汙水處理工藝的選擇是根據汙水進水水質（zhì）、出水標準、汙水處理廠（chǎng）規模、排放水體的（de）環境容量，以及當前的經濟條件、管（guǎn）理水平（píng）、自然（rán）條件、環境特點等因素綜合分析（xī）研究後確定的。各種工（gōng）藝有其各自的特點及（jí）適用條件，應結合當地的實（shí）際情況、項目（mù）的具體特點而定。

       汙水（shuǐ）處理廠工藝選擇原則如下：

       1）工藝性能先進性（xìng）：工藝先進而且成熟，流程簡（jiǎn）單，對水質適應性強，出水達（dá）標率高，汙泥生成量少且易於處理、處（chù）置；

       2）高（gāo）效節能經濟性：耗電量小，運行（háng）費用低，投資省，占（zhàn）地少；

       3）運行管理適（shì）用性：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（jìng），控製噪聲，防治臭氣，創造文明生產條件。

       根據水質分析的（de）結（jié）果，本工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（huà）脫氮（dàn）除磷（lín）工藝。

       根（gēn）據對各項汙（wū）染物去除率的要（yào）求，表明汙（wū）水處理廠需釆用強化生物處理工藝，但（dàn）生物處理工藝在滿足常規去除（chú）CODcr和BOD5以及SS的同時，必須具備除磷（lín）脫氮（dàn）的功能。通過對國內外釆用脫氮除磷（lín）工藝的汙水廠設計參數和運行經驗，釆用適宜的（de）除磷脫氮汙水生物處（chù）理工（gōng）藝，對表中汙染物的去除是能夠得到（dào）保證的（de）。

       本工程（chéng）進水的TP濃度較高，根據國內（nèi）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是有風險的。為保證汙水穩（wěn）定的（de）達標（biāo）排放，本工（gōng）程增設化學（xué）輔助（zhù）除（chú）磷設（shè）施，與生物除磷相結合以強化除磷效果，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（lì）為主），如果（guǒ）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（yù）處理措施以降（jiàng）低進水中的懸（xuán）浮物濃度。

       根據以上分析（xī），本工程汙水（shuǐ）處理（lǐ）工藝必須考慮加強除磷脫氮的工藝。根據水質條件分（fèn）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）二級汙水處理工藝主（zhǔ）要包括A2/O、MBR與BBR等，本報告將對這幾（jǐ）種處（chù）理工藝進行介（jiè）紹，並進一步比選出本工（gōng）程的推薦工藝。

      A2/O工（gōng）藝概述

       A2/O是根（gēn）據微生物的特性而（ér）研究的*典型也*原始的除磷（lín）脫氮工藝。A2/O即A-A-O，厭氧（yǎng）-缺（quē）氧-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（tā）的基本流程（chéng）是在厭氧-好氧除磷的工藝中加入缺氧池，將（jiāng）好氧池流（liú）出的（de）一部分混合液回流至缺氧池（chí）前端，以達（dá）到反硝（xiāo）化的目的，在*段的厭氧池主要進行磷的釋放，使汙水的磷的濃度升高，溶解性的有機（jī）物（wù）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做（zuò）碳源（yuán），將回流混合液中帶入大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空氣，因BOD5濃度繼續下降，NO3-N濃（nóng）度大（dà）幅度下降，而（ér）磷（lín）的變化很（hěn）小（xiǎo）。在好氧池中，有（yǒu）機物被微（wēi）生物生氧化而繼續下（xià）降，有機N被氨化繼而被硝（xiāo）化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，而P隨著聚（jù）磷菌的過量攝取。也以較快的速度下降。經過多年的實踐檢驗，A2/O工藝在（zài）除磷脫（tuō）氮方麵無可替代（dài），尤其在（zài）大型汙水處（chù）理（lǐ）廠的應用（yòng），表現出其強大的除磷脫氮（dàn）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（gè）種汙水處（chù）理中。由於采用重力式（shì）沉澱方式作為固液分離手段，因此（cǐ）帶來（lái）了很多方麵的問（wèn）題（tí），如固液（yè）分離效率不高、處理（lǐ）裝置容積負荷低（dī）、占地（dì）麵積大、出水（shuǐ）水質不穩定、傳氧效率低、能（néng）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水（shuǐ）難（nán）以滿足越來越嚴格的汙水排（pái）放標準，同時，經濟的發展所帶（dài）來的水資源（yuán）的日益短缺也迫切要求開發合適的汙水資（zī）源（yuán）化技術，以緩解水資源的供需矛盾（dùn）。在上述（shù）背（bèi）景下，一種新型（xíng）的水處理技術——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生（shēng）。隨著（zhe）膜分離技術和產品的不斷（duàn）開發（fā），MBR也（yě）更具有實用價值，近年來許多*都投入了大量資（zī）金（jīn）用於開發此項技術。

       1、MBR概述

       MBR是指將超、微濾膜分離技術與汙水處理中的生物反應器相結合而成的一種新的汙水處理裝置。這種反應器（qì）綜（zōng）合了膜處理技術和生（shēng）物處理技術帶來的（de）優點。超、微濾膜組件作為泥水分離單元，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較大分子有機物，使之停留在反應器內，使反應器內獲得高生物濃度，並（bìng）延長有機固體（tǐ）停留時間，極大地提高了微（wēi）生物對有機物的氧化率（lǜ）。同時，經超、微濾膜處（chù）理後，出水質量高，可（kě）以直接用於（yú）非飲用水（shuǐ）回用。係統（tǒng）幾乎不排剩餘汙泥，且（qiě）具有較高的抗衝（chōng）擊能力。特別1989年Yamamoto將中空纖維膜應用於活性汙泥處理中，使工藝（yì）運行成本大大降低，實際應用前（qián）景廣（guǎng）闊（kuò）。因此，MBR是當今倍受國內外專家學（xué）者（zhě）重視的一（yī）項高新水處理技術。

       2、MBR種類

       從整（zhěng）體構造上來看，MBR是由膜組件和生物反應器兩部分組（zǔ）成。根據這兩部分操作（zuò）單元的組合方（fāng）式，膜生物反應器可分（fèn）為分置式和一體式（浸沒（méi）式）兩種。分置式MBR是指膜組（zǔ）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（gōng）藝優缺點

       MBR工藝的（de）主要特點如下：

       （1）出水水質好

       由於采用膜分離技術（shù），不必設立（lì）、過濾等其它固液分離設備（bèi）。高效的固液分離將汙水中有懸浮物質、膠體物質、生物單元（yuán）流失的微生物菌群與已淨化的水分（fèn）開，不需經三級（jí）處理即直接可回用，具（jù）有較高的水質安全性。


       （2）占地麵積（jī）小

       膜生物反應器生物處理單元（yuán）內微生（shēng）物維持高濃度，使容積負荷大大提高，膜分離的高效性使處理單（dān）元水力停留時間大大縮短，占地麵（miàn）積減少。同時膜生物反應器由（yóu）於采用了膜組件，不需要沉澱池和專門的過（guò）濾車間，係統占（zhàn）地僅為傳（chuán）統方法的60%。

       （3）節約能源（yuán）

       由於MBR高效的氧利用（yòng）效率，和獨特的（de）間歇性運行方式，大大減少了曝氣設備（bèi）的運行時間和用電量，節省電耗。

       與此同（tóng）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（de）實質仍為AO工藝，因此其生物處理能（néng）力也與AO工藝接（jiē）近，從目前的進水水質來看，本工程的C/N比較低，因此AO工（gōng）藝並不能將NH3-N去除至目標水質（zhì），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（yóu）於膜的截留能（néng）力較強，導致單位膜麵積的水通（tōng）量（liàng）較低，因此MBR工藝較多應用於水量較小的項目中，對於大規模汙水項目，其膜組配備（bèi）量較大，因此投資較高。

       （3）維護費用較高

       由於膜組件是耗材，一套膜組件的壽命（mìng）約（yuē）為2-3年，而更換一套其費用相對較（jiào）高，導致MBR的維護費（fèi）用較其他工藝更高。並且由於國內汙水內所含雜質較多，膜（mó）很容易被各種（zhǒng）尖銳物質（如沙粒、竹片等）所劃傷，其更換頻率較國（guó）外更高，導致運行成本進一步增加。

       BBR工藝（yì）概述

       BBR生化工藝在城（chéng）市（shì）生活汙水的應用中主要（yào）有以下三（sān）個特（tè）點：

       ◆BBR工（gōng）藝的核心是使（shǐ）用Bacillus菌（芽孢杆菌屬）作為係統的優勢菌屬。

       ◆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（hé）活性汙泥法（BBR生（shēng）化池（chí））相結（jié）合的組合生化處理工藝。

       ◆BBR生（shēng）化工藝出水可（kě）以滿足《城鎮汙（wū）水處理廠（chǎng）汙染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準（zhǔn）。

       1）BBR工藝流程

       BBR工藝流（liú）程如下圖所示：


       *先經過預處理的汙水進入BBR裝置（生物膜法裝置），在（zài）BBR裝置中（zhōng），通過附著在（zài）BBR裝置載體表麵上的Bacillus菌吸附和分（fèn）解進水中的有機物、氨氮和磷酸鹽。BBR裝置對有機物（wù）的去除率一般可以達到40-75%。

       BBR裝置自流入BBR生化池，在BBR生化池（chí）內，通過對（duì）溶解氧等條（tiáo）件的控（kòng）製，保證Bacillus菌處於優勢地位，*大可能（néng）發揮其高效去除有機物、磷和氮的能力。

       BBR生化池的出水自流入二沉池，在二沉池內泥（ní）水進行分離。上清液（yè）達（dá）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（wū）泥回流）和BBR生化池出水進行回流（內回流），汙泥回流和內回流均至BBR設備前。

       為了保持Bacillus菌的高活性，需要（yào）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（yì）特點

       BBR工藝的主（zhǔ）要（yào）特點（diǎn）如下：

       ◆BBR生化工藝采用了生物膜法（BBR生物轉盤裝置（zhì））和活性汙泥法（BBR生化池）的組合（hé）工（gōng）藝（yì），以保持Bacillus菌去除各種汙染物的高性能。

       ◆BBR生化工藝在（zài）處理（lǐ）城市汙水時，采用汙泥（ní）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（jun1）的高活性和（hé）對各種汙染物的（de）高去除率。

       ◆為保持Bacillus菌處於優（yōu）勢地位和對氮、磷較高的高去除效率，BBR生（shēng）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（róng）解氧控製在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（jiā）上BBR裝置采用自然（rán）通風，這樣BBR生化處理工藝相比傳統生化處理工藝（yì）的能（néng）耗約低30-50%（隻對生化部分比（bǐ）較）。

       ◆BBR生（shēng）化工藝采用Bacillus菌（jun1）作（zuò）為（wéi）係（xì）統的優勢菌屬，由於其對有機（jī）物、氮和磷（lín）的獨特去除機理和較高的去除率，通過合理的設計，其出水（shuǐ）可以滿足《城鎮汙水處（chù）理廠汙染物排放標準》（GB18918-2002）一（yī）級A標準。

       ◆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（xū）要進（jìn）行額外（wài）的（de）除臭處理，這樣可以減少汙水處（chù）理廠對（duì）除臭係統的投資和運行費用。◆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，對汙泥後續的*終處置（資源化）創造了較好的條件。

       ◆BBR生化係統整體（tǐ）建設用地少於傳（chuán）統工藝。

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

       ① Bacillus菌介紹

       芽孢杆菌（Bacillus），細菌（jun1）的（de）一科，能形成芽孢（內生孢子）的杆（gǎn）菌或球菌。包括芽孢杆菌屬、芽孢乳杆菌（jun1）屬、梭菌屬、脫硫腸狀菌屬和芽孢八疊球菌屬（shǔ）等（děng）。它們對外界有害因子抵抗力強，分布廣，存在於土壤、水、空氣以及動物（wù）腸道等處。

       本工藝中利用的芽孢杆菌，主要包括地衣芽孢（bāo）杆菌、苛性芽胞杆（gǎn）菌、球（qiú）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（wù）的去除

       Bacillus菌中對（duì）蛋白質、澱粉和脂肪有較高的分解（jiě）能力，去除機理如下：

       A. 脫氮機理

       同傳統的硝化（huà）、反硝化脫氮原理（lǐ）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，從而進行脫氮，氮元素部分以有機氮的（de）形式進入（rù）汙泥（ní）中，並通過剩餘汙泥的排放從係統中去（qù）除，部分轉（zhuǎn）化成氮（dàn）氣排入空氣中。

       B. 除磷機理

       Bacillus菌屬於革蘭氏陽（yáng）性菌。與革蘭氏陰性菌相比，革蘭氏陽性菌細胞（bāo）壁（bì）比革蘭氏陰性菌（在一般活性汙泥工藝中使用的菌（jun1）類）的細胞壁厚而均勻，主要通過肽鍵來連（lián）接肽聚糖構成（chéng）細胞壁。革蘭氏陽性菌的細胞壁包含了大量的磷壁（bì）酸（suān）。也就是說，在微生物的（de）合成反應中，磷酸（suān）鹽以（yǐ）磷壁（bì）酸的形（xíng）式進入Bacillus菌的細胞壁中，*後通過剩餘汙泥的排放從係統（tǒng）中脫磷。

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

       C. 除（chú）臭機（jī）理

       Bacillus菌可將汙水中的氨（ān）、氨鹽、硫化氫等狀態（tài）的物質（zhì）吸收，去除了臭氣產生成份，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（shēng）素，可以溶解或（huò）殺滅處理水中的大（dà）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（lì），在低溫、高鹽度、高壓等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（pú）萄糖的能力。

       ◆可分解脂肪（fáng）酸。

       ◆可（kě）吸收轉化增殖分解後（hòu）的物質。

       ◆Bacillus菌屬適氮和硫磺素菌種，可將汙水中氮素（sù）被氧化前的氨、氨（ān）鹽、硫化氫等狀（zhuàng）態的物質吸收，去除了（le）臭（chòu）氣產生成份，降低了係統臭氣產生量。

       ◆Bacillus菌具有孢子形成能力，在惡劣（liè）環境中能保持活性菌種增殖（zhí）數量，維（wéi）持處理能力（lì）。

       ◆可以分泌抗生素，具有殺菌滅菌的功效。

       ◆可（kě）分泌的酵素具有強力的水分解能力，可分（fèn）解難分解的蛋白質、脂（zhī）質、核酸等物質，通過（guò）對難分解性物質的（de）分解、可大幅提高處（chù）理（lǐ）效率。

      ◆能分泌出一（yī）種特（tè）殊的粘性物質，具有很強的吸（xī）附過濾能（néng）力（lì）。

       ◆含有Bacillus菌的活性汙泥（ní）的脫水性能非常好

       4）BBR生化工藝（yì）核心設備——BBR裝置

       BBR裝置（zhì）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BBR裝置中保持（chí）足夠量的Bacillus菌，同時吸附、分（fèn）解（jiě）汙水中的汙染物。其（qí）主要特點如下：

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

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

       ◆BBR盤片質量輕（密度在0.05-0.06g/cm3），不吸水，因此電（diàn）機功耗較低（dī），後續的保養（yǎng）和操作（zuò）也較為簡（jiǎn）便。

       ◆BBR盤（pán）片具有獨特的網狀結構，使得微生物可以維持較高密度的附著率（約10,000～30,000mg/L），從而（ér）可適應流量、有機物負荷變（biàn）化造成（chéng）的衝（chōng）擊，對低溫也有著極高的適應性。

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

       汙水（shuǐ）處理工藝比（bǐ）選

       這（zhè）三種工藝的比較表如下表所（suǒ）示：