汙水（shuǐ）處理工藝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（de）經濟條件（jiàn）、管理水平、自然（rán）條件、環境特點等因素綜合（hé）分析研究後確定的。各種工藝有其各自的特點及（jí）適用條件，應結（jié）合當地的實（shí）際情況、項目的具體特點而定。

       汙水處理廠工藝選擇原則如下：

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

       2）高效節能經濟性：耗（hào）電量小，運行費用低，投資省，占地（dì）少；

       3）運行管理適（shì）用性：運行管理方便，設備可靠，易（yì）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（tiáo）件。

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

       根據對各項汙染物去除率的要求，表（biǎo）明汙水處理廠需釆用強化（huà）生物處理工藝，但（dàn）生（shēng）物處理工藝在滿足常規去（qù）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（jì）參數和運行經驗，釆用適宜的除磷脫氮汙水生物（wù）處理工藝，對（duì）表中汙（wū）染物的去除是（shì）能夠得到保證的。

       本工程進水的TP濃度較高，根據國內外汙水處（chù）理廠的（de）運行經驗，高濃度的TP完全依賴於生物除磷是有風險的。為保證汙水穩定的達（dá）標（biāo）排放（fàng），本工（gōng）程（chéng）增設（shè）化學輔助除磷設（shè）施（shī），與生物除磷（lín）相結合以（yǐ）強化除（chú）磷效果，達到汙水排放標準。

       本工程進水中的SS濃度較高（gāo）（以無（wú）機顆粒為主），如果不進行預處（chù）理，其對後續的（de）生化處理係統影響非常大，所以應采（cǎi）取適（shì）當的預處理措施以降低（dī）進（jìn）水中的懸浮物濃度（dù）。

       根據以上分析，本工程汙水處理工（gōng）藝必須（xū）考（kǎo）慮加強除磷脫氮的工藝。根據水質（zhì）條件分析，本項目汙水較適合使用生物脫氮除磷工藝。目（mù）前國內應用的二級汙水處理工藝主要包（bāo）括A2/O、MBR與BBR等（děng），本報告將對這幾種處理工藝進行介紹，並進一步比選出本工程的推薦工藝。

      A2/O工藝概述

       A2/O是（shì）根據微（wēi）生物的特性而研（yán）究的*典型也（yě）*原（yuán）始的除磷脫氮工藝。A2/O即（jí）A-A-O，厭氧-缺氧-好氧流程（Anaerobic -Anoxic-Oxic，簡稱A-A-O或A2/O）。A2/O工藝由厭（yàn）氧池、缺（quē）氧池、好（hǎo）氧池串聯而成。


       它的基本流（liú）程是在厭氧-好（hǎo）氧除磷的工藝中加入（rù）缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至（zhì）缺氧池前端，以達到反硝化的目的，在*段的厭氧池主要（yào）進行磷的釋放，使汙水的磷的（de）濃度升高，溶解性的（de）有機物被（bèi）細菌吸收使汙水中的BOD5濃度下（xià）降，另外部分NH3-N因細胞的合成得以（yǐ）去除，汙水（shuǐ）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，將回流混合液中帶入大（dà）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（lín）的（de）變化很小。在好氧池（chí）中（zhōng），有機物被微生物生氧化而繼續下降，有機N被氨化（huà）繼而被硝（xiāo）化，使（shǐ）NH3-N濃度顯著下降，但隨（suí）著硝化過程使NO3-N濃度增加，而（ér）P隨著聚磷菌的過（guò）量攝取。也以較快（kuài）的速度下降。經過多（duō）年的實踐（jiàn）檢驗，A2/O工（gōng）藝在除磷脫氮方麵無（wú）可替代，尤其在大（dà）型汙水處理廠的應用，表現出其強大的除磷脫氮功能。

       MBR工（gōng）藝概述（shù）

       傳統的活性汙泥工藝(Conventional Activated Sludge, CAS)廣泛地應用於各種汙水（shuǐ）處理中。由於（yú）采用重（chóng）力式沉（chén）澱方式作為固（gù）液分（fèn）離手段，因此帶（dài）來了很（hěn）多方麵的問題（tí），如（rú）固液分離（lí）效率（lǜ）不高、處理裝置容積負荷低、占地麵積大（dà）、出水水質不穩定、傳氧效（xiào）率低、能耗高以及剩餘汙泥產量大（dà）等等。傳統生物（wù）處理工（gōng）藝處理後的水難以滿足越來（lái）越嚴（yán）格的汙（wū）水排（pái）放標準，同時（shí），經濟的發展所帶（dài）來的水資源（yuán）的日益（yì）短缺也迫切要求開發合適（shì）的汙水資源化（huà）技術，以緩解水資（zī）源的供需矛盾。在上述背景下（xià），一種（zhǒng）新型的水處理技術——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生。隨著膜分離技術和（hé）產品的不斷開發，MBR也更具有實用（yòng）價值，近年來許（xǔ）多*都投入了大量資（zī）金用於開發此項技（jì）術。

       1、MBR概述

       MBR是指將超、微濾膜分離技術與汙（wū）水處理中的生物反應器相結合而（ér）成的一種新的汙水處理裝置。這種反應器綜合了膜處（chù）理技術和生物處理技術帶（dài）來的優點。超、微（wēi）濾膜組件（jiàn）作為泥水分離單元，可以完全取代二次沉澱（diàn）池（chí）。超、微濾膜截留活（huó）性汙泥混合液中微生（shēng）物（wù）絮體和較大（dà）分子有機物，使之停留在反應器內，使反應器內獲得高（gāo）生物濃度（dù），並延長有機（jī）固體停留（liú）時間，極大地提高了微生物對有機物的氧化率。同時，經超、微濾（lǜ）膜處理後，出水質量高，可以（yǐ）直接用於非飲用水回用。係統幾乎不（bú）排剩餘汙泥，且具（jù）有較高的抗（kàng）衝擊（jī）能力。特別1989年Yamamoto將中空（kōng）纖維膜應用於活性汙泥處理中，使工藝運行成（chéng）本（běn）大大降低，實際應用前景廣闊。因（yīn）此（cǐ），MBR是當（dāng）今倍（bèi）受國內外專家學者（zhě）重視的一項高新水（shuǐ）處理技術。

       2、MBR種類

       從整體構造上來看，MBR是由膜組件和生物反應器兩部（bù）分（fèn）組成。根據（jù）這兩部分操作單元（yuán）的（de）組合方式（shì），膜生物反應器可分為分置式（shì）和一體（tǐ）式（浸（jìn）沒式）兩種。分置式MBR是指膜組件與生物（wù）反應器分開（kāi）設置，浸沒式MBR是指膜組件（jiàn）安置在生物反應器內部。

       3、MBR工藝優缺點

       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，不必設立、過濾等（děng）其它固液分離設備。高效的固液分離將（jiāng）汙水中有懸浮物質、膠體物質、生物單元流失的微（wēi）生物菌群與（yǔ）已淨化的水分開，不需經三級（jí）處（chù）理即直接可（kě）回用，具有較高的水質安全性（xìng）。


       （2）占地麵（miàn）積小

       膜生物反應器生物處理單元內微生物維持高濃（nóng）度，使容積負（fù）荷大大提高，膜分離的高效性（xìng）使處理單元水力停留時間大大縮短，占地（dì）麵積減少。同時膜生物反應（yīng）器由於采用了膜組件，不需要沉澱池和專門的過濾車間，係統占地僅為傳（chuán）統方法的60%。

       （3）節約能源

       由於MBR高效的氧利用效率，和（hé）獨特的間歇（xiē）性運行方（fāng）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（yě）與AO工藝接近，從目前的進水水質來看，本工程的C/N比較低，因此AO工藝並不（bú）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（qù）除（chú）率並不理想。

       （2）水通量較低

       由於膜（mó）的截留能力較強，導致單位膜麵積的水通量較低，因此MBR工藝較多（duō）應用於水量較小的項目（mù）中，對於大規模汙水項目，其膜組配備量較大，因此（cǐ）投資較高。

       （3）維護費用較（jiào）高

       由於膜組（zǔ）件是耗材，一套膜組件的壽命約為2-3年，而（ér）更換一套其費用相對較高，導致MBR的維護費用較其他工藝（yì）更高（gāo）。並且由於（yú）國內汙水內所含雜質較（jiào）多，膜很容易被各種尖（jiān）銳物質（如沙粒、竹片等（děng））所劃傷，其更換頻率較國外更高，導致運行成本進一步增加。

       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（shì）使用（yòng）Bacillus菌（jun1）（芽（yá）孢杆菌屬）作為係統的優勢菌屬。

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

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

       1）BBR工藝流程

       BBR工藝流程如下圖所示：


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

       BBR裝置自流入BBR生化池，在BBR生化池內，通（tōng）過對溶解（jiě）氧等條件的控製，保證Bacillus菌處於優勢地位，*大可（kě）能發揮其高效（xiào）去除有機（jī）物、磷和氮的能力。

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

       根據Bacillus菌（jun1）生長的需要和工（gōng）藝特點，需要沉澱池汙泥回流（汙泥回流）和（hé）BBR生化池出（chū）水進（jìn）行回流（內回流），汙泥回（huí）流和內回流均至BBR設（shè）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（wù）生長和繁殖的營養劑。

       2）BBR工藝（yì）特點（diǎn）

       BBR工藝的主要特點如下：

       ◆BBR生化工藝采用了生物膜法（BBR生物轉盤裝置）和活性（xìng）汙泥法（BBR生化池）的組合工藝，以（yǐ）保持（chí）Bacillus菌去除各種汙染物的高性能。

       ◆BBR生化工藝在處理城市汙水時，采用汙泥（ní）回流保持Bacillus菌的數量（liàng）滿足去除有機物的要求；通過內回流保持Bacillus菌（jun1）的高活性和對各種汙染物的高去除率（lǜ）。

       ◆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（dào）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（xiàng）比，BBR生化池（chí）所需空氣量（liàng）少很多（duō），這樣可以很好地降低能（néng）耗；加上BBR裝置采用自然通風，這樣BBR生化（huà）處理工藝相比傳統生化處理工藝的能耗約低（dī）30-50%（隻（zhī）對（duì）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、氮和磷的獨特去除機理（lǐ）和較高的去除率，通（tōng）過合（hé）理的設計，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（shēn）具有除臭能力，其生化工藝段（duàn）、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廠對除（chú）臭係統（tǒng）的投資和運行費用（yòng）。◆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可以比較容易的達（dá）到汙泥（ní）消毒（dú）的要求，對汙泥後（hòu）續的*終處置（zhì）（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生化工藝核心技術——Bacillus菌的使用

       ① Bacillus菌介紹

       芽孢杆菌（jun1）（Bacillus），細菌的一科，能形成芽孢（內生孢子）的杆菌或球菌。包括芽孢杆菌屬、芽孢乳（rǔ）杆菌屬、梭菌屬、脫硫腸狀菌屬和芽孢八疊球菌屬等。它們對外界有害（hài）因子抵抗力強，分布廣，存在於土壤、水、空氣以及動物腸道（dào）等處。

       本工藝中利用的芽孢杆（gǎn）菌，主（zhǔ）要包括（kuò）地衣芽孢杆菌（jun1）、苛性芽胞杆菌、球形芽孢杆菌、多粘芽孢杆（gǎn）菌、浸麻芽孢杆（gǎn）菌等。

       ② Bacillus菌去除（chú）汙染物機理

       A. 有機物的去除

       Bacillus菌中（zhōng）對蛋白質、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、反硝化（huà）脫氮原（yuán）理不同，Bacillus菌直（zhí）接吸取胺（有機氮）、氨氮以及銨鹽，為微生（shēng）物（wù）所利用，從而進行脫氮，氮元素部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中去除，部分轉化成氮氣排入（rù）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（gé）蘭氏陽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（de）菌類）的細胞壁厚（hòu）而均勻，主要（yào）通過（guò）肽鍵來連接肽聚糖構成細（xì）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（jiù）是說，在微生（shēng）物的合成反應中，磷酸（suān）鹽以磷壁酸的形式進（jìn）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. 除臭機理

       Bacillus菌可將汙水中的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物（wù）質吸收，去除了臭氣產生成份，大大（dà）降低了（le）係統（tǒng）臭氣產生（shēng）量。

       D. 消毒機理

       Bacillus菌在生長代（dài）謝過程中，分泌Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等抗生素，可以（yǐ）溶（róng）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（yǒu）自我消毒能力，剩餘汙泥基本上不需要進行穩定（dìng）化就可以（yǐ）進入*終的處理和處置過程。

       ③ Bacillus菌的特點

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

       ◆可分（fèn）解蛋白質和將澱粉（fěn）分解至（zhì）葡萄糖的能力。

       ◆可分解脂肪酸。

       ◆可吸收轉化增殖分解後（hòu）的物質。

       ◆Bacillus菌屬適氮和硫磺素菌種，可將汙水中氮素被氧化前的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物質吸收，去除了臭氣產生（shēng）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數（shù）量（liàng），維持（chí）處理能力。

       ◆可以分泌抗生素，具有殺（shā）菌滅菌（jun1）的功效。

       ◆可（kě）分泌的酵素具有強力的水分解（jiě）能力，可分解難（nán）分解的蛋白質、脂質、核酸等物質，通過對難分解性物質的分（fèn）解、可大幅提高處理效率。

      ◆能分泌出一種特殊（shū）的粘性物質，具有很強的吸附過濾能力。

       ◆含有Bacillus菌（jun1）的活性汙泥的脫（tuō）水性能非常好

       4）BBR生化工藝核（hé）心設備——BBR裝置（zhì）

       BBR裝（zhuāng）置中的盤片（piàn）（生物載體（tǐ））為Bacillus菌提供了一個生（shēng）長、繁殖的載體，在BBR裝置中保持（chí）足夠量的Bacillus菌，同時吸附、分解汙水中的汙染物。其主（zhǔ）要特（tè）點如下：

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

       ◆該裝置空隙率在97%以（yǐ）上，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（bú）吸水，因此電機功耗較低（dī），後續的保養和操作也較為簡便。

       ◆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（mì）度的附著率（約（yuē）10,000～30,000mg/L），從而可適應流量、有機物負荷變化造成（chéng）的衝擊，對低溫也（yě）有著極（jí）高的適應性（xìng）。

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

       汙水處理工藝比選

       這三（sān）種工藝的（de）比較表（biǎo）如下表所示：