河北建筑工程学院, 河北 张家口 075000
摘 要：Bardenpho生化处理工艺因为运行方式灵活、受水质变化冲击影响小、水力停留时间( HＲT) 短、活性污泥不易膨胀、节能以及节省投资的优点，近年来，该工艺已成为国内和国外污水处理厂提标改造热衷的生化处理工艺。Bardenpho生化处理工艺运行过程中应根据bsCOD/NO3-N比对进行碳源合理分配。控制出水SS，从而减少nbpCOD、nbpON在出水COD及TN中的含量。悬浮填料富集的微生物能提高低温季节的硝化能力。本文阐明了 Bardenpho生化处理工艺未来的发展方向，研究成果对Bardenpho生化处理工艺的进一步发展具有重要的理论指导意义。
关键词：Bardenpho处理工艺；同步硝化反硝化；MBBR
随着国家环保部分更加关注环境问题，许多地区都推出更严格的污染物地方排放标准。例如，河北省为改善白洋淀水生态环境，雄安新区全域污水排放标准由一级A提高至地表水环境质量标准Ⅲ类、Ⅳ类水质标准。在生物脱氮除磷的众多工艺中，5段 Bardenpho脱氮除磷工艺因bCOD利用率高，出水TN、TP效果好，日后必定得到更多水处理研究人员的关注[1]。
1Bardenpho处理工艺的起源与特点
为了提高A/O工艺的生物脱氮能力，Barnard于1973年提出A/O工艺与Wuhrmann工艺结合,即在A/O处理工艺后增加一个后置反硝化反应池和后置硝化反应池，并称之为Bardenpho工艺[2]。如图1所示。
1976年，Barnard通过对4阶段Bardenpho脱氮工艺进行中试研究后提出5阶段Bardenpho脱氮除磷工艺（改良型 Bardenpho 工艺）[2]。即在在4阶段Bardenpho工艺前加一个释磷厌氧反应器用于有效除磷。如图2所示。
在废水处理过程中，Bardenpho工艺的厌氧、缺氧、好氧环境条件下富集的聚磷菌、硝化细菌、反硝化细菌等不同种类微生物菌群，可以达到除磷脱氮同时降解废水中COD的目的。与氧化沟工艺、Anaerobic-Anoxic-Oxic等工艺相比，Bardenpho工艺有更灵活的运行方式、受水质变化冲击的影响小、能源消耗小［3］。在交替的厌氧—缺氧—好氧方式下，SVI一般情况下小于100mL/g，没有达到丝状菌繁殖要求的150 mL/g，不会有污泥膨胀问题发生［3］。
2 Bardenpho处理工艺中存在问题分析
我国的生活废水普遍存在bsCOD/NO3-N比较低的问题［3］，同时Bardenpho工艺的聚磷菌厌氧释磷与反硝化细菌脱氮的碳源竞争问题突出，导致出水的TN、TP含量难以达到设计要求。针对这一问题，我们可以根据废水的原水水质特征及反硝化所需的C/N比（ = ）将直接进入厌氧池的废水Q按比例分别进入厌氧池和前置反硝化池。刘浩[4]等将0～50%进水进入到前置反硝化池，结果表明，处理过程中氮、磷的去除效果明显提高。Bardenpho废水处理工艺在后缺氧反硝化区可能存在碳源不足的问题，此时微生物脱氮的能量来源于内源呼吸。由于内源反硝化的速率很慢，没有外来碳源的后缺氧反硝化SDNRs观测值在0.01～0.04gN/gMLVSS.d之间[5]。通过外加碳源为微生物提供能量，从而提高氮等营养物的去除率。添加的碳源通常是甲醇，因为甲醇容易被微生物降解和利用，且不会产生难降解的物质[4、5]。姚伟涛［1］等通过理论计算的方法，定量确定混合液内回流比（IR）及后置缺氧反硝化池需要去除硝酸盐量（NOr），在后置缺氧反硝化池前端投加优质碳源并利用硝酸盐浓度变送器监测，根据需要去除硝酸盐量（NOr）精确的投加bsCOD，不仅可以有效除氮而且节省了碳源，避免了投加bsCOD对出水COD的影响。
与A2/O处理工艺一样，Bardenpho工艺也存在回流带来的问题。如果厌氧(缺氧)段DO浓度太高也很难达到释磷（脱氮）效果，所以回流比不能太高［1］。同样，回流比过低也不能达到理想处理效果。由于Bardenpho工艺运行比较灵活，可以灵活的调整工艺流程，降低回流带来的影响。刘浩[4]等在青岛利村河污水处理厂三期扩建工程采用Bardenpho五段法/MBBR工艺，将厌氧区前调整为预缺氧区，混合液回流携带DO、NO3-N在预缺氧区被消耗处理，有效降低了回流污泥对厌氧区的影响。同时，预缺氧区也可起到生物选择器的作用。
在我国北方地区，由于冬季水温较低，微生物的活动受到抑制，导致系统对污染物的处理能力较低。针对这一问题，好氧区内投加悬浮填料，形成MBBR生物处理工艺[4、7]。不仅可以强化了有限池容，而且富集的微生物能提高低温季节的硝化能力。同时，附着在悬浮填料上MBBR工艺通过富集的微生物也能有效地抵抗水质变化的影响，对废水水质特征中的bCOD具有较高的利用率。填料挂膜后，受氧扩散速率的影响，在填料表面和内部分别形成好氧区和缺氧区，从而在第一好氧区发生同步硝化反硝化，进一步强化生物脱氮效率[8]。
3结 论
（1）综述了五段生化法，针对该工艺存在的问题做出了具体的分析。
（2）在前置反硝化池的设计、运行过程中，利用bsCOD/NO3-N比进行碳源的合理分配。
（3）灵活调整工艺的运行过程，减少了回流污泥中的DO、NO3-N对厌氧区的冲击。
（4）通过向好氧池投加悬浮填料构成Bardenpho五段法+ MBBR工艺，可以有效解决冬季水温低引起的处理效果不良以及原水水质水量变化大的问题。
(5)通过控制出水SS，从而减少nbpCOD、nbpON在出水COD及TN中的含量。
参考文献：
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[8] 吴 迪，李闯修.北方某污水处理厂 Bardenpho－MBBR 改造运行分析[J].中国给水排水，2018，34（9）：106-115.
论文作者:郭林虎,南国英,罗国伟,滕非
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第04期
论文发表时间:2019/6/11
标签：工艺论文; 碳源论文; 微生物论文; 填料论文; 脱氮论文; 水质论文; 生化论文; 《城镇建设》2019年第04期论文;