近日，中国城镇供水排水协会公布《2023年度中国城镇供水排水协会典型工程项目案例遴选入库名单》，全国仅有6个工程项目入库，其中应用思普润MBBR4.0技术的“烟台辛安河污水厂BFM工艺技术改造工程项目”成功入选。
一、山东烟台辛安河项目基本情况及运行效果
01.基本情况
烟台市辛安河污水处理厂设计处理规模12万m3/d，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。伴随城市高速发展，污水厂已满负荷甚至超负荷运行，影响出水稳定性。2021年，实施烟台辛安河污水处理厂技术改造工程项目，新建1万m3/d污水处理设施，以减轻现有污水线运行压力。新建设施面临高标准（TN＜5mg/L）和缺地（可用地1417.25m2）两大难题，传统的活性污泥工艺难以满足要求。最终采用青岛思普润水处理股份有限公司自主研发的生物集效工艺（BFM）实施，以短流程连续流生物膜工艺实现了对长流程活性污泥工艺的替代和颠覆。
项目采用基于高负荷生物膜法的集约型装配式方式建设，用时29d完成施工，达到通水要求。基于BFM工艺高效的脱氮除磷效果，核心生化段停留时间仅为10.75h，较同厂活性污泥工艺降低50%以上。生化段吨水占地仅为0.06m2/(m3·d-1)，各构筑物布置灵活紧凑，实现了厂内土地资源的存量挖潜。BFM工艺出水无需其他深度处理单元，经紫外消毒后即可实现高标准外排，出水稳定优于设计排放标准。项目配套思普润自主研发的智水优控系统，实现短流程工艺智能控制和功能菌群定向调控，达到了节能降耗和智慧运维的目的。
图1.辛安河BFM项目实景图
02.运行效果
烟台辛安河BFM项目基于生物膜高负荷性能实现了高效的脱氮除磷效果，出水氨氮≤0.5mg/L，TN＜5mg/L（均值≤2mg/L）、TP≤0.1mg/L，冬季低温条件下出水依然稳定优于设计排放标准。项目构建了“异养反硝化-自养厌氧氨氧化-同步硝化反硝化”的多途径脱氮体系，实现了敏感型厌氧氨氧化菌的高效富集，相对丰度接近6%，厌氧氨氧化脱氮贡献率长期且稳定超过25%；好氧区基于生物膜分层分布特点实现反硝化菌富集，同步硝化反硝化脱氮贡献率达15%以上，降低了传统单一脱氮路径对于碳源的需求，吨水直接运行费用降低0.2元/m3以上。智水优控系统的加载保障了短流程下运行调控的快速响应和厌氧氨氧化菌的精准控制，破除了主流自养脱氮工艺应用壁垒，在高标准基础上实现节能降碳。
图2.辛安河BFM项目功能菌相对丰度及悬浮载体挂膜情况
图3.辛安河BFM多途径脱氮效果
二、山东烟台辛安河项目工艺技术特点
01.集约高效
突破了微生物的富集与分离技术，构建了基于流化床生物膜法的高效脱氮除磷工艺系统，实现了生物膜法对于活性污泥法的替代，提升了污水处理生化效率，降低了污水处理设施用地，较传统活性污泥法节约 70%的土地占用，是城市建设用地从增量扩张到存量挖潜关键转变的核心所在。出水满足国内最严格污水排放标准的要求，可耐受长时150%，短时 200%的负荷冲击，实现工艺稳定运行，助力水环境生态恢复；
02.绿色低碳
实现了功能菌定向筛选与高效富集，构建“异养反硝化-自养厌氧氨氧化-同步硝化反硝化”多途径协同脱氮系统，厌氧氨氧化菌相对丰度达1.5%以上，是已有报道的10倍以上，厌氧氨氧化脱氮贡献率长期稳定大于25%，同步硝化反硝化脱氮贡献率大于15%，降低了运行费用。建立了多种流化池型和流态控制方法，开发了高效流化装备，好氧降低10%-20%，搅拌降低50%-75%，同步实现了节能降耗。
03.智慧智能
开发了基于“数据清洗-AI智能控制-全要素智慧管理”的智水优控云平台，构建了仪表异常值检测及软测量模型，解决了污水厂仪表设备投资受限、准确度低等难题；研发了“前后馈+AI智能算法引擎”的加药-曝气-回流全系统控制方法，实现了对于敏感型厌氧氨氧化菌的精准控制和短流程下调控的快速响应；开发了集水线智能控制、水厂虚拟巡检、设备全生命周期维护、多渠道预警报警于一体的智慧运管平台，解放了运营人员人力投入。
图4. BFM智水优控智慧运维平台
BFM工艺降低了 70%的土地占用，30%的碳排放，实现了100%的智慧管理。该工艺于2021年通过住建部科技与产业化发展中心组织的院士专家组鉴定达到“国际领先”水平，同年入选“科创中国”先导技术榜，获2022年度全国颠覆性技术创新大赛领域赛优秀奖、山东省建设科技创新成果竞赛一等奖等荣誉，入选山东省首台（套）技术装备，获专利密集型产品备案认定。
图5. BFM获得荣誉及奖励