汙水處理工藝（yì）的選擇是根據汙水進水水質、出水標準、汙水處理廠規模、排放水體的環境容量，以及當前的經（jīng）濟（jì）條件、管理水平、自然條件、環境特點等因（yīn）素綜合分析（xī）研究後確定的。各種工藝有（yǒu）其（qí）各自的（de）特點及適用條件，應結合（hé）當地的實際情（qíng）況（kuàng）、項目的（de）具體特點而定。

       汙（wū）水處理廠工（gōng）藝選擇（zé）原則如下：

       1）工藝性（xìng）能先進性：工藝先（xiān）進而且成熟，流程簡單，對水質適應性強，出水達（dá）標率（lǜ）高，汙泥生成量少（shǎo）且易於處（chù）理、處置；

       2）高效（xiào）節能經濟性：耗電量小，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，易於維護；

       4）文明生產安全性：重視環境，控製噪聲，防治臭氣，創造文明生產條件。

       根據水（shuǐ）質分析的結果，本工程進（jìn）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除率（lǜ）的要求，表明汙水處理廠需釆用強化生物處理工（gōng）藝，但生物處理工藝在滿足常（cháng）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）的除磷脫氮汙水生物處理工藝，對表中汙染（rǎn）物的去除是能夠得（dé）到保證的。

       本工程進（jìn）水的TP濃度較高，根據國（guó）內外汙水處理廠的運行經驗，高濃度的TP完全依賴於生物除磷（lín）是有（yǒu）風險的。為（wéi）保證汙水穩定的達標排放，本工程（chéng）增設化學輔助除磷設施（shī），與生物除磷相結合以強化除磷效果，達到汙（wū）水排放標準。

       本工程進水中的SS濃度較高（以無機顆（kē）粒為主），如果不進行預處理，其對後續的生化處理係統影響（xiǎng）非常大，所以應采取適當的預處理措施以降低進水中的懸（xuán）浮物濃度。

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

      A2/O工藝概述

       A2/O是根據微生物的特（tè）性而研究的*典型也*原始的除磷（lín）脫氮工藝。A2/O即（jí）A-A-O，厭氧-缺氧-好氧流程（Anaerobic -Anoxic-Oxic，簡稱A-A-O或（huò）A2/O）。A2/O工藝由厭氧池、缺氧池（chí）、好氧池串聯而成。


       它的基本流程是在厭氧-好氧除（chú）磷（lín）的工藝中加入缺氧池，將（jiāng）好氧池流（liú）出的一部分（fèn）混合液回流至缺氧池（chí）前端，以達到反硝化的（de）目的，在*段的厭氧池主要進行磷的釋放，使汙水的磷的濃度升高，溶解性的有（yǒu）機物（wù）被細菌吸收使汙水中的BOD5濃度（dù）下降，另外部分NH3-N因細（xì）胞的合成得（dé）以去除，汙水中的NH3-N濃度下降。在（zài）缺氧（yǎng）池中，反硝化菌利用（yòng）汙水的有機物做碳源（yuán），將回流混合液中帶入大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空（kōng）氣，因BOD5濃度繼續（xù）下降，NO3-N濃度大幅度下降，而磷的變化很小（xiǎo）。在好氧池中，有機物被微（wēi）生物生氧化而繼續下降，有機N被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著（zhe）下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，而P隨著聚磷（lín）菌的過量攝取。也以較（jiào）快的速度下降。經過多年的實踐檢驗，A2/O工藝在除磷脫（tuō）氮（dàn）方麵無可替代，尤其在大型汙水（shuǐ）處理廠的應用，表現出其強大的除磷脫氮功能。

       MBR工藝概述

       傳統的活性汙泥工藝(Conventional Activated Sludge, CAS)廣泛地應用（yòng）於各種汙水處理中。由於采用重力式沉澱方式作為固（gù）液分（fèn）離（lí）手段，因此帶來了很（hěn）多方麵的（de）問題，如固液分離效率（lǜ）不高、處理（lǐ）裝置容積負荷低、占地麵積大、出水水質不穩定、傳氧效率低、能耗（hào）高以（yǐ）及剩餘汙泥產量大等等。傳統生物處理工藝處理後的水難以滿足越來越嚴格的汙水排放標準，同時，經濟的發展所帶來的水資源的日益短缺也迫切要求開發合適的汙水資（zī）源化技術，以緩解水資源的供需矛盾。在上述（shù）背景下，一種新型的（de）水處理技術——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生。隨著膜分（fèn）離技術（shù）和產品（pǐn）的不斷開發，MBR也更具有實用價值，近年來許多*都投入了大量資金用於開發此項技術。

       1、MBR概（gài）述

       MBR是指將超、微濾（lǜ）膜分（fèn）離技（jì）術與汙水處理中的生物反應器相結合而成的一種新（xīn）的汙水處（chù）理裝置。這種反應器綜（zōng）合了膜處理技術和生物處理技術帶（dài）來的優點。超、微濾膜組件作為泥水分離（lí）單元，可以完全取代二次沉澱池（chí）。超、微濾膜截留活性汙泥混合液中微生物絮體和較大分（fèn）子有機物，使（shǐ）之停留在反應器內，使反應器內獲得高（gāo）生（shēng）物（wù）濃度，並延長有機固體停留時間，極大地提高了微生物對有（yǒu）機物的氧化率。同時，經超、微濾膜處理後（hòu），出水質量高（gāo），可以直接用於非飲用水回用。係統幾乎不排剩餘汙泥，且具有較高的抗衝擊能力。特別1989年Yamamoto將中空纖維膜（mó）應用於活性汙泥處理中，使工藝運行成本（běn）大大（dà）降低，實際應用前景廣闊（kuò）。因此，MBR是當今倍受國（guó）內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（shì）由膜（mó）組件和生物反應器兩（liǎng）部分組成。根據這兩部分操作單元的組合方式，膜生物反應器可分為分置（zhì）式和一體式（浸沒式）兩種。分置式MBR是指膜組件與生物（wù）反應器分開設置，浸沒式MBR是指膜組件安置在（zài）生物（wù）反應器內部。

       3、MBR工藝優缺點

       MBR工（gōng）藝的主要特點如下：

       （1）出水水質好

       由於采（cǎi）用膜分（fèn）離技術，不必設立、過濾（lǜ）等其它固液分離設備。高效的固液分離將汙水中有懸浮物質、膠（jiāo）體物質、生物單元流失的微生物菌群與已淨化的水分（fèn）開，不需經三級處理即直接可回（huí）用，具有較（jiào）高的水質安全性。


       （2）占地麵積（jī）小

       膜生物反應器生（shēng）物處理單元內微生物維持（chí）高（gāo）濃度，使容積負荷大大提高，膜分離的高效性使（shǐ）處理單（dān）元水力停留時間大大縮短，占地麵積減少。同時膜（mó）生物反應器由於采用了膜組件，不需要（yào）沉澱池和專門的過濾車間，係統占地僅為傳統方法的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，大大減少了曝氣設備的運行時（shí）間和用電量，節省電耗（hào）。

       與此同時，MBR工藝的主要缺點如下：

       （1）對NH3-N去除率不理想

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

       （2）水通量較低

       由於膜的截留能力較強，導致單位膜（mó）麵積的水（shuǐ）通量較低，因此（cǐ）MBR工藝較多應用於水（shuǐ）量較小的項目中，對於（yú）大規模汙水項目，其（qí）膜組配備量較大，因此投資較高。

       （3）維護費用（yòng）較高

       由於膜組件是耗材，一套膜組件的（de）壽命約為2-3年，而更（gèng）換一（yī）套（tào）其費用相對較高，導致（zhì）MBR的維護費用較（jiào）其（qí）他工藝更高。並且由於國內汙水內所含雜質較多，膜很（hěn）容易被各種尖銳物質（如（rú）沙粒、竹片等）所劃傷，其更（gèng）換（huàn）頻率較國外更（gèng）高，導（dǎo）致運行成本進一步增加（jiā）。

       BBR工（gōng）藝概述（shù）

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

       ◆BBR工藝的核心是使用（yòng）Bacillus菌（芽（yá）孢杆菌屬）作為係統（tǒng）的優勢菌屬。

       ◆為了（le）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（BBR生化池）相結合的組合生化處理工藝。

       ◆BBR生化（huà）工（gōng）藝出水可以滿足《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。

       1）BBR工藝流程

       BBR工藝流程如下圖所（suǒ）示：


       *先經過預處理的汙水進入BBR裝置（生物膜法裝置），在BBR裝置中，通過附著（zhe）在BBR裝置載體表麵上的Bacillus菌（jun1）吸附和分（fèn）解進水（shuǐ）中的有機物、氨氮和磷酸鹽。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，通過對溶解（jiě）氧等條件的控製，保（bǎo）證Bacillus菌處於優勢地位，*大可能發（fā）揮（huī）其高效（xiào）去除有機物（wù）、磷和氮的能力。

       BBR生化池的出水（shuǐ）自流入二沉池，在二沉池內泥水進行分離。上清（qīng）液達標排放。

       根據Bacillus菌生長的需要和工藝特點，需要沉澱池汙泥回流（汙泥回（huí）流）和BBR生化池出水進行回流（內回流），汙泥回流和內回（huí）流均至BBR設備前。

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

       2）BBR工藝特點

       BBR工（gōng）藝（yì）的主要特點如下：

       ◆BBR生（shēng）化工藝采用了生物膜法（BBR生物轉盤裝（zhuāng）置）和（hé）活性汙泥（ní）法（BBR生（shēng）化池）的組合工藝（yì），以保持Bacillus菌去除各種汙（wū）染物的高性能（néng）。

       ◆BBR生化工藝在處理城市汙水時，采用汙泥回流保持Bacillus菌的數（shù）量（liàng）滿（mǎn）足去除有機（jī）物的要求；通過（guò）內回流保持Bacillus菌（jun1）的高活性和（hé）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（lín）較高的高去除效率，BBR生化工藝對溶解氧控製到較低的水平（DO不高於1mg/L），與傳統生化工藝（一般溶解氧控製在2-4mg/L）相比，BBR生化池所需空氣（qì）量少（shǎo）很多，這樣可以很好地降低（dī）能耗；加上BBR裝置采（cǎi）用自然通風（fēng），這樣（yàng）BBR生化處理工藝相（xiàng）比傳統生化處理工藝的（de）能（néng）耗約低30-50%（隻對生化部分比較）。

       ◆BBR生化工藝采用Bacillus菌作為係統的優勢菌屬（shǔ），由於其對有機物、氮和磷（lín）的（de）獨特去除機理和較高的去除率，通過合理的（de）設計，其出水可以滿足《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。

       ◆由於Bacillus菌本身具（jù）有（yǒu）除臭能力，其（qí）生（shēng）化工藝段、汙（wū）泥處理段（duàn）可以不需要進行額外的（de）除臭處理，這樣可以（yǐ）減少汙水處理廠對除臭係（xì）統的投資和運（yùn）行費（fèi）用。◆由於Bacillus菌本身具有自（zì）我消毒能力，係統產生的汙泥中大腸杆菌（jun1）屬等指標可以比較容（róng）易的達到汙泥消毒的要求（qiú），對汙泥後續的（de）*終處（chù）置（資源化）創造了較好的條件。

       ◆BBR生化係統整體建設用地少於傳統工藝（yì）。

       3）BBR生化（huà）工藝核心技術——Bacillus菌的使用

       ① Bacillus菌介紹

       芽孢杆菌（Bacillus），細菌的一科，能形成芽孢（內生孢子）的杆菌（jun1）或球菌。包括芽（yá）孢杆菌屬、芽孢乳杆菌屬（shǔ）、梭菌屬、脫（tuō）硫腸（cháng）狀菌屬（shǔ）和芽孢八疊球菌屬等。它們對外界有害因子抵抗力強，分布廣，存在於土壤、水、空氣以及（jí）動物（wù）腸道（dào）等處。

       本工藝（yì）中利用（yòng）的芽孢杆菌，主要包（bāo）括地衣芽孢杆菌、苛性芽胞（bāo）杆菌、球形芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、浸麻芽（yá）孢杆菌等。

       ② Bacillus菌去（qù）除汙染物機理（lǐ）

       A. 有機物的去除

       Bacillus菌中對蛋白質、澱（diàn）粉和脂肪（fáng）有較高的分解（jiě）能力（lì），去（qù）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（有機氮）、氨（ān）氮以及銨鹽，為微生物所利用，從而進行脫氮，氮（dàn）元（yuán）素部分以（yǐ）有機氮的形式進入汙泥中，並通過剩餘汙泥（ní）的排放從係統中去除，部分轉化成氮氣（qì）排入空氣中（zhōng）。

       B. 除磷機理

       Bacillus菌屬於革蘭氏陽性菌。與革蘭氏陰性菌相比，革蘭氏陽性（xìng）菌細胞壁比革蘭氏陰性菌（jun1）（在一般活性汙泥工藝中使用的菌類）的細胞壁厚而均（jun1）勻，主要通過肽鍵來連接肽（tài）聚糖構成細胞壁。革蘭氏陽性菌的細胞壁（bì）包含了大量的（de）磷壁酸（suān）。也就是（shì）說，在微生物的合成反（fǎn）應中，磷酸（suān）鹽以磷壁酸的形式進入Bacillus菌的細胞壁中，*後通（tōng）過剩餘汙泥的排放從係統中脫磷。

       通過Bacillus菌除磷一般去除率在50%以上，為了保證達標，采取輔助化學除磷。

       C. 除臭機（jī）理

       Bacillus菌可將（jiāng）汙水中（zhōng）的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物質吸收，去除了臭（chòu）氣產生成份，大大降（jiàng）低了係統臭氣產生量。

       D. 消毒機理

       Bacillus菌在（zài）生長代謝（xiè）過程中，分泌Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等抗生素，可以溶解或殺滅處（chù）理水中的大腸杆菌及一（yī）般（bān）細菌（jun1）等。

       由於係（xì）統具有（yǒu）自我消毒能（néng）力，剩餘汙泥基本上不需要進行穩定化就可以進入*終的處理和處置過程。

       ③ Bacillus菌（jun1）的特點

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

       ◆可分解蛋白質和將澱粉分解（jiě）至葡萄糖的能力。

       ◆可分解脂肪酸。

       ◆可吸收轉化增殖分解後的物質。

       ◆Bacillus菌屬（shǔ）適氮和（hé）硫磺素菌種，可將汙水中氮素被氧化前的氨、氨鹽、硫（liú）化氫等狀態的物質吸收，去除了臭氣產生成份，降低了係統（tǒng）臭氣產生（shēng）量。

       ◆Bacillus菌具有孢子形成能力，在惡劣環境中能保持活性菌種增殖數量，維持處理能力。

       ◆可（kě）以分泌抗生素，具有殺菌滅菌（jun1）的功效。

       ◆可（kě）分泌的酵（jiào）素具有強力的（de）水（shuǐ）分解（jiě）能力（lì），可分解難分解的蛋白質、脂質（zhì）、核（hé）酸等（děng）物（wù）質，通過對難分解性物質的分（fèn）解、可大幅提高處理效率（lǜ）。

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

       ◆含有Bacillus菌的活性汙泥的脫水性能非常好

       4）BBR生化工（gōng）藝核（hé）心設備——BBR裝（zhuāng）置

       BBR裝置中的盤片（生物載體）為Bacillus菌提供了一個生長、繁殖的載體，在BBR裝置中保持足夠量的Bacillus菌，同時吸附、分解汙（wū）水中的汙染物。其主要特點（diǎn）如下：

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

       ◆該（gāi）裝置空隙（xì）率在97%以上，使其具（jù）有較大的（de）比（bǐ）表麵積，水和空氣容（róng）易（yì）進出，在均一好氧條件下處理效果好而且穩定。

       ◆BBR盤（pán）片質量輕（密度在0.05-0.06g/cm3），不吸水，因此電機功耗（hào）較低，後續的保養和操作也較為簡便。

       ◆BBR盤片具有獨特的（de）網狀結構（gòu），使得微生物可以維持較高密度的附著率（lǜ）（約10,000～30,000mg/L），從而可適應流量、有機物負荷變化造成的衝（chōng）擊（jī），對低溫也有著極（jí）高的適應性（xìng）。

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

       汙水處理工藝（yì）比（bǐ）選

       這三種工（gōng）藝的（de）比較表（biǎo）如下（xià）表所示：