汙水處理工藝的選擇是根據汙（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）的經濟條件、管理水平、自然條件、環（huán）境特點等因素綜合分析研究後確（què）定的。各種工藝有其各自的特點及適用條件，應結合當地的實際情況、項目的具體特點而定。

       汙水處理廠工藝選擇原則（zé）如下：

       1）工藝性能先進性：工藝先進（jìn）而且成熟，流程（chéng）簡（jiǎn）單（dān），對水質適應性強（qiáng），出水達標率高（gāo），汙泥生成量少且易於處理、處置；

       2）高效節能經（jīng）濟性：耗電量小（xiǎo），運行（háng）費（fèi）用低，投資省，占地少；

       3）運行管理（lǐ）適用性：運行管理方便，設備（bèi）可靠，易於維（wéi）護；

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

       根據水質分析的結果，本工程進水水質濃度偏高，BOD5/CODcr=0.2、BOD5/TN=2.1、BOD5/TP=20，需要使用強化脫氮除磷工藝。

       根據對各項汙染物去（qù）除率的（de）要求，表明汙水處（chù）理廠需釆用強化生物處理工藝（yì），但生物（wù）處理工藝（yì）在滿足常規去除CODcr和BOD5以及SS的同時，必須具備（bèi）除磷（lín）脫（tuō）氮的功能。通過對國內外釆用脫（tuō）氮除磷工藝的汙水廠設計參數和運行經（jīng）驗，釆用適宜的除（chú）磷脫氮汙水生物處（chù）理工藝，對表中（zhōng）汙染物的去除是能夠得到保證的（de）。

       本工程進（jìn）水的TP濃（nóng）度較高，根據（jù）國內外汙水處理廠的運行經驗，高濃度的TP完全（quán）依賴於生物除（chú）磷是有風（fēng）險的。為保（bǎo）證汙水穩定的達標排放，本工程（chéng）增設化學輔助除磷（lín）設施，與生物除磷相結合（hé）以強化除磷效（xiào）果，達到汙水排放標準。

       本工程進水中的（de）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（yǐng）響非常大，所以應采取適當（dāng）的預處理措施以降低進水中的懸浮物濃度。

       根據以上分析（xī），本工程汙水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（xī），本項目汙水較適合使用生物脫氮除磷工藝。目前國內應用的二級汙（wū）水處理工藝主要包括A2/O、MBR與BBR等，本報告將對（duì）這（zhè）幾種處理工藝進行（háng）介（jiè）紹，並進一步比選出本工程的推薦（jiàn）工藝。

      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（dàn）工藝。A2/O即A-A-O，厭氧-缺氧-好氧流程（Anaerobic -Anoxic-Oxic，簡稱（chēng）A-A-O或A2/O）。A2/O工藝由厭氧池、缺氧池、好氧池串聯而（ér）成。


       它的基本流程是在厭氧-好氧除磷的工藝中加入缺氧池，將好氧池流出的一部分混（hún）合（hé）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吸收使汙水（shuǐ）中的BOD5濃度下降，另外（wài）部分NH3-N因（yīn）細胞的合（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做碳源，將回流混合液中帶入大量NO3-N和NO2-N還原（yuán）為N2釋放到空（kōng）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被氨化繼而（ér）被硝化，使（shǐ）NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過程使NO3-N濃度增加，而（ér）P隨著（zhe）聚磷菌的過量攝取。也（yě）以較快的速度下降。經（jīng）過多年（nián）的實踐檢驗，A2/O工藝在除磷脫氮方麵無可替代，尤（yóu）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工藝概述

       傳（chuán）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為固液分離手段，因此帶來了很（hěn）多方麵的問題，如固液分離效率不高、處理裝置容積負荷低、占地麵積大、出水水質（zhì）不穩定、傳氧效率低、能耗高以及剩餘汙泥（ní）產量大（dà）等等。傳統生物處理工（gōng）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，經濟的發展所帶來的水資源的日益短缺（quē）也迫切要求開（kāi）發合適的汙水資源化技術，以緩解水資源的供需矛盾。在上述背景下，一種新型的水處理技術——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生。隨著膜分離技術和產品的不斷開發，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（cǐ）項技術。

       1、MBR概述

       MBR是指將超、微（wēi）濾膜分（fèn）離技術與汙（wū）水處（chù）理中的生物反應器相結合而成的一種新的汙水處理裝（zhuāng）置。這種反應器綜（zōng）合（hé）了膜處理（lǐ）技術和（hé）生物處理技術帶來的優點。超、微濾膜組件（jiàn）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（wù）絮體和較大分子有機物（wù），使之停留在（zài）反應器內，使反應器內獲得高生物濃度，並延長有機（jī）固體（tǐ）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（chāo）、微濾膜處理後，出水質量高（gāo），可以直接用於非飲（yǐn）用水回用。係（xì）統（tǒng）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（jiāng）中空纖維膜應（yīng）用於活（huó）性汙泥處理中，使（shǐ）工藝運行成本大大降低（dī），實際應用前景廣闊（kuò）。因（yīn）此，MBR是當今倍受國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是由膜組件（jiàn）和生物反應器（qì）兩部分組成。根據這兩部分（fèn）操作單元的組合方式，膜生物反應器可分為（wéi）分置式和一體式（浸沒式（shì））兩種。分置式MBR是指膜（mó）組件與生（shēng）物反應器分開設置，浸（jìn）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工藝的主要特點如下：

       （1）出水水質好

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


       （2）占地麵積小（xiǎo）

       膜生物反應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（lí）的高效性使處理單元水力停留時間（jiān）大大縮短，占地麵積減少。同時膜生物反應器由於采（cǎi）用了膜組件，不需要沉澱池和專門的過濾車間（jiān），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（lǜ），和獨特的間歇性運行方式，大大減少了曝氣設（shè）備的運行時（shí）間和用電量，節省（shěng）電耗。

       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（yīn）此其生（shēng）物處理能力也與AO工藝接近，從目前（qián）的（de）進水水（shuǐ）質來看，本工程的C/N比（bǐ）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（hǎo），對（duì）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（jiào）強，導致單位膜麵積的水通（tōng）量較低，因此（cǐ）MBR工藝較多應用於水量（liàng）較小的項目中，對（duì）於大（dà）規（guī）模汙（wū）水項目，其膜組配備量（liàng）較大，因此投資較高。

       （3）維護費用較高

       由於膜組件是（shì）耗材，一套膜組件的壽命約為2-3年，而更（gèng）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。並且由於國內汙水內所含雜質較（jiào）多，膜很容易被各種尖銳物（wù）質（如沙粒、竹片等）所劃（huá）傷，其更換頻率較國外更高，導（dǎo）致運行成本進一步增加。

       BBR工（gōng）藝概述

       BBR生化工（gōng）藝在城市生活汙（wū）水的應用中主要有（yǒu）以下三個特點：

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

       ◆為了滿（mǎn）足Bacillus菌的（de）生長環境條件，BBR工藝采用生物膜法（BBR裝置）和（hé）活性汙（wū）泥法（fǎ）（BBR生化池）相結合的（de）組合生化處理工藝。

       ◆BBR生化（huà）工藝出水可以（yǐ）滿（mǎn）足《城鎮汙水處理廠汙染物排（pái）放標準》（GB18918-2002）一級A標（biāo）準。

       1）BBR工藝（yì）流程

       BBR工藝流程如下圖所示：


       *先經過預處理的（de）汙水進入（rù）BBR裝置（生（shēng）物膜法裝置），在BBR裝置中，通過附著在BBR裝置載（zǎi）體（tǐ）表麵上的（de）Bacillus菌吸附和分解進水中的有機物、氨（ān）氮和磷酸鹽。BBR裝置（zhì）對有機物的去除率一般（bān）可（kě）以達到40-75%。

       BBR裝置（zhì）自流入BBR生化池（chí），在（zài）BBR生化池內，通過對溶解氧等條件的控製，保證Bacillus菌（jun1）處（chù）於優勢地位，*大可能發揮其高效去除有機（jī）物、磷和氮的能力。

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

       根據Bacillus菌生長的需要和工藝特點，需要沉（chén）澱池汙泥回流（汙泥回流）和BBR生化池出水進行回流（內回流），汙（wū）泥（ní）回流（liú）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工藝特點

       BBR工藝的（de）主要特點如下：

       ◆BBR生化工藝采（cǎi）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，以保持Bacillus菌去除各種汙染（rǎn）物的高性能。

       ◆BBR生化工藝在處理城市汙水時，采（cǎi）用汙泥回流保持Bacillus菌的數（shù）量滿足去除有機物的要求；通過（guò）內（nèi）回流保持Bacillus菌的高活性和對各種（zhǒng）汙（wū）染物的高去除率（lǜ）。

       ◆為保持Bacillus菌（jun1）處於優勢地位和對氮、磷較高（gāo）的高去除效率，BBR生化工藝對溶解（jiě）氧控製到較低（dī）的水平（DO不高於1mg/L），與傳統生（shēng）化工（gōng）藝（一般溶解氧（yǎng）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（hǎo）地降低（dī）能耗；加上（shàng）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（chù）理工藝的能耗約低30-50%（隻對生化部分比（bǐ）較）。

       ◆BBR生化工藝采用（yòng）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《城鎮汙水處理廠汙染物排（pái）放標準》（GB18918-2002）一（yī）級A標準。

       ◆由於Bacillus菌本身具有除臭能（néng）力，其生（shēng）化工藝段、汙泥（ní）處理段可以不需（xū）要進（jìn）行額外的除臭處理，這樣可以減少汙水（shuǐ）處理廠（chǎng）對除臭係統的投資和運行（háng）費用。◆由於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（biāo）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生化係統整體建設用地少於（yú）傳統工藝。

       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）的杆菌或球菌。包括（kuò）芽孢杆菌屬、芽孢乳杆菌屬、梭菌屬、脫硫（liú）腸狀菌屬和芽孢八疊球菌屬等。它們對外界有（yǒu）害因子抵抗力強，分布廣，存在（zài）於土壤、水（shuǐ）、空氣以及動物腸道等處。

       本工藝（yì）中（zhōng）利用的芽（yá）孢杆菌（jun1），主要包（bāo）括地衣芽孢杆菌、苛性芽（yá）胞（bāo）杆菌、球形芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌、浸麻芽孢杆菌等（děng）。

       ② Bacillus菌去除汙染物機理

       A. 有機物的（de）去除（chú）

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

       A. 脫氮機理

       同傳統的硝（xiāo）化、反硝化脫氮原理不同，Bacillus菌直接吸取胺（有（yǒu）機氮）、氨氮以及（jí）銨（ǎn）鹽，為微生物所利用（yòng），從而進行脫氮，氮元素部分以有機（jī）氮的形式進入汙泥（ní）中，並通過剩（shèng）餘汙泥的排放從係統中（zhōng）去除，部（bù）分轉化成（chéng）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（jun1）相比，革蘭氏陽（yáng）性菌細胞壁比革蘭氏陰性菌（在一般（bān）活性汙泥工藝中使用（yòng）的菌類）的細胞壁厚而均勻，主要通過肽鍵來連接肽聚糖構成（chéng）細胞壁。革蘭氏陽性（xìng）菌的細胞壁包含了大（dà）量的磷壁酸。也就是說，在（zài）微生物的合成反應中，磷（lín）酸鹽以磷壁酸（suān）的形式進入Bacillus菌的（de）細胞壁中，*後通過剩餘汙泥的排（pái）放從係統中脫磷。

       通過Bacillus菌除磷一（yī）般（bān）去除率在50%以上（shàng），為了保證達標，采取輔助化學除（chú）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（qì）產生成份，大大降低了係統臭氣產生量。

       D. 消（xiāo）毒機理

       Bacillus菌在生長代謝過（guò）程中，分泌（mì）Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等抗生素，可以溶（róng）解或（huò）殺（shā）滅處理水中的大腸杆菌及一般（bān）細菌等。

       由於係統具有自我消毒能力（lì），剩餘汙泥（ní）基本上不需（xū）要（yào）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（jun1）具有（yǒu）超強的（de）繁殖能力，在低溫、高鹽度、高（gāo）壓等（děng）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（fěn）分解至葡萄糖的能力。

       ◆可分解脂肪（fáng）酸。

       ◆可吸收轉化增殖分解後的物質。

       ◆Bacillus菌屬適氮和硫磺素菌種，可將汙水中氮素被氧化前的氨（ān）、氨（ān）鹽、硫化氫等狀態的物質吸收，去除（chú）了臭氣產（chǎn）生（shēng）成（chéng）份，降低了（le）係統（tǒng）臭氣產生量。

       ◆Bacillus菌具有孢子形（xíng）成能力（lì），在惡劣環境中能保（bǎo）持活性菌種增殖數量（liàng），維持（chí）處理能力。

       ◆可以分泌抗生（shēng）素（sù），具有殺菌滅菌的功效。

       ◆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、核酸等物質，通過對難分解性物質的分解、可大幅提高處理效率。

      ◆能分泌出一種特殊的粘性物質，具（jù）有很強的吸（xī）附過濾能力。

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

       4）BBR生化工（gōng）藝（yì）核心設備——BBR裝置

       BBR裝置中的盤片（生物載體（tǐ））為Bacillus菌提供了一個（gè）生（shēng）長（zhǎng）、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（zhōng）的汙染物。其主（zhǔ）要特點如下：

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

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

       ◆BBR盤片質量輕（密度在0.05-0.06g/cm3），不（bú）吸水，因（yīn）此電機功耗較低，後續的保養和操作也較為簡便。

       ◆BBR盤片具有獨特的網（wǎng）狀（zhuàng）結構，使得微生物可以維持較高（gāo）密度的附著率（約10,000～30,000mg/L），從而可適應流（liú）量、有機物（wù）負荷變化造（zào）成的衝擊，對低溫也有著極高的適應（yīng）性。

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

       汙水處理工藝比選

       這三種工藝的比較表如（rú）下表所示：