汙水處理工藝的選擇是根據汙水進（jìn）水水質（zhì）、出水標（biāo）準、汙水處理廠規模、排放水體的環境容量，以及當（dāng）前的經濟條件、管理水平、自然條件（jiàn）、環境特點等因（yīn）素綜合分析研究後（hòu）確定的。各種（zhǒng）工藝有其各自的特點及適（shì）用條件，應結合當地（dì）的實際情況、項目的具體特點而定。

       汙水處理廠工藝選擇原（yuán）則如下：

       1）工藝性能先進（jìn）性：工（gōng）藝先進而且成熟，流程簡單，對水質適應性強，出水達標率高，汙泥生成量少（shǎo）且易於處理、處置；

       2）高（gāo）效節能經濟性：耗（hào）電量小，運行費用低（dī），投資省，占地少；

       3）運行管理適用性：運行（háng）管理方便，設（shè）備可靠，易於（yú）維護；

       4）文明生產安全性（xìng）：重視（shì）環境，控製（zhì）噪聲，防治臭氣，創造文明生產（chǎn）條件（jiàn）。

       根據水質（zhì）分析的結果，本工程（chéng）進水水質濃度偏高，BOD5/CODcr=0.2、BOD5/TN=2.1、BOD5/TP=20，需（xū）要使用強化脫氮（dàn）除磷工藝。

       根據對（duì）各項汙染物去除率的要求，表明汙（wū）水處理廠需釆（biǎn）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（dàn）的功能。通（tōng）過對國內外釆用脫氮除（chú）磷（lín）工藝（yì）的（de）汙水廠設計參數（shù）和運行經驗，釆用適宜的除磷脫氮汙水生（shēng）物處理工藝，對表中汙染物的去除是能夠得到保證的。

       本工程進水的TP濃度（dù）較高，根據國（guó）內外汙水處理廠的運行經驗，高濃度的TP完（wán）全依賴於生物除磷是有風（fēng）險（xiǎn）的。為保證汙水穩定（dìng）的達標排放，本工程增設化學輔（fǔ）助除磷設施，與生物除磷相結合以強化除磷效果，達到汙水排放標準。

       本工（gōng）程進水中的SS濃度較高（以無機顆粒為主），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（shì）當的預處理措施以降低進水中（zhōng）的懸（xuán）浮物濃度。

       根據以上分析，本工程汙水處理工藝必須考慮加強除（chú）磷（lín）脫氮的工藝。根據水（shuǐ）質條件分析，本項目（mù）汙水較適合使用生物脫（tuō）氮除磷工藝。目前國內應用的二級汙水處理工藝主要包括A2/O、MBR與BBR等，本報（bào）告將對這幾種處理工藝進行介紹（shào），並進（jìn）一步比選出本工程的推薦（jiàn）工藝（yì）。

      A2/O工藝概述

       A2/O是根據微生物的特性而研究的*典型也*原始的除磷脫氮工藝。A2/O即A-A-O，厭氧-缺氧-好氧（yǎng）流程（Anaerobic -Anoxic-Oxic，簡稱A-A-O或A2/O）。A2/O工藝（yì）由厭（yàn）氧池（chí）、缺氧（yǎng）池、好氧池（chí）串聯而成。


       它的基本流程是在厭氧-好氧除磷的工藝中加入缺氧池，將好氧池流出的一（yī）部分（fèn）混合液回流至缺氧（yǎng）池前端，以達到反硝化的目的，在*段的厭氧池主（zhǔ）要進行磷的釋放，使汙水的（de）磷的（de）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，另外部分NH3-N因細胞的合成（chéng）得以去除，汙水中的NH3-N濃度下（xià）降。在（zài）缺（quē）氧（yǎng）池（chí）中，反硝化菌利用汙水的（de）有機物做碳源，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（jiàng），而磷的變化（huà）很小。在好氧池中，有機物被微生物生氧化而繼續（xù）下降，有機N被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯（xiǎn）著下降（jiàng），但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，而P隨著（zhe）聚磷菌的過量攝取。也以較快的速度下降。經（jīng）過多年的實踐檢驗，A2/O工藝（yì）在除磷脫氮方麵無可（kě）替代，尤其在大型汙水處理廠的應用，表現（xiàn）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)廣泛地應用於各種汙水處理中。由於采用重（chóng）力式沉澱方式作為固液分離手段，因此帶來了很多方麵的問題，如固（gù）液分離效率不高（gāo）、處（chù）理裝置容積（jī）負荷低、占地（dì）麵積大、出水水（shuǐ）質（zhì）不穩定、傳氧效率低、能耗高以及剩餘汙泥產量大等等。傳統生物處理工藝處理後的（de）水難以滿足越來越嚴格的（de）汙水排放標準，同時，經濟的發展所（suǒ）帶來的水資源的日益短缺也迫切要求開（kāi）發合適的汙水資源化技術，以緩解（jiě）水（shuǐ）資源的供需矛（máo）盾。在上述背景下，一種新型的（de）水處理技術（shù）——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而（ér）生。隨著膜分離技（jì）術和產品的（de）不斷開發，MBR也（yě）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概述

       MBR是指將超、微濾膜（mó）分離技術與汙水處理中的生物反應器相結合而成（chéng）的一種新的汙水處理裝置。這種反應器綜合了膜處理（lǐ）技（jì）術和生物處理（lǐ）技術帶來的優點。超、微（wēi）濾膜組件（jiàn）作為泥水分（fèn）離單元，可以完全取代二次沉澱池。超、微濾膜截留活性汙泥混合液中微生物絮體和（hé）較大（dà）分子有機物，使之停留在反應器內，使反應器（qì）內獲得高生（shēng）物濃度（dù），並延長有（yǒu）機固（gù）體停留時間，極（jí）大地提高了微生物對有機物的氧（yǎng）化率。同時（shí），經超、微（wēi）濾膜處理後，出水質量高，可以直接用於非飲用水回用。係（xì）統幾乎不排剩餘汙泥，且具有較高的（de）抗衝擊能力。特別1989年Yamamoto將中（zhōng）空纖（xiān）維（wéi）膜應用於活（huó）性汙泥（ní）處理中（zhōng），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（wài）專家學者（zhě）重視的一項高新水處理技術。

       2、MBR種類

       從整體構造上（shàng）來看，MBR是由膜組件（jiàn）和生物反應（yīng）器兩部（bù）分組成。根據這兩（liǎng）部分操作單（dān）元的組合方式，膜生物反應器可分為分置式和一體式（浸沒式（shì））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是指膜組件安置在生物反應器內部。

       3、MBR工藝優缺點

       MBR工藝的主要特點如下：

       （1）出水水質好

       由於采用膜分離技術（shù），不必設（shè）立、過濾等其它固液分離設（shè）備。高效的（de）固液分（fèn）離將（jiāng）汙水中有懸浮物質、膠體物質、生（shēng）物單元流失的（de）微生（shēng）物菌群與已淨化的水（shuǐ）分開，不需經三（sān）級處理即直（zhí）接可回用，具有較高的水質安（ān）全性。


       （2）占地麵積小

       膜生物反（fǎn）應器生物處理單元（yuán）內（nèi）微生物維（wéi）持（chí）高濃度，使容積負荷大大（dà）提高，膜分離的高（gāo）效性使處理單元水力停留時間大大縮短，占地麵積減少。同時膜生物反應器由於采用了（le）膜組件（jiàn），不需要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（xiào）率，和獨特的間歇性運行方式，大大減少了曝氣設備的運行時間和用電量，節省電耗。

       與（yǔ）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（lì）也與AO工藝接近（jìn），從目前（qián）的進水水質來看，本工程（chéng）的C/N比較（jiào）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的截留效果較好，對NH3-N的去除率並不理想。

       （2）水通（tōng）量較（jiào）低

       由於膜的截（jié）留能力較（jiào）強，導致單位膜（mó）麵積的水通量較低，因此MBR工藝較多應用於（yú）水量較小的項目中，對於大規（guī）模汙水項目，其膜（mó）組配備量較大（dà），因此（cǐ）投資較高。

       （3）維護費用較高

       由於膜組件是耗材，一套膜組件的（de）壽命約為2-3年，而更換一套其費用相對較高（gāo），導致MBR的維護費用較其他工藝更高。並且由於國內汙水內所含雜（zá）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，其更換頻率（lǜ）較國外更（gèng）高，導致運行成本進一步增加。

       BBR工藝（yì）概述

       BBR生化工藝在城市生活汙水的（de）應用中主要有以下三個特點：

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

       ◆為（wéi）了滿足Bacillus菌的生長環境（jìng）條件，BBR工藝采（cǎi）用生物膜（mó）法（BBR裝置）和活性汙泥法（BBR生化池）相結（jié）合的組合生化處理工藝。

       ◆BBR生化工藝出水可（kě）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工藝流程如下圖所示：


       *先（xiān）經過預（yù）處理的（de）汙水進（jìn）入BBR裝置（生物膜法裝置），在（zài）BBR裝置中（zhōng），通過附著在BBR裝置載體（tǐ）表（biǎo）麵上的Bacillus菌吸附（fù）和分解進水中的有機物、氨氮和（hé）磷酸鹽。BBR裝置對有（yǒu）機物的去除率一般可以達到40-75%。

       BBR裝置自流入BBR生化池（chí），在BBR生化池內，通（tōng）過對溶（róng）解（jiě）氧等條件的控製，保證Bacillus菌處於（yú）優（yōu）勢地位，*大可能發揮其高效去除（chú）有機物、磷（lín）和氮的能力。

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

       根據Bacillus菌生長的（de）需要和（hé）工藝特點，需（xū）要沉澱池汙（wū）泥回流（汙泥回流）和BBR生化（huà）池出水進行回流（內回流），汙泥回流和內回流均至BBR設（shè）備前。

       為了保持Bacillus菌（jun1）的高活性，需（xū）要在BBR設備之前投（tóu）加促進微生物生長和繁殖的營（yíng）養劑。

       2）BBR工藝特點

       BBR工藝的主要特點（diǎn）如下：

       ◆BBR生化工藝采用了生物（wù）膜法（BBR生物轉盤裝置）和活性汙泥法（BBR生化（huà）池（chí））的組合工藝（yì），以保持（chí）Bacillus菌去除各種汙染物的（de）高性能。

       ◆BBR生化工藝在（zài）處理城市汙水時，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（huó）性和對各種汙染物的高去（qù）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，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（chuán）統生化工藝（一般溶解氧控製在2-4mg/L）相比，BBR生化池（chí）所需空（kōng）氣量少很多，這樣可以很好地降低能耗；加上BBR裝置采用自然通風，這樣BBR生化處理工藝相（xiàng）比傳統生化處理工藝的能耗約低30-50%（隻（zhī）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，由於其對有機物、氮和磷的獨特去（qù）除機理和較高（gāo）的去除率，通過合理的設計，其出水可以滿足《城鎮汙水處（chù）理廠汙染物排放（fàng）標準》（GB18918-2002）一級A標準（zhǔn）。

       ◆由於Bacillus菌本身具有除臭能力，其生化工藝段、汙泥處理段可以不需要進行額外的除臭處理，這樣可以減少汙水處理（lǐ）廠對除臭係統（tǒng）的投資和運行費用。◆由於Bacillus菌本身具有自我消毒能力，係統產生的汙泥（ní）中大腸杆菌屬等指標可以比（bǐ）較容（róng）易的（de）達到汙泥消毒（dú）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地少於傳（chuán）統工藝。

       3）BBR生化工藝核（hé）心技術——Bacillus菌的使用

       ① Bacillus菌介紹

       芽孢（bāo）杆菌（Bacillus），細菌的一科，能形成（chéng）芽（yá）孢（內生孢子）的杆菌（jun1）或球菌。包括芽孢杆菌屬、芽孢乳杆菌屬、梭菌（jun1）屬、脫（tuō）硫腸狀菌屬和（hé）芽孢八疊球菌屬等。它們對外界有害因子（zǐ）抵抗力強（qiáng），分布廣，存在（zài）於（yú）土壤、水、空氣以及動物腸道等處。

       本工藝中利用的芽孢杆菌，主要包括地衣芽（yá）孢杆菌、苛（kē）性芽胞杆菌（jun1）、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菌中對（duì）蛋白質、澱粉和脂肪有較（jiào）高的分解能力，去除機理如下：

       A. 脫氮機理

       同傳統的硝（xiāo）化、反硝化脫（tuō）氮原理不（bú）同，Bacillus菌（jun1）直接吸取（qǔ）胺（有機氮）、氨氮以及銨鹽，為微生物（wù）所利用，從（cóng）而進行脫氮，氮（dàn）元（yuán）素部（bù）分以有機氮的形式進入汙泥中，並通過剩餘汙泥的排放從係統（tǒng）中去除，部分轉化成氮氣排入空氣中。

       B. 除磷機（jī）理

       Bacillus菌屬於革蘭氏陽性菌。與革蘭氏陰性菌相（xiàng）比（bǐ），革蘭氏陽（yáng）性菌細胞壁比革蘭氏陰性菌（在一般活性汙泥工藝中使用的菌類）的細胞（bāo）壁厚而（ér）均勻，主要（yào）通過肽鍵來連接肽聚糖構成細胞壁。革蘭氏陽性菌的細胞壁包含了（le）大量的磷壁酸。也就是（shì）說，在微生物的合成反應中，磷酸鹽以磷壁（bì）酸的形式進入Bacillus菌的細（xì）胞壁中，*後通過剩（shèng）餘汙泥的排放從係統中脫磷。

       通過Bacillus菌除磷一般去除（chú）率在50%以上（shàng），為了保證達（dá）標，采取輔助化學除磷。

       C. 除臭機理

       Bacillus菌可將汙水中的氨、氨鹽、硫化氫等狀（zhuàng）態的物質吸收，去除了臭氣產生成份（fèn），大大降低了係統臭氣產生量。

       D. 消毒機理

       Bacillus菌在生長代謝過（guò）程中，分泌Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等抗生（shēng）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（ní）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菌的特點

       ◆Bacillus菌具有超強的繁殖能力，在低溫、高（gāo）鹽度、高壓等極具嚴酷的極（jí）限（xiàn）環境中也（yě）具有適應（yīng）能力。

       ◆可（kě）分解（jiě）蛋白質和將澱粉分解至葡萄糖的能力。

       ◆可分解脂肪酸。

       ◆可吸收轉化增殖分解後的物質。

       ◆Bacillus菌屬適氮和硫磺素（sù）菌種，可將汙（wū）水中氮素被氧化前（qián）的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物質吸收，去除了臭氣產生成份，降低了係（xì）統臭氣產生量（liàng）。

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

       ◆可以分泌抗生素，具有殺菌滅菌的功效。

       ◆可分泌的酵素具有強力的水（shuǐ）分解能力，可分解難分解的蛋（dàn）白質、脂質、核酸等物質（zhì），通過對難分解性物質的分解、可大（dà）幅提高處理效率。

      ◆能分泌出一種特殊的粘性物質，具有很強的吸（xī）附過濾能力。

       ◆含有Bacillus菌的活性汙泥的脫（tuō）水性能非常好

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

       BBR裝置中的盤片（生物載體）為Bacillus菌（jun1）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、分解汙水中的汙染物。其主要特點如（rú）下：

       ◆BBR盤（pán）片是采（cǎi）用優質材（cái）料聚乙稀基樹脂PVDC製造而成的特殊網狀結構。

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

       ◆BBR盤片質量輕（密度在0.05-0.06g/cm3），不吸水，因此（cǐ）電機功（gōng）耗較低，後續的保（bǎo）養和操作也較為簡（jiǎn）便。

       ◆BBR盤片具有獨特的網狀結構，使得微生物（wù）可以（yǐ）維持較（jiào）高密度的附著率（約（yuē）10,000～30,000mg/L），從而可適應流量、有（yǒu）機物負荷變化造成的衝擊，對低溫也有著極高的適應性。

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

       汙水處理工藝比選

       這三種工藝的（de）比較表（biǎo）如下表所示：