重要的意義。

項目技術工藝/裝備簡介

（1）技術工藝/裝備名稱

本項目污水處理工藝為預處理→AAO池（MABR工藝）→二沉池→中間提升泵站→高效沉淀池→紫外線消毒及出水提升泵站→耒水河

（2）工藝/裝備原理

本項目生化段改造采用MABR工藝，通過將MABR膜箱安裝在現(xiàn)有缺氧池內(nèi)，不需要對現(xiàn)有生化工藝做任何改動，也不用增加生化池容，即可實現(xiàn)處理負荷的增加。

MABR核心技術是采用膜傳氧。氧氣通過中空膜以非常高的效率擴散至生物膜內(nèi)，同時氨和有機物等基質(zhì)從污水擴散到生物膜中，實現(xiàn)有機物及含氮營養(yǎng)物的去除。膜芯外附著生長生物膜，氧氣選擇性透過MABR膜，氧傳遞效率較傳統(tǒng)曝氣技術提高4倍，單位能耗極大降低。

置于AAO池缺氧區(qū)的 MABR 通過生物膜上的硝化菌能有效去除進水中氨氮，進行同步反硝化以降低總氮，進而減少了好氧區(qū)硝化作用釋放好氧區(qū)池容。該工藝的特點不是通過新增池容增加硝化菌的數(shù)量，而是在膜芯上提供硝化菌生長的環(huán)境，固化并壯大硝化菌數(shù)量，達到與新增池容相同的處理效果，省卻了新增池容的麻煩。硝化菌生物膜的強化使得污水處理的水力停留時間相應減少，MLSS可以維持不變甚至更低，同時降低了二沉池的固體負荷，避免了由于處理流量的增加需要新增二沉池的要求。附著在膜芯上的硝化菌生物膜也可接種懸浮污泥中的硝化菌，互為協(xié)同，即使冬季水溫較低時仍能達到穩(wěn)定的硝化反應。

（3）工藝/裝備特點

通過增加膜箱的方式，可以增加生化系統(tǒng)中硝化菌數(shù)量，用以對進水氨氮在MABR 膜箱區(qū)實現(xiàn)硝化反應，這將大大增加系統(tǒng)的處理能力和系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。尤其是在冬季溫度較低的時候，即使有一定的生物量損失，這種菌種效應也會加速系統(tǒng)盡快恢復。剩余的氨氮在現(xiàn)有好氧曝氣池中發(fā)生硝化反應得以去除。MABR 膜絲上的硝化反應發(fā)生在硝化菌生物膜上，來自膜絲內(nèi)部的氧氣為其表面的硝化菌生物膜提供了硝化反應的好氧環(huán)境。由于膜絲材料的氧氣分離特性，氧氣直接被高效利用，沒有任何氣泡產(chǎn)生。此外，膜芯之外維持缺氧環(huán)境，適合反硝化反應發(fā)生，從而實現(xiàn)同步硝化/反硝化反應穩(wěn)定進行，因此無需像傳統(tǒng)脫氮工藝那樣設計高倍的硝化液回流，降低了運行能耗。

同時MABR工藝主要有以下優(yōu)點：

1）工藝簡單：膜箱直接安裝在生化池缺氧區(qū)，對設備和系統(tǒng)運行影響甚微，不影響生化池水力設計。MABR 膜箱形成工程化產(chǎn)品，安裝簡便，易于維護。 

2）能耗低：充氧動力效率達 6kgO2/kWh，比微孔曝氣高4 倍、比表面曝氣高6倍。氧利用效率高，顯著降低能耗。 

3）營養(yǎng)物去除：懸浮活性污泥系統(tǒng)與生物膜系統(tǒng)相輔相成，增加生物量，在缺氧池實現(xiàn)同步硝化反硝化，從而促進營養(yǎng)物去除。可減少硝化液內(nèi)回流量和二沉池污泥回流量，也能降低系統(tǒng)能耗。 

4）額外碳源投加量低：針對低碳氮比的廢水，由于MABR可實現(xiàn)同步硝化反硝化及部分短程硝化反硝化和減少硝化液內(nèi)回流所帶來的溶解氧，所以實際消耗的碳源要低于傳統(tǒng)工藝額外碳源投加量。 

5）占地少：在生化池內(nèi)（缺氧區(qū)）即可實現(xiàn)營養(yǎng)物去除和擴容，水量一定程度增加時無需新增生化池即可實現(xiàn)脫氮提高水質(zhì)。 

6）不受低溫影響：在水溫為10攝氏度或更低時仍可保證生化系統(tǒng)中硝化菌數(shù)量。

（4）應用工業(yè)領域

市政污水治理、工業(yè)廢水治理。

（5）工藝/裝備流程圖

（6）項目部分案列照片

MABR膜箱吊裝照片                    MABR膜箱系統(tǒng)照片

編輯：黃延麗