汙水處（chù）理工藝的選擇是根據汙水進水水質、出水標準（zhǔn）、汙水處（chù）理廠規模、排放水（shuǐ）體的環境容量，以及當前的（de）經濟條件（jiàn）、管理水平、自然條件、環境特點等因素綜合分析研究（jiū）後確定的。各種工藝有其各自的特點及適用條（tiáo）件，應結合當地的實際情況（kuàng）、項（xiàng）目的具（jù）體特點而定（dìng）。

       汙水處理廠工（gōng）藝選擇原則如下：

       1）工藝性能先進性：工藝先進而且成（chéng）熟，流程簡單，對（duì）水質適應性強，出水達標（biāo）率高，汙泥生成量少且易於處理、處置；

       2）高效節能經濟性：耗電量小，運行費用低，投資省，占地少；

       3）運行管（guǎn）理適（shì）用（yòng）性：運行管（guǎn）理方便，設備可靠，易於維護；

       4）文明生產安全性：重視環境，控（kòng）製噪聲，防治臭氣，創造文明生產條（tiáo）件。

       根據水質（zhì）分（fèn）析的結果（guǒ），本工（gōng）程進水水質濃度偏高，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（wū）染物去除率的要（yào）求，表（biǎo）明（míng）汙水處理廠需釆用強化（huà）生物（wù）處理工藝，但生物處理工藝在滿足（zú）常（cháng）規（guī）去除CODcr和（hé）BOD5以及（jí）SS的同（tóng）時，必（bì）須具備除磷脫氮（dàn）的功（gōng）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，釆用適宜的除磷脫氮汙水生物處理工藝（yì），對表中汙染物的去除是能夠得到保證的。

       本（běn）工程（chéng）進水的TP濃度（dù）較高（gāo），根據國內外汙水處理廠的運（yùn）行經驗，高濃度的TP完全依賴於生物除磷是有風險的。為保證汙水穩定的（de）達標排放，本工程增設化學輔助除磷設施，與生物除磷相結合以強化除磷效（xiào）果，達到汙水排放標準。

       本（běn）工程進（jìn）水中的SS濃度較高（以無機顆粒為（wéi）主），如果不進行預處理，其對後續的生化處理係統影響非常大，所以應采取適當的預處理措施以降低（dī）進水中的懸浮物濃度。

       根據以上（shàng）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（gēn）據水質條件分析，本項目汙（wū）水較適合使用生物脫氮除磷工藝。目前國內應用的二級汙水處理（lǐ）工藝主要包（bāo）括A2/O、MBR與BBR等，本報告（gào）將對這（zhè）幾種處理工藝進（jìn）行介紹，並進一步比選出本工程（chéng）的推薦工藝。

      A2/O工藝概述

       A2/O是（shì）根據（jù）微生物的特性而研究的*典型也*原始的除磷脫氮工藝（yì）。A2/O即A-A-O，厭（yàn）氧-缺氧-好氧（yǎng）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（chéng）。


       它的基本流程是在（zài）厭氧-好氧除磷的工藝中加入缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液（yè）回流至（zhì）缺氧池（chí）前（qián）端（duān），以（yǐ）達到反硝化的目的，在*段的厭（yàn）氧池主要進行磷的釋放，使汙（wū）水的磷的濃度升高，溶解性的有機物被細菌（jun1）吸收使汙水中的BOD5濃度下（xià）降，另外部分NH3-N因細胞的合成得以去除，汙（wū）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做碳源，將回流混合液中帶（dài）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，而磷的變化很小。在好氧池中，有機（jī）物被微生物生氧化而繼續下降，有機N被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增（zēng）加，而P隨著聚磷菌的過量攝取（qǔ）。也（yě）以較快（kuài）的速（sù）度下降。經過多年的實（shí）踐檢驗，A2/O工藝在除磷脫氮方麵（miàn）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能。

       MBR工藝概述

       傳統的活性汙泥工藝(Conventional Activated Sludge, CAS)廣泛地應（yīng）用於各種汙（wū）水處理中（zhōng）。由（yóu）於采用重力式沉（chén）澱方式作為固液分離手段，因此帶來了很多方麵的問題（tí），如固液分（fèn）離效率不高、處理裝置容積（jī）負荷低、占地麵積大、出水水質不穩定、傳氧效率低、能耗高以及剩餘汙泥產量大等等。傳統（tǒng）生物處理工藝處理後的水難以滿足越來越嚴格的汙水排（pái）放（fàng）標準，同時，經濟的發展所帶來（lái）的水（shuǐ）資源的日益短缺也迫切要求開發合適的汙水資源化技術，以緩解水資源的供需矛盾。在上（shàng）述背景下，一種新型（xíng）的水處理技術——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生。隨著膜分離（lí）技術和產品的不斷開發，MBR也更（gèng）具有實用價值，近年來許多*都投入了大量資（zī）金（jīn）用於開（kāi）發此項技術。

       1、MBR概（gài）述

       MBR是指將超（chāo）、微（wēi）濾膜（mó）分離技術與汙（wū）水處理中的生物反應（yīng）器相結合（hé）而成的一種新的汙水（shuǐ）處（chù）理裝置。這種反（fǎn）應器綜合了膜處理技（jì）術和生物處理技術帶來（lái）的優點（diǎn）。超、微濾膜組（zǔ）件作（zuò）為泥水分離單元，可以完全取（qǔ）代二次（cì）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，使之停留在反（fǎn）應器內，使反應器內獲得高生物濃度，並延長有機固體（tǐ）停留時間，極大地（dì）提（tí）高了微生物對有機物的氧化率。同時，經超、微濾膜處理後，出水質量（liàng）高，可以直接（jiē）用（yòng）於非飲用水回用。係統幾乎不排剩餘汙泥（ní），且具有較高的抗衝擊（jī）能力。特別1989年Yamamoto將中空纖維膜應用於（yú）活性（xìng）汙（wū）泥處理中，使工藝運行成本大大降低，實際應用前景廣闊。因此，MBR是當今倍受國內外專家學者重視（shì）的一項高新水處理技術。

       2、MBR種類（lèi）

       從整體構造上來（lái）看，MBR是由膜組件和生（shēng）物反應器兩部分組成。根據這兩部（bù）分操作單元的組（zǔ）合方式，膜生（shēng）物反應器可分（fèn）為分置式和一（yī）體式（浸沒式）兩種（zhǒng）。分置（zhì）式MBR是指膜組件與生物反應器分開設置，浸沒式MBR是指膜組件安置在生（shēng）物反應器內（nèi）部。

       3、MBR工藝優（yōu）缺點

       MBR工藝的主要（yào）特點如下：

       （1）出水水質好

       由於（yú）采用膜分離技術，不必設（shè）立、過（guò）濾等其它固液分離設備。高效的固液分離（lí）將汙水中有懸浮物質、膠體物質、生（shēng）物單（dān）元流失的微生物菌群與已淨化的水分開，不需經三級處理即（jí）直接可（kě）回用，具有（yǒu）較高的水質安全性。


       （2）占地麵積小

       膜生物反應（yīng）器生物處理單元內微生物維持高濃度，使容積負荷大大提高，膜分離的（de）高效性使處理單元水力（lì）停留時間大大縮短，占地麵（miàn）積減少。同時膜生（shēng）物反應器由於采用了膜組件，不（bú）需（xū）要沉澱池和專（zhuān）門（mén）的過（guò）濾車間，係統占地僅為傳統方法（fǎ）的60%。

       （3）節約能源（yuán）

       由於MBR高效的氧利用（yòng）效（xiào）率，和獨特的間歇性運行方式，大大減少（shǎo）了曝氣設（shè）備的運（yùn）行時間和用電量（liàng），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（xiǎng）

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

       （2）水通量較（jiào）低

       由於膜的截留（liú）能力較強，導致單位膜麵積的水通量較低，因此MBR工藝較（jiào）多應用於水量較小的項目中，對於大規模（mó）汙水項目，其（qí）膜組配（pèi）備量較大，因此投資較高（gāo）。

       （3）維（wéi）護費用較高

       由於膜（mó）組件是（shì）耗（hào）材，一套膜組件的壽命約為2-3年，而更換一套其費用相對（duì）較高，導致（zhì）MBR的維護費用較其他工藝更高。並（bìng）且由於國內汙水內所含雜（zá）質（zhì）較多，膜很容易被（bèi）各種尖銳物質（如沙粒、竹（zhú）片等）所劃傷，其更換頻率（lǜ）較國外更高，導致運行成本進一（yī）步增加。

       BBR工藝概述

       BBR生化工藝在城市生活汙水的應用中主要有以下三個特點：

       ◆BBR工藝的核心是使用（yòng）Bacillus菌（芽孢杆菌屬）作為（wéi）係（xì）統的（de）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（BBR生化池）相結合的組合生化處理工（gōng）藝。

       ◆BBR生化工藝出（chū）水可（kě）以滿足《城鎮汙水（shuǐ）處理廠汙染物排放標準》（GB18918-2002）一級（jí）A標準。

       1）BBR工藝流程

       BBR工藝流程如下圖所示：


       *先經過預處理的汙水進（jìn）入BBR裝置（生物膜法裝置（zhì）），在BBR裝（zhuāng）置中，通（tōng）過附著在BBR裝置載體表麵上的Bacillus菌吸附和（hé）分解（jiě）進水中（zhōng）的有機（jī）物、氨氮和磷酸鹽。BBR裝（zhuāng）置對有機物的去除（chú）率一般可以（yǐ）達到40-75%。

       BBR裝置（zhì）自流入BBR生化池，在BBR生化池內，通（tōng）過對溶解氧（yǎng）等條件的控製，保證（zhèng）Bacillus菌（jun1）處於優勢地位，*大可能發揮其高效去除有（yǒu）機物、磷和氮的能力。

       BBR生化池的出（chū）水自（zì）流入二（èr）沉池，在二（èr）沉池內泥水進行分離（lí）。上（shàng）清液達標排放。

       根據Bacillus菌（jun1）生長（zhǎng）的需要和工（gōng）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（nèi）回流均至BBR設備（bèi）前。

       為（wéi）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（zhǎng）和繁殖的營養（yǎng）劑。

       2）BBR工藝特（tè）點

       BBR工藝的主要特點如（rú）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生化池）的組合工藝（yì），以保持Bacillus菌去除各種汙染物的高性能。

       ◆BBR生化工藝在處理城（chéng）市汙水時，采用汙泥回流保持Bacillus菌的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（rǎn）物的高去除率。

       ◆為保持Bacillus菌處於優勢（shì）地位和對氮、磷較高的高去除效率，BBR生化工藝對溶解（jiě）氧控製到（dào）較低的水平（DO不高於1mg/L），與（yǔ）傳統（tǒng）生化工藝（一般溶解氧（yǎng）控製在2-4mg/L）相比，BBR生化池所需空（kōng）氣量少很多，這（zhè）樣可以很（hěn）好地降低能耗；加上BBR裝置采用自然通風，這樣（yàng）BBR生化處理工藝相比傳統生化處理（lǐ）工藝（yì）的能耗約低30-50%（隻對生化（huà）部分比較）。

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

       ◆由於Bacillus菌本身（shēn）具有除臭能力，其生化（huà）工藝段、汙泥處理段（duàn）可（kě）以不需要（yào）進行額（é）外的除臭處理，這樣可以減少汙（wū）水處理廠對除臭係統的投資和運（yùn）行費（fèi）用。◆由於Bacillus菌本身具有自我消（xiāo）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消毒的要求，對（duì）汙泥後續的*終（zhōng）處置（zhì）（資源（yuán）化）創造了較（jiào）好的條件。

       ◆BBR生（shēng）化係統整體建設用地少於傳統工藝。

       3）BBR生化工藝核心技術——Bacillus菌的使用

       ① Bacillus菌介紹

       芽孢杆菌（Bacillus），細菌的一（yī）科，能形成芽孢（內生（shēng）孢子）的杆菌或球（qiú）菌。包括（kuò）芽孢杆菌屬、芽（yá）孢乳杆菌屬、梭菌屬、脫（tuō）硫腸（cháng）狀菌屬和芽孢八疊球菌屬等。它們對（duì）外界有害因子抵抗力強（qiáng），分布廣，存（cún）在於（yú）土壤、水、空氣以及動物腸道等處（chù）。

       本工藝中利用的芽孢杆菌，主要包括地衣芽孢杆菌、苛性芽胞杆菌、球形芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、浸麻芽孢杆菌等。

       ② Bacillus菌去除汙染物機理

       A. 有機物的去除

       Bacillus菌（jun1）中對蛋白質、澱粉和脂肪（fáng）有（yǒu）較高的分解能（néng）力（lì），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（有機氮）、氨氮以及銨鹽，為微生物所利用，從而（ér）進行脫氮，氮元素部分以有機氮的形式進入汙泥中（zhōng），並通過剩餘汙泥的排放從係統中去除，部分轉化（huà）成氮氣排入空氣中。

       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（xì）胞壁比革蘭氏陰（yīn）性菌（在一般活性汙泥工（gōng）藝（yì）中使用的菌類（lèi））的細胞壁厚而均勻，主要通過肽鍵來連接肽聚糖構（gòu）成細胞壁。革（gé）蘭氏陽性菌的細胞壁包含了大量（liàng）的（de）磷壁（bì）酸。也就是說，在微（wēi）生物的合成反應中（zhōng），磷酸（suān）鹽以磷壁酸的形式進入Bacillus菌的細胞壁中，*後通過剩餘汙泥的排放從係統中（zhōng）脫磷。

       通過Bacillus菌除磷一般去除率（lǜ）在50%以上，為了保證達標，采取輔助化（huà）學除磷。

       C. 除臭機理

       Bacillus菌可將汙水中的氨、氨鹽（yán）、硫化氫等狀態的物（wù）質吸收，去除（chú）了臭（chòu）氣產生（shēng）成（chéng）份，大大（dà）降低了係統臭（chòu）氣產生量。

       D. 消毒機理

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

       由於係統具有自我消毒能力，剩餘汙泥基本上不需（xū）要進行穩定化就可以（yǐ）進入*終（zhōng）的處理和處（chù）置（zhì）過程（chéng）。

       ③ Bacillus菌的（de）特點

       ◆Bacillus菌（jun1）具有超強的繁殖能力，在低溫、高鹽度、高壓等（děng）極具嚴酷的極限環境中也具有適應能力。

       ◆可分解蛋白質和將澱粉分解至葡萄糖的能力。

       ◆可分解脂肪酸（suān）。

       ◆可吸收轉化增殖分解後的物（wù）質。

       ◆Bacillus菌屬適氮和（hé）硫磺素菌種，可將汙水中氮素（sù）被（bèi）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，降低了係統（tǒng）臭氣產生量。

       ◆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。

       ◆可以分（fèn）泌抗生素，具有殺菌滅菌的功效。

       ◆可分泌的酵素具有強力（lì）的（de）水分解能力，可分解難分解的蛋白質、脂質、核酸（suān）等物質，通過對（duì）難（nán）分解性物質（zhì）的分解、可大幅提高（gāo）處理效率。

      ◆能分泌出一種特殊的粘性物質，具有很強的吸附過濾能力。

       ◆含有Bacillus菌的活性汙泥的脫水性（xìng）能非常好

       4）BBR生化工藝核心設備——BBR裝（zhuāng）置（zhì）

       BBR裝置中的盤片（生物載（zǎi）體）為Bacillus菌提（tí）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（tóng）時吸附、分解汙水中的汙（wū）染物。其主要特點（diǎn）如下：

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

       ◆該裝（zhuāng）置空隙率在97%以上，使其具有較大的比表麵積，水和空氣（qì）容易進出，在均一好氧條件下處理效果好而且穩定。

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

       ◆BBR盤片具有獨特的網狀結構，使得微生（shēng）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、有機物（wù）負荷變化造成的（de）衝（chōng）擊，對低溫也有著極高的適應性。

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

       汙水處理工藝比選

       這三種工藝的比（bǐ）較表如（rú）下表（biǎo）所示：