汙水處理（lǐ）工藝的選擇（zé）是根據汙（wū）水進水水質、出水標準、汙水處理廠規模、排放水體的環境容量，以及當前（qián）的經（jīng）濟條件、管理水（shuǐ）平、自然條件、環境特（tè）點等因素綜合分析（xī）研究後確定的。各種工藝有其各自的特點及適用條件（jiàn），應結合當地的實際情況、項目的具體特點而（ér）定。

       汙水處理廠工藝（yì）選擇原則如下：

       1）工藝性能先進性：工藝先進（jìn）而且成熟（shú），流程簡單，對水質適應性強，出水達標（biāo）率高，汙泥生成量少且易於處理、處（chù）置；

       2）高效節能（néng）經濟性：耗電量小（xiǎo），運行費用低，投（tóu）資省，占地少；

       3）運行管理適用性：運行管理方便，設備可靠，易（yì）於維護；

       4）文（wén）明（míng）生產安全（quán）性：重視環境，控製噪聲，防治臭氣，創造文明生產條件。

       根據水（shuǐ）質分（fèn）析的結果，本工（gōng）程（chéng）進水水質濃度偏高，BOD5/CODcr=0.2、BOD5/TN=2.1、BOD5/TP=20，需要使用強化脫氮除磷工藝。

       根據對各項汙染物去（qù）除率的要求，表明汙水處理廠需釆用強化生物處理工藝，但生物處理工藝在滿足常規去除CODcr和BOD5以及SS的同時，必須具備除磷脫氮的功能。通過對國內外釆用（yòng）脫氮除磷工藝的汙水廠設計參數和運行經驗，釆用適宜（yí）的除磷脫氮汙（wū）水生物處理工（gōng）藝，對表中（zhōng）汙染物的去除是能夠得到保證（zhèng）的。

       本工程進水的TP濃度較高，根據國內外汙水處理廠的運（yùn）行經驗，高濃度的（de）TP完全依賴於生物除磷（lín）是（shì）有風險的。為保證汙水穩定的達標排放，本（běn）工程增設化（huà）學輔（fǔ）助除磷（lín）設施，與生物除磷（lín）相結合以強（qiáng）化（huà）除（chú）磷效果，達到汙水排放標準（zhǔn）。

       本工程進水中的SS濃度較高（以無機顆粒為主（zhǔ）），如果不進行預處理（lǐ），其對後（hòu）續的生化處理係統影響非常大，所以（yǐ）應采取適當的預處理措施以降低進水中的懸浮物（wù）濃度。

       根據以上分析，本（běn）工程汙水（shuǐ）處理工藝必須考慮加強除磷（lín）脫氮的工藝。根據水質條件分析，本項目汙水較適合使用生物脫氮除磷工藝。目前國內應用的（de）二級汙水處理工（gōng）藝主要包括（kuò）A2/O、MBR與BBR等，本報告將對（duì）這幾種處理工藝進行介紹，並進一步比選出本工程的推薦工藝（yì）。

      A2/O工藝概述

       A2/O是根據微（wēi）生物的特性而研究的*典型也（yě）*原始的除（chú）磷脫氮工藝。A2/O即A-A-O，厭氧-缺氧（yǎng）-好（hǎo）氧流程（Anaerobic -Anoxic-Oxic，簡稱A-A-O或A2/O）。A2/O工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯而成。


       它的基本流程是在厭（yàn）氧-好（hǎo）氧除磷的（de）工藝（yì）中加入（rù）缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達到反硝化的目的，在*段的厭氧池主要（yào）進行磷的釋放，使汙水的磷的濃度升高，溶解性的有機物被細菌吸收使汙水中的BOD5濃度下降（jiàng），另（lìng）外部分NH3-N因細胞的（de）合（hé）成得以去除，汙水中的NH3-N濃度下降。在缺氧池中，反硝化菌利用汙水的有機物（wù）做碳源，將回流混合液中帶入大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空氣，因BOD5濃度繼續下降，NO3-N濃度大幅度下降，而磷的（de）變化很小。在好氧池中，有機物被微生物生氧化而繼續下降，有機N被氨化繼（jì）而被硝化，使NH3-N濃度顯著下（xià）降，但隨著硝化過程（chéng）使NO3-N濃度增加，而P隨著聚磷菌的過量攝取。也以較快（kuài）的速度下降。經過多年的（de）實踐檢驗，A2/O工藝在除磷脫氮方麵無可替代，尤其在大型汙水處理廠的應用，表現出其強大的除磷脫氮功（gōng）能。

       MBR工藝（yì）概（gài）述

       傳統的活性汙泥工藝(Conventional Activated Sludge, CAS)廣泛地應用於各種汙水處理中（zhōng）。由於采用重力式沉澱方式作（zuò）為固液分離手段，因此帶來了很多方麵的問題，如固（gù）液分離效率不高、處理裝置容積負荷低、占地麵積大（dà）、出水水質（zhì）不穩定（dìng）、傳氧效率低、能耗高以（yǐ）及剩（shèng）餘汙泥產量大等等。傳統生物（wù）處理工藝處理後的水難以滿足越來越嚴格（gé）的汙水排放標準，同時，經濟的發展所帶來的水（shuǐ）資源的日益（yì）短缺也迫切要求開發合適的汙水資源化技（jì）術，以緩解（jiě）水資源的供需矛盾（dùn）。在上述背景下，一種新型（xíng）的水處（chù）理技術——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生。隨著膜分離技術和產品的不斷開（kāi）發，MBR也更具有實用價值，近年來許多*都投（tóu）入了大量資金用於開（kāi）發此項技術。

       1、MBR概述

       MBR是指將超、微濾膜分離技術與汙（wū）水處理中的生物反應器相結合而成的一（yī）種新（xīn）的汙水處理裝置。這種反應器綜合了膜處理技術和生物處理技術帶來的優點。超、微濾膜組件作為泥水分離單（dān）元，可以完全取（qǔ）代二次（cì）沉澱池。超、微濾膜截留活性汙（wū）泥混合液中微生物絮體（tǐ）和較大分子有機物，使之停留在（zài）反應（yīng）器內，使反應器內獲得高生物濃度，並延長有機固體停留時間，極大地提高了微生物對有機物的氧化率。同時，經超、微濾膜處（chù）理後，出水質量（liàng）高，可以直接（jiē）用（yòng）於非（fēi）飲用水回用（yòng）。係統幾乎不排剩餘汙泥，且具有較高（gāo）的抗衝擊能力。特別1989年Yamamoto將中空纖（xiān）維膜應用於活性汙泥處理（lǐ）中，使工藝運行成本大大降低，實際應用前（qián）景廣闊。因此（cǐ），MBR是當（dāng）今（jīn）倍受國內（nèi）外專家學者重視的一項高新水處理技術。

       2、MBR種類

       從整體構造上來看，MBR是由膜組件和生物反應（yīng）器兩部分組（zǔ）成。根據這兩（liǎng）部分（fèn）操作單元（yuán）的組合方（fāng）式（shì），膜生物反應器可分為分置式和一體式（浸沒式）兩種。分置式MBR是指膜組件與生物反應器分開設置，浸沒式MBR是指（zhǐ）膜組件安置在生物（wù）反應器內部。

       3、MBR工藝優缺點

       MBR工藝（yì）的主要特點如下：

       （1）出水水質好

       由於采用（yòng）膜分離技術，不（bú）必設立、過濾等其它固液（yè）分（fèn）離設（shè）備。高效的固液分離將汙水中（zhōng）有懸浮物質、膠體物質、生物單元流失的微（wēi）生物菌群與已（yǐ）淨化（huà）的（de）水分開，不需經三級處理（lǐ）即直接（jiē）可回用，具有較（jiào）高的水質安全性。


       （2）占（zhàn）地麵積（jī）小

       膜生物反應器生物（wù）處理單元內微生物維持高濃（nóng）度，使（shǐ）容積負荷大大提高，膜分離的高效性使處理單元水力（lì）停留時間（jiān）大大縮短，占地麵積減少。同（tóng）時（shí）膜生物反應器由於采用了（le）膜組件，不需要沉澱池和專門的過濾（lǜ）車間，係統占（zhàn）地僅為傳統方法的60%。

       （3）節約能源

       由於MBR高效的氧利用效率，和獨特的間歇性（xìng）運行方式，大大減少了曝（pù）氣設備的運行時間和用電量，節省電耗。

       與此同時（shí），MBR工藝的主要（yào）缺點如下：

       （1）對NH3-N去除率不理想

       由於MBR工藝的（de）實質仍為AO工藝，因此其生物處理能力也與AO工藝（yì）接近，從目（mù）前的進水水質來看，本工程的（de）C/N比較低，因此AO工藝並不能將NH3-N去除至目標水質，而後續的納（nà）濾對BOD、SS及TP的截留效果較好，對NH3-N的去除率並不理想。

       （2）水通量（liàng）較低

       由於膜的截留（liú）能力（lì）較強，導（dǎo）致單（dān）位膜麵積的（de）水通量較（jiào）低，因此MBR工藝較多（duō）應用於水量較小的項目中，對於大規模（mó）汙水項目，其膜組配備量較大，因此投資較高。

       （3）維護費用較高（gāo）

       由於膜組件是耗材，一套膜（mó）組件的壽命約為2-3年，而更換一套其費用相對較高，導致MBR的維護費用較其他工藝更高（gāo）。並且由於國內汙水內所（suǒ）含雜質較多，膜（mó）很容易被各種尖銳（ruì）物質（如沙粒（lì）、竹片等（děng））所劃傷，其（qí）更換頻率較（jiào）國外更高，導致（zhì）運（yùn）行成本進一（yī）步增加。

       BBR工藝概述

       BBR生（shēng）化工（gōng）藝在城市生活汙水的應用中主要有以下三個特點：

       ◆BBR工藝的核（hé）心是使用Bacillus菌（芽孢杆菌屬）作為係統（tǒng）的優勢菌屬。

       ◆為了滿足Bacillus菌的生長環境條件，BBR工藝采用生物膜法（BBR裝置）和活性汙泥法（fǎ）（BBR生化池）相結合的組合（hé）生化處理工藝。

       ◆BBR生化工藝（yì）出水可以滿足《城（chéng）鎮汙水處（chù）理（lǐ）廠汙染物排放標（biāo）準》（GB18918-2002）一（yī）級A標準。

       1）BBR工藝流程

       BBR工藝流程如下圖所示：


       *先經過預（yù）處理的（de）汙水進入BBR裝置（生物膜法裝置（zhì）），在BBR裝置中，通過附著在BBR裝（zhuāng）置載體表麵上的Bacillus菌吸附和（hé）分解進水中的有機物、氨氮（dàn）和磷酸鹽。BBR裝置對有機物的去除（chú）率一般可以達到40-75%。

       BBR裝置自流入BBR生化池，在BBR生化池內，通過對溶（róng）解氧等條件（jiàn）的控製（zhì），保證Bacillus菌處於（yú）優勢（shì）地位，*大可能發揮其（qí）高效去除有機物、磷和氮的能力。

       BBR生化池的出水自流入二（èr）沉池，在二沉（chén）池內泥水進行分離。上（shàng）清液達標（biāo）排放。

       根據（jù）Bacillus菌生長的需要和工藝特點，需要沉（chén）澱（diàn）池汙泥回流（汙泥回流）和BBR生化池出水進（jìn）行回流（內回流），汙（wū）泥回流和（hé）內回流均至BBR設備（bèi）前。

       為了保持Bacillus菌的高活性，需要在BBR設備之前投加促（cù）進微生物生長和繁殖的營（yíng）養劑。

       2）BBR工藝特（tè）點

       BBR工藝的主要特點如下：

       ◆BBR生化工（gōng）藝采用了生物膜法（BBR生物轉盤裝置）和活性汙泥法（BBR生（shēng）化池）的組合工藝，以保持（chí）Bacillus菌去除各種汙染物（wù）的高性能。

       ◆BBR生化工藝在處理城市汙（wū）水時，采用汙泥回流保持Bacillus菌的（de）數量滿足去除有機物的要求；通過內回流保持Bacillus菌的高活性和對各種汙染物的高去除率。

       ◆為保持Bacillus菌處於優勢地位和對氮、磷較高的高去除效率（lǜ），BBR生化工藝（yì）對溶（róng）解氧控製到較低的水平（DO不高於1mg/L），與傳統生化（huà）工藝（一般溶解氧控製（zhì）在2-4mg/L）相比，BBR生化池所需空氣量少很（hěn）多，這樣可以很好地降低能耗；加上BBR裝置采用自然（rán）通風，這樣BBR生化處理工藝相比傳（chuán）統生化處理工藝的能耗約（yuē）低30-50%（隻對生化部分比較）。

       ◆BBR生化（huà）工藝采（cǎi）用Bacillus菌作為係統的優勢菌屬，由於其對有機物（wù）、氮和磷的獨特去除機理和較高的去除率，通過合理的設計，其出水可以滿足《城（chéng）鎮汙水處理廠汙染物排放標準》（GB18918-2002）一（yī）級A標準（zhǔn）。

       ◆由於Bacillus菌（jun1）本身具有除臭能力，其（qí）生化工藝段、汙（wū）泥處（chù）理段可以（yǐ）不需（xū）要進行額外的（de）除臭處理，這樣可以減少（shǎo）汙水處理廠對（duì）除臭係統的投資和運行費用。◆由於（yú）Bacillus菌本身具有自我消毒能力，係統產生的汙泥中大腸杆菌屬等指標可以比較容易的達到汙泥（ní）消毒的要求，對汙泥（ní）後續的*終處置（資源化）創造了較好的條件。

       ◆BBR生化係統整體建設用（yòng）地少於傳統工藝。

       3）BBR生化工藝核心技術——Bacillus菌的使用

       ① Bacillus菌介紹（shào）

       芽孢杆菌（Bacillus），細菌的一科，能形（xíng）成芽孢（內生孢子）的杆菌或球菌。包括芽孢杆菌屬（shǔ）、芽孢乳杆（gǎn）菌屬、梭菌屬、脫硫腸狀菌屬和芽孢八疊球菌屬等。它們對外界（jiè）有害因子抵抗力強，分布（bù）廣，存在於土壤、水、空氣以及動（dòng）物腸道等處。

       本工藝中利用的（de）芽孢杆菌，主要包括地（dì）衣芽孢杆菌、苛性芽胞杆菌、球形芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、浸（jìn）麻芽孢杆菌等。

       ② Bacillus菌去除汙染物機理

       A. 有機（jī）物的去除（chú）

       Bacillus菌（jun1）中對蛋白質、澱粉和脂肪有（yǒu）較高的（de）分解能力，去除機理如下：

       A. 脫氮機理

       同傳（chuán）統的硝化、反硝化脫氮原理不同，Bacillus菌直接吸取胺（àn）（有（yǒu）機氮）、氨氮以及銨鹽，為（wéi）微生物所利用，從而進行脫氮，氮元（yuán）素部分以有機氮的形（xíng）式進入汙（wū）泥中，並通過剩餘汙泥的排放從係統中去除，部分轉化成氮氣（qì）排入空氣中。

       B. 除磷機理

       Bacillus菌（jun1）屬於革蘭氏陽性菌。與革蘭（lán）氏陰性菌相比，革蘭氏陽性菌細（xì）胞壁（bì）比革蘭氏（shì）陰性菌（在一般活性汙泥工藝中使用的（de）菌類）的細胞壁厚而均勻，主要通過（guò）肽鍵來連（lián）接肽聚糖構（gòu）成細胞壁（bì）。革蘭氏陽性（xìng）菌的細胞壁包含了大量的磷壁酸。也就是說，在微（wēi）生物的合成反應中，磷酸鹽以磷壁酸的形式進入Bacillus菌的細胞壁中，*後通過剩餘汙泥的（de）排放從係統中脫磷。

       通過Bacillus菌除（chú）磷一般去除率在50%以（yǐ）上，為了保證達標，采取輔助（zhù）化學除磷。

       C. 除臭機理

       Bacillus菌可將汙（wū）水中的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的（de）物質（zhì）吸收，去除了臭氣（qì）產生成份，大大降低了係統（tǒng）臭氣產生量。

       D. 消毒機理

       Bacillus菌在生長代謝過程中，分泌Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等抗生素，可以溶（róng）解或殺滅處理水中的大腸杆菌（jun1）及一般細菌等。

       由於係統具有自（zì）我消毒能力，剩餘汙（wū）泥基本上不需要進行穩定（dìng）化就可以進入*終的處理和處置過程。

       ③ Bacillus菌的特點

       ◆Bacillus菌具（jù）有超強的繁殖能力，在低溫、高鹽度、高壓等極具嚴酷的（de）極限環境中也具有適應能力。

       ◆可分解蛋白質和將（jiāng）澱粉分解至葡萄（táo）糖的能力。

       ◆可分解脂肪酸。

       ◆可吸收轉化增殖分解後的物質。

       ◆Bacillus菌屬適（shì）氮（dàn）和硫磺素菌種，可（kě）將（jiāng）汙水中氮素被氧化前的氨、氨鹽、硫化（huà）氫等狀態的物質吸收，去除了臭氣（qì）產生成份，降低（dī）了係統臭氣產生量。

       ◆Bacillus菌具有孢子形成能力，在惡（è）劣環境中能保（bǎo）持活性（xìng）菌種增殖數量，維持處理能力。

       ◆可以分泌抗（kàng）生素，具有殺菌滅菌（jun1）的（de）功效（xiào）。

       ◆可分泌的酵素具有強力的水分解能力，可分解難分解的蛋白質、脂質、核（hé）酸等物質，通過對（duì）難分解性物質的分解、可大（dà）幅（fú）提（tí）高處理效率。

      ◆能分泌出一種（zhǒng）特殊的（de）粘（zhān）性物質，具有很強的吸附過濾能力。

       ◆含有Bacillus菌的活性汙泥的脫水性能非常好

       4）BBR生化工藝核心設備——BBR裝置

       BBR裝（zhuāng）置中的盤片（生物（wù）載體）為Bacillus菌提供了一個生長、繁殖的載體，在（zài）BBR裝置中保（bǎo）持足夠（gòu）量的Bacillus菌（jun1），同時吸附（fù）、分解（jiě）汙水中的汙染（rǎn）物。其主要（yào）特點如下：

       ◆BBR盤片是采用優質材料聚乙稀基樹脂PVDC製造而成的特殊網狀結構。

       ◆該裝置空隙（xì）率在97%以上，使其（qí）具有較大（dà）的比表麵積，水和空氣容（róng）易（yì）進出，在均一好（hǎo）氧（yǎng）條件（jiàn）下處理效果好而且（qiě）穩定（dìng）。

       ◆BBR盤片質量輕（密度（dù）在0.05-0.06g/cm3），不吸水，因此電機功耗較低，後續的保養和操（cāo）作也較為（wéi）簡便。

       ◆BBR盤片具有獨特的網狀結（jié）構，使得微（wēi）生物可以維持較高密度的附著率（約（yuē）10,000～30,000mg/L），從而可適應流量、有機（jī）物負荷變（biàn）化造成的衝擊，對低溫也有著極（jí）高（gāo）的適應性。

       ◆采用（yòng）優質材料以及強度極高的機械結構，使得本裝置可（kě）以長期運行。

       汙水處理工藝比選

       這三種工藝的比較（jiào）表如下（xià）表所（suǒ）示（shì）：