汙水處理工藝的選擇是根據汙水進水水質、出水（shuǐ）標準、汙水處理廠規模、排放（fàng）水體的環境容量，以及當前的經濟條件（jiàn）、管理水平、自（zì）然條件、環境特點等（děng）因素綜合分析研究後確定（dìng）的。各種工藝有其各自的特點及適用條件，應結合（hé）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如下：

       1）工（gōng）藝性能先（xiān）進性：工藝先進（jìn）而且成熟，流程簡單（dān），對水質適應性強，出水達標率高，汙泥生（shēng）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（kào），易於維護；

       4）文明生產安全性（xìng）：重視環境，控製噪聲（shēng），防治臭氣，創造文明生（shēng）產條件。

       根據水質分（fèn）析的結（jié）果，本工（gōng）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（rǎn）物（wù）去除率的要求，表明汙水處理廠需釆用（yòng）強化生物處（chù）理工藝，但生物處（chù）理工藝在滿足常規去除CODcr和BOD5以及SS的同（tóng）時，必須具備除磷脫氮（dàn）的功能。通過對國內外釆用脫（tuō）氮（dàn）除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汙水（shuǐ）生物處理工藝，對表中（zhōng）汙染物的去除（chú）是能夠得到保證的。

       本（běn）工程進水的TP濃度較高，根據國（guó）內外汙水處理廠的運行經驗，高濃度的TP完全依賴於生（shēng）物除（chú）磷是有風險的。為（wéi）保證汙水穩定的達標排（pái）放，本工程增設化學輔助除磷設施，與生物除磷（lín）相結合以強化（huà）除磷效（xiào）果，達到汙水排（pái）放標準。

       本工程進水中的SS濃度較高（以無機顆粒為主），如果不進行預處理，其對後續的生（shēng）化處理係統影響非常大，所以應采取適（shì）當的預處理措施以降低進水中（zhōng）的懸浮物濃度。

       根據以上分析，本工程汙水處理工藝必須考慮加強（qiáng）除磷脫氮的工藝。根據水質條件分析，本項目（mù）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水處理工藝主要包括A2/O、MBR與BBR等，本報告將對這幾種處理工藝進行（háng）介紹，並進一步比選出本工程的推薦工藝（yì）。

      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（lín）脫氮工藝。A2/O即A-A-O，厭氧-缺氧-好氧流程（Anaerobic -Anoxic-Oxic，簡（jiǎn）稱A-A-O或A2/O）。A2/O工藝由厭氧池、缺氧池、好（hǎo）氧池串聯而成。


       它的（de）基本流程是在厭（yàn）氧-好氧除磷（lín）的工藝（yì）中（zhōng）加入缺氧（yǎng）池，將好（hǎo）氧池（chí）流出的一部（bù）分混合液回流至缺氧（yǎng）池前端，以達到反硝化的目的，在*段（duàn）的厭氧池主要進行磷的釋放，使汙水的磷的濃度升高，溶解（jiě）性的有機物被細菌吸（xī）收使（shǐ）汙水中的（de）BOD5濃度下降，另（lìng）外部（bù）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（xiāo）化菌利（lì）用汙水的有機（jī）物做碳源，將回流混（hún）合液中帶（dài）入大量NO3-N和NO2-N還原為（wéi）N2釋放到空氣（qì），因BOD5濃度繼續下降，NO3-N濃度大幅度下降，而磷的變化很（hěn）小（xiǎo）。在（zài）好氧池中，有機物被微生物生氧化（huà）而繼續下降（jiàng），有機N被氨化繼而被（bèi）硝（xiāo）化，使NH3-N濃度顯著下降，但隨著硝化過（guò）程使NO3-N濃度增加，而（ér）P隨著聚磷菌的過量攝取。也以較快的（de）速度（dù）下降。經過多年的實踐檢驗（yàn），A2/O工藝在除磷脫氮方麵無可替代，尤其在大型汙水處理廠的應用，表現出其強大的除磷脫（tuō）氮功能。

       MBR工藝概述

       傳統的活性汙（wū）泥（ní）工藝(Conventional Activated Sludge, CAS)廣泛地應用於（yú）各種（zhǒng）汙水處理（lǐ）中。由於采（cǎi）用重力式（shì）沉澱（diàn）方式作為固液分離手（shǒu）段，因（yīn）此（cǐ）帶來了很多方麵的（de）問題，如固液分（fèn）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。傳統生物處（chù）理工藝處理後的水難以滿足越來越嚴格的汙水排放標準，同時，經濟的發（fā）展所帶來的水資源的日益短缺也迫切（qiē）要求開發（fā）合適的（de）汙水資源化技術，以緩解水（shuǐ）資（zī）源的供需矛（máo）盾。在上述背景（jǐng）下，一（yī）種新型的水處理技術——（Membrane Bioreactor，MBR）應運而生。隨著膜（mó）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（xǔ）多*都投入了大量資金用於開發此項技術。

       1、MBR概述（shù）

       MBR是（shì）指將超、微濾膜分（fèn）離技術與汙水處理中的生物反應器相結合而成的一種（zhǒng）新（xīn）的汙水處理（lǐ）裝（zhuāng）置。這種（zhǒng）反（fǎn）應器綜合了膜處（chù）理技術和生物處理技術帶來的優點。超、微濾膜組（zǔ）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（huó）性汙泥混（hún）合液中微生（shēng）物絮體和（hé）較大（dà）分子有機（jī）物，使之停留在反應器內，使反應器內獲得高生物濃度，並延長有（yǒu）機固體停留時間，極大地提高了微生物對有機物的氧化率。同時，經超、微濾（lǜ）膜處理後，出（chū）水質量高，可以直接用於非（fēi）飲（yǐn）用（yòng）水回用（yòng）。係統幾乎不排剩餘（yú）汙泥，且具有較高的抗衝擊能力。特（tè）別1989年Yamamoto將中空纖維膜應（yīng）用於（yú）活性汙泥（ní）處理中，使工藝運行（háng）成本大大降低，實際（jì）應用前景廣闊。因此，MBR是當今倍受國內外專家學者重視的一（yī）項高新水處理技術。

       2、MBR種類

       從整體構造上來看，MBR是由膜組件和生物反應器兩部（bù）分組（zǔ）成。根據這兩部分操作單元的組合方式，膜生物反應器可分為分置式和一體式（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（zhì），浸沒式MBR是指膜組件安置在生（shēng）物（wù）反應器內部。

       3、MBR工藝優缺點

       MBR工藝的主（zhǔ）要特點如（rú）下：

       （1）出水水質好

       由於采用膜分離技術，不必設立、過濾（lǜ）等（děng）其它固液（yè）分離設備。高效的固液分離將汙水中有懸浮物質、膠體物質、生物單元流（liú）失的（de）微生物菌群與（yǔ）已淨化的水分開，不需經三級處理即直接可（kě）回（huí）用，具有較高的水質安全性。


       （2）占地麵積（jī）小

       膜（mó）生物反應器生（shēng）物處理單元內微生（shēng）物維持高（gāo）濃度，使容積負荷大（dà）大（dà）提高，膜分離的高效性使處（chù）理單元水力停留時間大（dà）大縮短，占地麵積減少。同時（shí）膜生（shēng）物反應（yīng）器由於采用了膜組件，不需要沉澱池和（hé）專門的過濾車間，係統占地僅為傳統方法的60%。

       （3）節約能（néng）源

       由於MBR高（gāo）效的氧利用效（xiào）率，和獨特（tè）的間歇性運行方式，大大減少了曝氣設備的運行時間和（hé）用電（diàn）量，節省（shěng）電耗（hào）。

       與此同時，MBR工（gōng）藝的主（zhǔ）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（yīn）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（xiào）果較好，對NH3-N的（de）去除率並不理想。

       （2）水通量較低

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

       （3）維護費用較高（gāo）

       由（yóu）於膜組件（jiàn）是（shì）耗材，一套膜組件的壽命約（yuē）為2-3年，而更換一套其（qí）費用相對較高，導致MBR的維護費用較其他工藝更高（gāo）。並且由於國（guó）內汙水內所含（hán）雜質較（jiào）多，膜很容易被各（gè）種尖銳（ruì）物質（如沙粒（lì）、竹片等）所（suǒ）劃傷，其更換（huàn）頻率較國外更高，導致運行成本進一（yī）步增加（jiā）。

       BBR工藝概述

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

       ◆BBR工藝的核（hé）心（xīn）是使用Bacillus菌（芽孢杆菌屬）作為係統的優勢（shì）菌屬。

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

       ◆BBR生化工藝出水可以滿足《城鎮汙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）如下圖所示：


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

       BBR裝（zhuāng）置自流入BBR生化池，在BBR生（shēng）化池內，通過對溶解氧等條件的控製，保證Bacillus菌處於（yú）優勢地位，*大可能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）達標（biāo）排放。

       根據Bacillus菌生長的需要和（hé）工藝（yì）特點，需要沉澱池汙泥（ní）回流（汙泥回流）和BBR生化池出水進（jìn）行回流（內回流），汙泥回流和內回流均至BBR設備前。

       為（wéi）了保（bǎo）持（chí）Bacillus菌的高（gāo）活（huó）性，需要在BBR設備之前投加促進微生物生長和繁殖（zhí）的營養（yǎng）劑（jì）。

       2）BBR工藝特點

       BBR工藝的主要（yào）特點如下（xià）：

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

       ◆BBR生化工（gōng）藝在處（chù）理城市汙水時，采用汙泥回流保持（chí）Bacillus菌的數量滿足去除有機物的要求（qiú）；通過內回流（liú）保持Bacillus菌的高活性和（hé）對各種汙（wū）染物（wù）的高去除率（lǜ）。

       ◆為保持（chí）Bacillus菌處於優勢地位和對氮、磷較高的（de）高去除效率，BBR生化工藝對溶解氧控製到較（jiào）低的水平（DO不高於1mg/L），與傳統（tǒng）生化工藝（一般（bān）溶解氧控製在2-4mg/L）相（xiàng）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；加上BBR裝置采用自（zì）然（rán）通風，這樣（yàng）BBR生化處理工（gōng）藝（yì）相比傳統生化處理（lǐ）工藝的能耗約低30-50%（隻（zhī）對生化部分比較）。

       ◆BBR生化工（gōng）藝采用（yòng）Bacillus菌作為係統的優勢（shì）菌（jun1）屬，由於其（qí）對（duì）有機物（wù）、氮和磷（lín）的獨特去除機理和較（jiào）高的去除率，通過合理的設計，其出（chū）水可以滿足《城鎮汙水處理廠（chǎng）汙染物排放標（biāo）準》（GB18918-2002）一級A標準（zhǔn）。

       ◆由於Bacillus菌本身具有（yǒu）除臭能力，其生（shēng）化工藝（yì）段、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臭係統的投（tóu）資和運行費用。◆由於Bacillus菌本身具有自我消毒能力，係統（tǒng）產生的汙泥（ní）中大腸杆（gǎn）菌屬等指標（biāo）可（kě）以比較容易（yì）的達到汙（wū）泥消毒的要（yào）求，對汙泥後續的*終處置（資（zī）源化（huà））創造了較好的（de）條（tiáo）件。

       ◆BBR生化係統整體建設用地少於傳統工藝。

       3）BBR生化（huà）工藝核心技術——Bacillus菌的使用

       ① Bacillus菌（jun1）介紹（shào）

       芽孢杆菌（jun1）（Bacillus），細菌的一科，能形成（chéng）芽孢（內生孢子）的杆菌或球菌。包括芽（yá）孢杆菌屬、芽孢乳杆菌屬、梭菌（jun1）屬、脫硫腸狀菌屬和芽孢八疊球菌屬（shǔ）等。它（tā）們對外界有（yǒu）害因子抵抗力強，分布廣，存在於土壤、水、空（kōng）氣以及動物腸道等處。

       本工（gōng）藝（yì）中利用的（de）芽孢杆菌，主要包括地衣芽孢杆菌、苛性芽胞杆菌、球形芽孢杆（gǎn）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菌中對蛋白質（zhì）、澱粉和脂肪有（yǒu）較高的分解能力，去除機（jī）理如下：

       A. 脫氮（dàn）機理

       同傳統的硝化、反硝化脫氮原理不同，Bacillus菌直接吸取（qǔ）胺（有機氮）、氨氮以及（jí）銨鹽（yán），為微生物所利用，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（fàng）從係（xì）統中去除，部分轉化成氮氣排入空氣中。

       B. 除磷（lín）機理

       Bacillus菌屬於（yú）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細胞壁。革蘭氏陽性菌的細（xì）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（lín）酸鹽以磷壁酸的形式進入Bacillus菌的（de）細胞壁中，*後通過剩餘汙泥（ní）的（de）排放從係統中脫（tuō）磷。

       通過Bacillus菌除磷（lín）一般（bān）去（qù）除率在50%以上，為了保（bǎo）證達標，采（cǎi）取（qǔ）輔助化學除磷。

       C. 除臭機理

       Bacillus菌可將汙（wū）水中的氨、氨鹽、硫化氫等狀態（tài）的物質吸收，去（qù）除（chú）了臭氣產生成份，大大降低了係統臭氣產生量（liàng）。

       D. 消毒機理

       Bacillus菌在生長代謝過程中，分泌Bacitracin、Polymyxin、Tyrothicin、Circulin、Gramicidin等抗（kàng）生素，可以溶解或殺滅處理水（shuǐ）中的大（dà）腸杆菌及一般細菌等。

       由於（yú）係統（tǒng）具有（yǒu）自我消毒能力（lì），剩餘汙泥基（jī）本上不需要進行穩（wěn）定化就可以進入*終的處理和處置過（guò）程。

       ③ Bacillus菌的特點

       ◆Bacillus菌具（jù）有超強的繁殖（zhí）能力（lì），在低溫、高鹽度、高壓等極具嚴酷的極限環境中也具（jù）有適應能力。

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

       ◆可分解脂肪酸（suān）。

       ◆可（kě）吸收轉化增殖分解後的物質。

       ◆Bacillus菌屬（shǔ）適氮和硫磺素菌種（zhǒng），可將汙水中氮素（sù）被氧化前的氨、氨鹽、硫化氫等狀態的物質吸收，去除了臭（chòu）氣（qì）產生（shēng）成份，降低了係統臭氣產生量。

       ◆Bacillus菌具有孢子形（xíng）成（chéng）能力，在惡劣（liè）環境中能保持活性菌種增殖（zhí）數量，維持處理能力。

       ◆可以（yǐ）分泌抗生素（sù），具（jù）有殺菌滅菌的功效。

       ◆可分泌（mì）的酵素具有（yǒu）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（wù）質的（de）分解、可大幅提高處理效率。

      ◆能分泌出一種特殊的粘性物質，具有很強的吸（xī）附過濾能力。

       ◆含有Bacillus菌的活性汙泥的脫水性能非常好

       4）BBR生化（huà）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，在BBR裝置中保持足夠量的Bacillus菌，同時吸附（fù）、分解（jiě）汙水中的汙染物。其主要特點（diǎn）如下：

       ◆BBR盤片是采（cǎi）用優質材（cái）料聚乙稀基樹脂PVDC製造而成的（de）特殊網狀結構。

       ◆該裝置空隙率（lǜ）在97%以上，使（shǐ）其具（jù）有較大的比表（biǎo）麵積，水和空氣容易進出，在均一好氧條件（jiàn）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，因此電機功耗較低，後續的保養和操作也（yě）較為簡便。

       ◆BBR盤片具有獨特的網狀結構，使得微生物可以（yǐ）維持較高密度的（de）附著率（約10,000～30,000mg/L），從而可適（shì）應流量、有機物負荷（hé）變化造成的衝擊，對低溫也（yě）有著極高的適應性。

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

       汙（wū）水（shuǐ）處理工藝比選

       這（zhè）三種工藝（yì）的比較表如（rú）下（xià）表所示：