汙水處理工藝的選擇（zé）是根（gēn）據汙水進水（shuǐ）水質、出（chū）水標準、汙水處理（lǐ）廠規模、排放水體（tǐ）的（de）環境容量，以及當前的經濟條件、管（guǎn）理水平、自然條件、環境特點等因（yīn）素綜合分析研究後確定（dìng）的（de）。各種工藝有其各自（zì）的（de）特點及（jí）適用（yòng）條件，應（yīng）結合當地（dì）的（de）實際情（qíng）況、項目的具體特點而（ér）定。

       汙水處理廠工藝選擇原則如下：

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

       2）高效節能經濟（jì）性：耗電量小，運行費用低，投資省，占地少；

       3）運行管理適用性：運行管理方便，設備可靠，易（yì）於維護；

       4）文明生產安（ān）全性（xìng）：重視環境，控（kòng）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（qiáng）化脫氮除磷工藝。

       根據對各（gè）項（xiàng）汙染物去除率（lǜ）的要求，表明（míng）汙水處理廠需釆用強化生物處理工藝（yì），但生物處理工藝在滿足常（cháng）規去除CODcr和BOD5以及（jí）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（yì）的汙（wū）水廠（chǎng）設計參數和（hé）運行經驗，釆用（yòng）適宜的除（chú）磷脫氮汙水生物處理工藝，對表中汙（wū）染物的去除是能夠得到保證的。

       本工（gōng）程進水的TP濃（nóng）度較高，根據國內外汙水處理廠的運行經驗，高（gāo）濃度的TP完全依賴於生物除磷是有風險的。為保證汙（wū）水穩定的（de）達（dá）標排放，本工程增設化學輔（fǔ）助除磷設（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。

       本工程進水中的（de）SS濃度較高（gāo）（以無機顆粒（lì）為（wéi）主），如果不進行預處理，其對後續的（de）生化處理係統影響非常（cháng）大，所以應采取適當的預處理措（cuò）施以降低進水中的懸浮物濃度。

       根（gēn）據以上分析，本工程汙水處理（lǐ）工藝必須考慮加強除磷脫氮的工藝。根據水質條件分析，本項目汙水較適合使用（yòng）生物脫氮除磷工藝。目前國內應（yīng）用的二級汙水處理工藝（yì）主要包括A2/O、MBR與BBR等，本報告將對這幾種處理工藝（yì）進行介紹，並（bìng）進一步比選出本工程的推薦工（gōng）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A-A-O或（huò）A2/O）。A2/O工藝由厭（yàn）氧池、缺氧池、好氧池串聯而成。


       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（chí）流出（chū）的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達到反硝化的目的（de），在*段（duàn）的厭（yàn）氧池主要進行磷的釋放，使汙水（shuǐ）的磷的濃度升（shēng）高，溶解性的有（yǒu）機物被細菌吸收使汙水中的BOD5濃度下降，另外部分NH3-N因（yīn）細胞的合成得以去（qù）除，汙水（shuǐ）中的NH3-N濃度下降。在（zài）缺氧池中，反硝化菌利用汙水的有機物做碳源，將回（huí）流混合液中帶（dài）入大量NO3-N和NO2-N還（hái）原（yuán）為N2釋放到空氣，因BOD5濃度繼續下降，NO3-N濃度大幅（fú）度下降，而磷的變化（huà）很小。在好氧池（chí）中，有機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（huà）過程使NO3-N濃度增加，而P隨著聚磷菌的過量攝取。也以較快的速度下降。經過多年的實踐檢驗，A2/O工藝在除磷脫氮方（fāng）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。由於采用重力式沉澱方式作為固液分離手（shǒu）段，因此帶（dài）來了很多（duō）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（bú）穩定、傳氧效率低、能耗高以及（jí）剩餘汙泥產量大等等。傳統生物（wù）處理工藝處理後的（de）水難以滿足越來越嚴格的汙水排放標（biāo）準，同時，經濟的發展（zhǎn）所帶來的水資源的（de）日益短（duǎn）缺也（yě）迫切要求開發合適的汙水資源化技術，以緩（huǎn）解水資源的供需矛盾。在上述背景（jǐng）下，一種新型的水處理技（jì）術（shù）——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生（shēng）。隨著膜分（fèn）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（tóu）入了大量資金用於開發此（cǐ）項技術。

       1、MBR概述

       MBR是指將超、微濾膜分離技術與汙水處理中的生物（wù）反應器相結合而成的一種（zhǒng）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來（lái）的優點。超、微濾膜組件作為泥水分（fèn）離單元，可以完全取代（dài）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（huò）得（dé）高生物濃度，並延長有機固體停留時（shí）間（jiān），極（jí）大地提高了微（wēi）生物對有機物的氧化率。同時（shí），經超、微濾膜處理後，出水質量（liàng）高，可以直接（jiē）用於非飲用水回用。係統幾乎不排剩餘汙泥，且具（jù）有較高的抗衝擊能力。特別1989年Yamamoto將中（zhōng）空纖維膜應用於活（huó）性汙泥處理中，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（jīn）倍受國內外專家學者重視（shì）的一項高新（xīn）水處理技術。

       2、MBR種類

       從整體構造上來看，MBR是由膜組件和生物反應（yīng）器兩部分組成。根據這（zhè）兩部分操作單（dān）元的組合方式，膜生物反（fǎn）應器可分為分（fèn）置式和一體式（浸沒式）兩種。分置式MBR是指（zhǐ）膜組件（jiàn）與（yǔ）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（yīng）器內（nèi）部。

       3、MBR工藝優（yōu）缺點

       MBR工藝（yì）的主要特點如下：

       （1）出水水（shuǐ）質好

       由於采用膜分離技術，不必設立、過濾等其它固液分離設備。高效的固液分（fèn）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開，不需經（jīng）三級處理即直接可回用，具有（yǒu）較高的水質安全性。


       （2）占地麵積小（xiǎo）

       膜生（shēng）物反（fǎn）應器生物處理（lǐ）單元內微生物維（wéi）持高（gāo）濃度，使容積負荷大大提高，膜分離的高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膜組件，不需要沉澱池和專門的過濾（lǜ）車間（jiān），係統占地僅為（wéi）傳統方法的（de）60%。

       （3）節約能源

       由於MBR高效的氧利用效率，和獨（dú）特的間歇性（xìng）運行方式，大大減少了曝（pù）氣設備的運行時（shí）間和用（yòng）電量，節（jiē）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（bú）理想

       由（yóu）於MBR工藝的實質（zhì）仍為（wéi）AO工藝（yì），因此其生（shēng）物處理能力也與AO工藝接近，從目前的進水水質（zhì）來看（kàn），本工程的C/N比較低（dī），因此AO工藝（yì）並不能將NH3-N去除（chú）至目標水質，而後續的納濾對BOD、SS及TP的截留（liú）效果較好，對NH3-N的去除率並不理想。

       （2）水通量較低

       由於膜的截留能（néng）力較（jiào）強，導致單位膜麵積的（de）水通量較低，因此（cǐ）MBR工藝較（jiào）多應用於水量較小的項（xiàng）目中，對於大規（guī）模汙水項目，其膜組配備量較大，因此投資較高。

       （3）維護（hù）費用較高

       由於（yú）膜組件是耗（hào）材，一套膜組件的壽（shòu）命約（yuē）為2-3年，而更換一套其費用相對較高，導致MBR的維護費用較其他工藝更高。並且（qiě）由（yóu）於國內汙（wū）水內所含雜質較多，膜很容易被各種尖銳（ruì）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（zhì）運行成本進一步增加。

       BBR工藝（yì）概述

       BBR生（shēng）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（hé）心是使用Bacillus菌（芽（yá）孢杆菌屬）作為（wéi）係統的優勢菌屬。

       ◆為了滿足Bacillus菌的生長環境條件，BBR工藝（yì）采用生物膜法（BBR裝置）和活（huó）性汙泥法（BBR生化池）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（zú）《城鎮汙水處理廠（chǎng）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：


       *先經過預處理的汙水進入BBR裝置（生（shēng）物膜法裝置），在BBR裝置中，通過（guò）附著在BBR裝置（zhì）載體表麵上的Bacillus菌吸附和分解進水（shuǐ）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（zài）BBR生化（huà）池內，通過對溶解氧（yǎng）等條件的控製，保證Bacillus菌處於優勢地位，*大可能發揮其高（gāo）效去除（chú）有機物、磷和氮的能力。

       BBR生化池的出（chū）水自（zì）流入二沉池，在二（èr）沉池內泥水進行分離。上（shàng）清液達（dá）標排放。

       根據Bacillus菌生長的需要和工藝特點，需要沉澱池（chí）汙泥回流（汙泥回流）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（qián）。

       為了保持Bacillus菌的高活性，需要（yào）在BBR設備之前投加促（cù）進微生（shēng）物生長和繁（fán）殖的營養劑。

       2）BBR工（gōng）藝特點

       BBR工藝的主要特點如下：

       ◆BBR生化工藝采用了生物膜（mó）法（BBR生物（wù）轉盤裝（zhuāng）置）和活性（xìng）汙泥法（BBR生化池）的組合工藝，以保持Bacillus菌（jun1）去（qù）除各（gè）種汙染物的高性能（néng）。

       ◆BBR生化工藝在處理（lǐ）城市（shì）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（nèi）回流保（bǎo）持Bacillus菌的高活性和對各種汙染物的高去除率。

       ◆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生化工藝對溶解氧控製到較低的水平（DO不高於1mg/L），與傳統生化工藝（一般溶解氧控製在2-4mg/L）相比，BBR生（shēng）化池所需空氣量少很多，這樣可以很好地降低（dī）能耗（hào）；加上BBR裝置采用自然通風，這樣BBR生化處理工藝相比傳統生化處理（lǐ）工藝的能耗約低30-50%（隻對生化部分比較）。

       ◆BBR生化工藝（yì）采用Bacillus菌作為係統的優勢菌屬，由（yóu）於其對有（yǒu）機物、氮和（hé）磷的獨特去除機（jī）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（zhèn）汙水處理廠汙染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。

       ◆由（yóu）於Bacillus菌本身具有除臭能力（lì），其（qí）生化工藝段、汙（wū）泥處理段可以不需要進行（háng）額（é）外的除臭處理，這樣可以減少汙水處理廠對除臭係（xì）統（tǒng）的投資和運行費用。◆由於Bacillus菌本身具有自我消毒能（néng）力，係統產生的汙泥中大腸杆菌（jun1）屬等指標可以比（bǐ）較（jiào）容易的達到汙泥消毒（dú）的要求，對汙泥後（hòu）續的*終處置（資源化）創造了較好的條件。

       ◆BBR生化係統（tǒng）整體建設用（yòng）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（bāo）杆菌（Bacillus），細菌的一科，能形成芽孢（內（nèi）生（shēng）孢子（zǐ））的杆菌或（huò）球菌。包括芽孢杆菌屬、芽孢乳杆菌屬、梭菌屬、脫硫腸狀菌屬和芽孢八疊（dié）球菌屬（shǔ）等。它們對外界有害因子抵抗力強，分布廣，存在於土壤、水、空氣以及動物腸道等處。

       本工藝（yì）中利用的芽孢杆菌，主要包（bāo）括地衣芽（yá）孢杆菌、苛性芽胞杆菌、球形芽孢杆菌、多（duō）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菌中對蛋白質、澱粉（fěn）和脂肪有較高的分解能力，去除機理如（rú）下：

       A. 脫氮機理

       同傳（chuán）統的硝化、反硝化（huà）脫氮原（yuán）理不同，Bacillus菌直接吸取（qǔ）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（sù）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（xì）統中去（qù）除，部分轉化成氮氣排入空氣（qì）中。

       B. 除磷機理

       Bacillus菌屬於革蘭（lán）氏陽性菌。與革蘭氏陰性菌相比，革蘭氏陽性菌細胞壁比革蘭氏陰性菌（在一般活性汙泥（ní）工藝中使用的菌類）的細（xì）胞壁厚而均（jun1）勻，主要通過肽鍵來連接肽聚糖構成細胞壁。革（gé）蘭氏陽性菌的細胞壁包含了大量的磷壁酸。也就是說，在微生物的合成反應中，磷酸鹽以（yǐ）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脫磷。

       通過Bacillus菌除磷一般去除（chú）率在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、硫化氫等狀態的物質吸收，去除了臭氣產生成份，大大降低了係統臭氣產生量。

       D. 消毒機理

       Bacillus菌在生長代謝過程（chéng）中，分（fèn）泌Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等（děng）抗生素，可以溶解或殺滅（miè）處理水中的大（dà）腸杆菌及一（yī）般細菌等。

       由於係統具有自我消毒能力，剩餘（yú）汙泥基本上不需要進行穩定（dìng）化就可以進入（rù）*終的處理和處置過程。

       ③ Bacillus菌的特點

       ◆Bacillus菌具有超強的繁（fán）殖能力，在低溫、高鹽度、高壓等極具（jù）嚴酷（kù）的極限（xiàn）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（zhī）肪酸。

       ◆可吸收轉化增（zēng）殖分解（jiě）後的（de）物（wù）質。

       ◆Bacillus菌屬適氮和硫磺素菌種，可將汙水中氮（dàn）素被氧（yǎng）化（huà）前的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物（wù）質吸收（shōu），去除了臭氣產（chǎn）生成份，降低了係統（tǒng）臭氣產生量（liàng）。

       ◆Bacillus菌具有孢子形成能力，在惡劣環（huán）境中能保持活（huó）性菌種（zhǒng）增殖數量，維持處理（lǐ）能（néng）力。

       ◆可以分泌（mì）抗生素，具有殺菌滅菌的功（gōng）效。

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

      ◆能（néng）分泌出（chū）一種（zhǒng）特殊的粘性物質，具有（yǒu）很強的吸（xī）附過濾能力。

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

       4）BBR生（shēng）化工藝核心設備——BBR裝置

       BBR裝置中的盤片（生物（wù）載體）為Bacillus菌提供了一個生長、繁殖的載體，在BBR裝置中保持足夠（gòu）量的Bacillus菌，同時吸附、分解汙水中的汙染物。其主（zhǔ）要特點如下：

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

       ◆該（gāi）裝置空隙率在97%以上，使其（qí）具有較大的比表麵積，水和空（kōng）氣容易進出，在（zài）均一好氧條件下處（chù）理效果好而且穩定。

       ◆BBR盤片（piàn）質量輕（密度在0.05-0.06g/cm3），不吸水，因此電機功耗較低（dī），後續的保（bǎo）養和操作也較為簡便。

       ◆BBR盤片具有獨特的網狀結構，使（shǐ）得微生物可以維持較高密度（dù）的附著率（約10,000～30,000mg/L），從而可適（shì）應流量、有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度極高的機械（xiè）結構，使得本裝置可以長期運行。

       汙水處理工藝比選

       這三種工藝的比較表如（rú）下表所示：