汙水處理工藝的選擇是根據汙（wū）水（shuǐ）進水水質、出水標準、汙水處理廠規模、排放（fàng）水體（tǐ）的環境容（róng）量，以及當前的（de）經濟條件、管理水平、自然條件（jiàn）、環境特點（diǎn）等因素綜合分析研究後確定的。各種工藝（yì）有其各自的特點及適用條（tiáo）件，應結合當地的（de）實際情況、項（xiàng）目的具體特點而定。

       汙水處理廠工藝選擇（zé）原則如下：

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

       2）高效節能經濟性：耗電量小，運行費（fèi）用低，投（tóu）資省，占地少；

       3）運行管理適用（yòng）性（xìng）：運行管理方便，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（zhì）分析的結（jié）果，本（běn）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（gè）項汙染物去除率的要求，表明汙水處理（lǐ）廠需釆用強化生物處（chù）理工（gōng）藝（yì），但生（shēng）物處理工藝在滿足常規去除CODcr和（hé）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（chú）磷工藝的汙水廠設計參數和運行經驗，釆用適宜的除磷脫氮（dàn）汙水生物處理工藝，對表（biǎo）中汙染物的去除是能夠得到保證的。

       本工程進水（shuǐ）的TP濃度較高（gāo），根據國內外汙水處（chù）理廠的運行經（jīng）驗，高濃（nóng）度的TP完全依賴於生物除磷是有風險的。為保證汙水（shuǐ）穩定的達標排放，本工程增（zēng）設化學輔助除磷設施，與生物除磷相結合以（yǐ）強化除磷效果（guǒ），達到汙水排放標（biāo）準。

       本工程進水（shuǐ）中的（de）SS濃度（dù）較高（以無機顆粒為主），如（rú）果不進（jìn）行預處理，其對後續的生化處理（lǐ）係統影響非常大，所以應采取適當的預處理措施以降（jiàng）低進（jìn）水中的懸浮物濃度（dù）。

       根據以上分析，本工程汙水處理工藝必須考慮加強除磷脫氮的（de）工藝。根據水質條件分（fèn）析，本（běn）項目汙水較適合使用生物脫氮除磷工（gōng）藝。目前國內（nèi）應用（yòng）的二級汙水處理（lǐ）工藝主要包括（kuò）A2/O、MBR與BBR等，本報告將對這幾種處（chù）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是根據微生物的特性而研（yán）究的*典型也*原始的除磷脫（tuō）氮工藝。A2/O即A-A-O，厭氧-缺氧（yǎng）-好（hǎo）氧流程（Anaerobic -Anoxic-Oxic，簡（jiǎn）稱A-A-O或A2/O）。A2/O工藝由厭氧池、缺氧（yǎng）池（chí）、好氧池串聯而成（chéng）。


       它的基本流程是在厭氧-好氧除磷（lín）的工藝中加（jiā）入缺氧池，將好氧池流（liú）出的一部（bù）分混合液回流至（zhì）缺氧池前端，以達到反硝化（huà）的目的，在*段的厭氧池主要進（jìn）行（háng）磷的釋（shì）放，使汙水的磷的濃度（dù）升高，溶解性的有機物被細菌（jun1）吸收使汙水中的BOD5濃度下降，另外部（bù）分NH3-N因細胞的合成得以去除，汙水中的（de）NH3-N濃度下（xià）降。在缺氧池中（zhōng），反硝化菌利用汙水（shuǐ）的有機物做碳源，將回流混合液中帶入大（dà）量（liàng）NO3-N和NO2-N還原為N2釋放到空氣，因BOD5濃度（dù）繼續下降，NO3-N濃度大幅（fú）度下降（jiàng），而磷的變化很小。在好氧池中，有機物被微生物生氧化而繼續（xù）下（xià）降，有機（jī）N被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨（suí）著硝化過程使NO3-N濃度增加，而P隨著聚磷菌的過量攝（shè）取。也以較快的速度下降。經過多（duō）年的實踐（jiàn）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（yīng）用，表現出其強大的除磷脫氮功（gōng）能（néng）。

       MBR工（gōng）藝概述

       傳統的活（huó）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，因此帶來了很多方麵的問題（tí），如固液分離效率不高、處理裝置容積負荷低、占地麵積大、出水水質不穩定、傳氧效率低、能耗高以及剩餘汙泥產量大等等。傳（chuán）統生物處理（lǐ）工藝處理後的水難以滿足越來越（yuè）嚴（yán）格的汙水排放標準，同時，經濟的發展所帶來的水資源的日益短缺也（yě）迫切要求開發合適的（de）汙水資源（yuán）化技術，以緩解水資源的供需矛盾。在上述背景下，一種（zhǒng）新型的水處理技術——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生。隨著膜分離技術和產品的不斷開發，MBR也更具有實用價值，近（jìn）年來（lái）許多*都投入了（le）大量資金用於（yú）開發此項技術（shù）。

       1、MBR概述

       MBR是指將（jiāng）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（de）一種新的汙水處理裝置。這種（zhǒng）反（fǎn）應器綜合了膜處理技術和生物處（chù）理（lǐ）技術帶來的優點。超、微濾膜（mó）組件作為泥水分（fèn）離單元，可以完全取代（dài）二次沉澱池。超（chāo）、微濾膜截留活性汙泥混合液中（zhōng）微生物絮體和較大分子有（yǒu）機物，使之停（tíng）留在反應（yīng）器內，使反應器內獲得高（gāo）生（shēng）物濃度，並延長有機固（gù）體停留時間（jiān），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，可以直（zhí）接用（yòng）於非飲用水（shuǐ）回（huí）用。係統幾乎不排剩餘汙泥，且具有較高的（de）抗衝（chōng）擊能力。特別1989年Yamamoto將中空纖維膜應用於活（huó）性汙泥處理中，使工藝運行成本大大降（jiàng）低，實際應用前景廣闊。因此，MBR是當今倍受國內外專家（jiā）學者重（chóng）視的（de）一項高新水處理技術。

       2、MBR種類

       從（cóng）整體構造上（shàng）來看（kàn），MBR是由（yóu）膜組件和生（shēng）物反應器兩部（bù）分組成。根據這兩（liǎng）部（bù）分操作單元的組合（hé）方式，膜生物反應器可分（fèn）為分置式（shì）和一體式（浸沒式）兩種。分置式MBR是指（zhǐ）膜組件與生物反應器分開設置，浸沒式（shì）MBR是（shì）指（zhǐ）膜組件安（ān）置在生物反應器內部。

       3、MBR工藝（yì）優缺點

       MBR工藝的（de）主要特點如下：

       （1）出水水質好

       由於（yú）采（cǎi）用膜分離技術，不必設（shè）立、過濾等其它固液分（fèn）離設備。高效的固液（yè）分離將汙水中有懸（xuán）浮（fú）物質、膠體物質（zhì）、生物單元流失的（de）微（wēi）生物菌群與（yǔ）已淨化的（de）水（shuǐ）分（fèn）開，不需經三（sān）級處理即直接可回用，具有較高的水質安全性。


       （2）占地麵積小

       膜（mó）生物反（fǎn）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，膜分離的高效性使處理單（dān）元水力停留時間大大縮短，占地麵積減少。同時膜生（shēng）物反應器由於采用了膜組件，不需（xū）要沉澱池和專門（mén）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（de）氧利用效率，和獨特（tè）的間歇性運行方式，大大減少了曝（pù）氣設備的運行時間和用電量，節省電耗。

       與此同時，MBR工（gōng）藝（yì）的（de）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（gōng）藝，因（yīn）此其生物處理能力也與AO工藝接近，從目前的進水（shuǐ）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，而後續的納濾對（duì）BOD、SS及TP的截留效（xiào）果較好（hǎo），對NH3-N的去除率並不理想。

       （2）水通量較低

       由於膜的截（jié）留能力（lì）較強，導致單位膜麵積的水通量較低，因（yīn）此MBR工藝較多應用於水量（liàng）較小的項目（mù）中（zhōng），對於（yú）大規（guī）模汙水項（xiàng）目，其膜組配備量較大，因此投資較高。

       （3）維護費用較高

       由於膜組件是耗材，一套膜組件的壽命約為2-3年，而更（gèng）換一（yī）套其費用相對較高，導致MBR的維護費用較其（qí）他（tā）工藝（yì）更高。並（bìng）且由於國內汙水內所含雜質較多，膜很容易被各種尖銳物（wù）質（如沙粒、竹片等）所劃傷，其更換頻（pín）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（de）核心是使（shǐ）用Bacillus菌（芽孢（bāo）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（ní）法（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（yǐ）滿足《城鎮（zhèn）汙（wū）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（chéng）如下圖（tú）所示：


       *先經過（guò）預處理的汙水進入BBR裝置（生物膜法裝置（zhì）），在BBR裝置中，通過（guò）附著在BBR裝置載體表麵上的Bacillus菌（jun1）吸附和分解進水中的有機物、氨（ān）氮和（hé）磷酸鹽。BBR裝（zhuāng）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，通過對溶解氧等條件的控製，保證Bacillus菌處於優勢地位，*大可能發揮其高效去除有機物、磷和氮（dàn）的能力。

       BBR生化池的出（chū）水自（zì）流入二沉池，在（zài）二沉池內泥水進行（háng）分離。上清液達標（biāo）排放。

       根據Bacillus菌生長的需要和工藝特點（diǎn），需要沉澱池汙泥回流（汙泥回流）和BBR生（shēng）化池出水進（jìn）行回（huí）流（內（nèi）回流），汙泥回流和（hé）內回（huí）流均至BBR設備前（qián）。

       為了保持Bacillus菌的高活性，需要在BBR設備之前投加促進（jìn）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（tè）點如下：

       ◆BBR生化工（gōng）藝采用了生物膜法（fǎ）（BBR生（shēng）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（chú）各種汙染物的高性（xìng）能（néng）。

       ◆BBR生化工藝在處理城市（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（guò）內回流保持Bacillus菌的高活性和對各種汙染物的高去除率。

       ◆為（wéi）保持Bacillus菌處於優勢（shì）地位和對氮、磷（lín）較高的高去（qù）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生化池所需空氣量少很多，這樣可以（yǐ）很好地降低能（néng）耗；加（jiā）上BBR裝置采用自然通風，這樣BBR生化（huà）處理工藝相比（bǐ）傳統生化處理（lǐ）工藝的（de）能耗約低30-50%（隻對生化部分比較）。

       ◆BBR生化（huà）工藝采用Bacillus菌（jun1）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（hé）較高的去（qù）除率（lǜ），通過合理的設（shè）計，其出水可以滿足《城鎮汙水（shuǐ）處理廠汙染物排放標準》（GB18918-2002）一級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要（yào）進行額外的除臭（chòu）處理，這樣可以減少汙水處理廠對（duì）除臭係統的投資（zī）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可以（yǐ）比較容易的達到汙泥（ní）消毒的要求，對汙泥後續的*終處置（資源化）創造（zào）了較好的條件。

       ◆BBR生化係統整體建設用地（dì）少於（yú）傳統工藝。

       3）BBR生化工藝核心技術——Bacillus菌的（de）使用

       ① Bacillus菌介紹

       芽孢（bāo）杆（gǎn）菌（jun1）（Bacillus），細菌的一科，能（néng）形成芽孢（內生孢子）的杆菌或球菌。包括芽孢杆菌屬（shǔ）、芽孢乳杆菌（jun1）屬、梭菌（jun1）屬、脫（tuō）硫（liú）腸狀菌屬和芽孢八疊球菌屬等。它們對外界有害因子抵抗力強，分布廣，存在於（yú）土壤、水、空氣（qì）以及動物腸道等處。

       本工藝中利用的芽孢杆菌，主要（yào）包括地衣芽孢杆菌、苛性芽胞杆菌、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菌中對蛋白（bái）質、澱粉和脂肪有較高（gāo）的分解能力，去除機理如下：

       A. 脫氮機理

       同傳統的硝化（huà）、反硝化脫（tuō）氮原理不（bú）同，Bacillus菌直接吸取胺（有機氮（dàn））、氨氮以及銨鹽，為微生（shēng）物所利用，從（cóng）而進行脫氮，氮（dàn）元（yuán）素部分以有機（jī）氮的形式進入汙泥（ní）中，並通（tōng）過剩餘汙泥的排放從（cóng）係統中去除，部分轉化成氮氣排入（rù）空氣中（zhōng）。

       B. 除磷機理

       Bacillus菌屬於革蘭氏陽性菌。與革蘭氏（shì）陰性菌相比，革蘭氏陽性菌細胞壁（bì）比（bǐ）革蘭氏陰性菌（在一般活性汙泥工藝中使用的菌類）的細胞壁厚而均勻，主要通過肽鍵來連接肽聚糖（táng）構成細胞壁。革蘭氏陽性菌的細（xì）胞壁包（bāo）含了大量的磷壁酸。也就（jiù）是（shì）說，在微生物（wù）的（de）合成（chéng）反應中，磷酸鹽以磷壁（bì）酸（suān）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（tǒng）中（zhōng）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（tài）的物質（zhì）吸收（shōu），去除了臭氣產（chǎn）生成份，大大降低了係統臭氣產生量。

       D. 消毒（dú）機理

       Bacillus菌在生長代謝過（guò）程（chéng）中，分泌（mì）Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等抗生素，可以溶解（jiě）或殺滅處理水中的大腸杆菌及一般細（xì）菌等。

       由於係統具有自我消毒（dú）能力，剩餘汙泥基本（běn）上不需要進行穩定化就（jiù）可以進入*終的處理和處（chù）置過程。

       ③ Bacillus菌的特（tè）點

       ◆Bacillus菌具有超（chāo）強的繁殖能力，在低溫、高鹽度、高壓等極具嚴酷的極限環境中也具有適（shì）應能力。

       ◆可分解（jiě）蛋白質和將澱粉分解至葡萄糖的（de）能力。

       ◆可分解脂肪（fáng）酸。

       ◆可吸收轉化（huà）增殖分解（jiě）後的物質。

       ◆Bacillus菌（jun1）屬適氮和硫磺素菌種，可將汙（wū）水中氮素被氧（yǎng）化前的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物質吸收，去（qù）除了臭氣產生成份（fèn），降低了（le）係統臭氣產生量。

       ◆Bacillus菌具有孢子形成能力（lì），在惡劣環境中能保持活性（xìng）菌種增殖數量，維持處理能力。

       ◆可以分泌抗生素，具有殺菌滅菌的（de）功效。

       ◆可分（fèn）泌的酵素具有強力的（de）水分解能力，可分解難分解的蛋白質、脂質、核（hé）酸等物質，通過對難分解性物質的分解、可大幅提高處理（lǐ）效率。

      ◆能分泌（mì）出一種特殊（shū）的（de）粘性物質，具有很強的吸附（fù）過濾能力。

       ◆含有Bacillus菌的活性汙泥的脫水性能非常好

       4）BBR生化工藝核心設備——BBR裝置

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

       ◆BBR盤片（piàn）是采用（yòng）優質材料聚乙稀基（jī）樹脂PVDC製造而成的特殊網狀結（jié）構。

       ◆該裝置空隙率在97%以上，使其（qí）具有較大的（de）比表麵（miàn）積，水和空氣容易進出，在均一好（hǎo）氧（yǎng）條件下處理效果（guǒ）好而且穩（wěn）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，後續的保養和操作也較為簡便。

       ◆BBR盤片具有獨（dú）特的網狀結（jié）構，使得微（wēi）生物可以維持較高密度的（de）附著率（約10,000～30,000mg/L），從（cóng）而可適應流（liú）量、有機物負荷變（biàn）化造成的衝擊，對低溫也有著極（jí）高的（de）適應性。

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

       汙水處理工藝比選

       這三種工藝的比較表如下表所示：