摘要：針對《水污(wu)染(ran)防治行(xing)動計劃》，各地政(zheng)府(fu)對污(wu)水處理提出了更高的(de)(de)(de)要求，將(jiang)城(cheng)鎮污(wu)水處理廠污(wu)染(ran)物的(de)(de)(de)排放標(biao)準(zhun)由《城(cheng)鎮污(wu)水處理廠污(wu)染(ran)物排放標(biao)準(zhun)》（GB 18918—2002）一級A排放標(biao)準(zhun)提升(sheng)到了《地表水環境質量(liang)標(biao)準(zhun)》（GB 3838—2002）的(de)(de)(de)IV類(lei)標(biao)準(zhun)。文章介紹兩種深度水處理工藝路線并(bing)進行(xing)技(ji)術經濟上的(de)(de)(de)比較(jiao)。

關鍵(jian)詞(ci) ：污水(shui)處理(li)廠 ；類地表水(shui)IV類 ；工藝比(bi)較 ；深度處理(li) ；MBR膜

引(yin)言

針對(dui)污水處(chu)(chu)理(li)廠(chang)出(chu)水水質的提高，若(ruo)要達到類地(di)表(biao)水IV類水的標準，根據(ju)國內已經(jing)或在建污水處(chu)(chu)理(li)廠(chang)建設經(jing)驗(yan)，提供兩(liang)種水處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)方案(an)，即強化(hua)二級處(chu)(chu)理(li)+深度處(chu)(chu)理(li)工藝(yi)和MBR膜(mo)工藝(yi)。下(xia)面(mian)對(dui)這兩(liang)種工藝(yi)進行技術(shu)和經(jing)濟上(shang)的比較。

1 強化二級處理(li)+深度處理(li)工藝

該工藝(yi)整個流程分為二個階段 ：

二級處(chu)理階段(duan) ：根據進水水質和(he)出水水質要(yao)求，應采(cai)用生物脫氮除磷的處(chu)理工藝(yi)。

目前(qian)，常(chang)規性的生物處理工藝主要(yao)包(bao)括有活性污(wu)泥(ni)法與生物膜法兩種工藝。

活性污泥法主要包(bao)括A-A-O工藝(yi)、AB法、氧化溝工藝(yi)以及SBR工藝(yi)。

較典型的脫氮除(chu)磷(lin)生物膜法為曝氣生物濾池（即BAF）。

BAF工藝的優點(dian)是其(qi)容積負荷(he)率較高(gao)，且(qie)采(cai)用模塊化設計，占地面積小，但其(qi)缺點(dian)有：

（1）投資(zi)較高 ；

（2）控制、運行過程(cheng)較復雜；

（3）自動化程度高；

（4）耗藥量(liang)大(da)；

（5）產泥量高；

（6）運(yun)行(xing)費用高(gao)。因(yin)此，不推薦采用BAF工藝。

通(tong)過技術(shu)經濟比(bi)較，二(er)級生物(wu)處(chu)理(li)A-A-O工藝有如下(xia)優點 ：

（1）工程費用較低。

（2）運行費用低。

（3）污(wu)(wu)泥的沉降性能(neng)(neng)好，無污(wu)(wu)泥膨脹等問題，出水水質較(jiao)好，并具有一定的耐沖擊負荷的能(neng)(neng)力(li)。

（4）采用(yong)鼓風曝氣，氧(yang)利(li)用(yong)率高，耗電量少(shao)。

（5）占地少(shao)。

（6）可(ke)根據進出(chu)水水質(zhi)靈活調節運行模式(shi)，操作靈活，可(ke)控(kong)性強(qiang)。

綜合(he)考慮，A-A-O工藝具有技術和(he)經濟上的(de)優勢，因(yin)此，推(tui)薦其作為二級生(sheng)物處理工藝。

深(shen)(shen)度(du)(du)處理階段(duan)(duan)(duan) ：為(wei)進一步去(qu)除污水(shui)中(zhong)剩余(yu)的(de)(de)(de)污染(ran)物(wu)(wu)(wu)，深(shen)(shen)度(du)(du)處理工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)選(xuan)擇主要(yao)取決于二(er)(er)級生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理的(de)(de)(de)出水(shui)水(shui)質和(he)需達到的(de)(de)(de)排(pai)放水(shui)質標準。二(er)(er)級生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理出水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)污染(ran)物(wu)(wu)(wu)質多為(wei)有(you)機物(wu)(wu)(wu)與無(wu)機物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)混合(he)體(ti)，有(you)機物(wu)(wu)(wu)主要(yao)包括細菌、藻(zao)類、病菌及原始(shi)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)等。不論是有(you)機物(wu)(wu)(wu)或(huo)無(wu)機物(wu)(wu)(wu)，根據它們的(de)(de)(de)顆粒(li)大小又分為(wei)懸浮物(wu)(wu)(wu)（>1 μm）、膠(jiao)體(ti)（1 μm~1 nm）和(he)溶(rong)解物(wu)(wu)(wu)（<1 nm）。一般通過混凝(ning)沉淀等常規處理工(gong)(gong)藝(yi)可以去(qu)除懸浮物(wu)(wu)(wu)和(he)膠(jiao)體(ti)粒(li)子，但溶(rong)解性的(de)(de)(de)雜質必須(xu)通過特殊手段(duan)(duan)(duan)才能(neng)去(qu)除。從深(shen)(shen)度(du)(du)處理單元的(de)(de)(de)進出水(shui)水(shui)質來看，在二(er)(er)級生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)處理的(de)(de)(de)階段(duan)(duan)(duan)中(zhong)，氨氮、總氮的(de)(de)(de)去(qu)除已經基(ji)本達到要(yao)求，在深(shen)(shen)度(du)(du)處理階段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)選(xuan)擇中(zhong)無(wu)須(xu)考(kao)慮，重點考(kao)慮去(qu)除形(xing)成BOD5、CODCr、SS以及TP的(de)(de)(de)雜質。因(yin)此(ci)，選(xuan)擇的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)應確保出水(shui)水(shui)質好、管理簡便、運行穩定、低耗節(jie)能(neng)。

深床(chuang)(chuang)濾池為降(jiang)流(liu)式的(de)(de)重力濾池，采用一(yi)定(ding)規格(ge)及形狀的(de)(de)石英(ying)砂作為反(fan)硝(xiao)化(hua)生物(wu)的(de)(de)掛膜介(jie)(jie)質。同時，深床(chuang)(chuang)也是保障硝(xiao)酸氮(dan)以及懸浮(fu)物(wu)去除的(de)(de)構筑物(wu)。直(zhi)徑2~3 mm粒徑的(de)(de)石英(ying)砂的(de)(de)比(bi)表面積較大，一(yi)般(ban)2 m深左右的(de)(de)介(jie)(jie)質濾床(chuang)(chuang)就(jiu)可避(bi)免(mian)穿透和竄流(liu)現象(xiang)。懸浮(fu)物(wu)不斷地被(bei)截留會增加過濾水頭損失，因(yin)此，需要對介(jie)(jie)質進行反(fan)沖洗去除截留的(de)(de)污染物(wu)，一(yi)般(ban)采用氣、水聯合反(fan)沖洗。

深床濾池的(de)結構簡單實用，集去除多種(zhong)污染物的(de)功能于一體，包括對懸浮物、總氮和總磷(lin)等均有相當(dang)好的(de)去除效果。

深床濾(lv)池有(you)以下優(you)點 ：

（1）處理效果好，出水(shui)水(shui)質(zhi)穩定 ；

（2）碳源投加量最少，節約運行成本 ；

（3）出水濁度低，對(dui)SS有極(ji)好的去除效果 ；

（4）過濾(lv)為下向流(liu)，沖洗為上向流(liu)，與砂濾(lv)類似(si)，沖洗效果好；

（5）濾池(chi)壽命長，終身免(mian)維(wei)護(hu)，運行自控(kong)化程度高(gao)；

（6）有一定耐沖擊能力，特別是(shi)對SS有很好的適應(ying)性。

2 MBR膜工藝

MBR膜是(shi)將膜分離技(ji)術和(he)污水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)中的(de)(de)生(sheng)物處(chu)理(li)(li)(li)相結合的(de)(de)產物，是(shi)性能穩(wen)定、效果良好的(de)(de)污水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)技(ji)術，其綜(zong)合了膜處(chu)理(li)(li)(li)和(he)生(sheng)物處(chu)理(li)(li)(li)兩種(zhong)工藝(yi)的(de)(de)優點，以超(chao)、微濾(lv)膜分離過程(cheng)取代傳統活性污泥法處(chu)理(li)(li)(li)過程(cheng)中的(de)(de)泥水(shui)重(zhong)力分離過程(cheng)。

膜分離既可(ke)以(yi)保持較(jiao)高(gao)的(de)(de)生物(wu)相(xiang)濃度以(yi)及(ji)較(jiao)優的(de)(de)出水(shui)效果，也可(ke)以(yi)有(you)效地去除污(wu)水(shui)中含有(you)的(de)(de)有(you)機物(wu)、氨氮等污(wu)染物(wu)質(zhi)，提高(gao)出水(shui)質(zhi)量(liang)，其出水(shui)可(ke)直(zhi)接再(zai)利(li)用。

MBR工藝(yi)主要具有以下特點 ：

（1）出水(shui)水(shui)質(zhi)好。其(qi)高效的固液分離可把(ba)污水(shui)中的膠(jiao)體物(wu)質(zhi)、懸浮物(wu)質(zhi)、生(sheng)物(wu)單元流失的微生(sheng)物(wu)菌群與凈化的水(shui)分開，不需要再(zai)經過(guo)三級處理措(cuo)施即(ji)可直接回用。

（2）占地面積(ji)小(xiao)。反(fan)應器(qi)內的微(wei)生物濃度高，可達(da)10 000 mg/L以上，大大提高了容(rong)積(ji)負荷，減小(xiao)了生化池容(rong)。

同時也省去了二沉、混(hun)凝(ning)、過濾等多個處理構筑物，大(da)大(da)減少了對土地的占用。

（3）抗(kang)沖擊能力強(qiang)，運(yun)(yun)行(xing)穩(wen)定。由于污泥(ni)濃度(du)高、生物(wu)相豐富，而且(qie)不(bu)存在污泥(ni)流失的問題，不(bu)受(shou)污泥(ni)膨(peng)脹等因素影響，因此(ci)具有較(jiao)強(qiang)的抗(kang)沖擊能力，運(yun)(yun)行(xing)穩(wen)定。

（4）剩余污泥(ni)(ni)排放(fang)少。有機負(fu)荷低，泥(ni)(ni)齡長，污泥(ni)(ni)產(chan)率低，比常規工藝減量30%~50%。

（5）除磷效果好。可(ke)直接(jie)將鋁鹽投入生化池(chi)中，形成的(de)磷酸鹽沉(chen)淀物可(ke)被膜全部截留(liu)，隨剩余污泥排(pai)放(fang)。

（6）模塊(kuai)化(hua)(hua)設(she)計(ji)，自(zi)動化(hua)(hua)控制(zhi)。由于膜生物反應(ying)器技術的模塊(kuai)化(hua)(hua)特(te)征，易(yi)于擴(kuo)建，它可以通過增加必要的模塊(kuai)，來應(ying)對水處理量的增長(chang)。工藝(yi)設(she)備(bei)集中，全部采用計(ji)算機自(zi)動化(hua)(hua)控制(zhi)。

3 兩(liang)種(zhong)工藝的(de)經濟(ji)技術的(de)比較(jiao)

工藝方案綜合(he)比(bi)較如表1所(suo)示。

4 結語(yu)

針對(dui)城區污水處理廠納污范圍內的實際情況，對(dui)污水處理工藝的影響如下 ：

（1）排水管網(wang)是否實現雨污分(fen)流。

（2）廠區占(zhan)地(di)(di)情況是否(fou)充足。深床濾池(chi)工藝(yi)占(zhan)地(di)(di)面積較大。MBR的(de)池(chi)體占(zhan)地(di)(di)較深床濾池(chi)可節省30%的(de)用(yong)(yong)(yong)地(di)(di)，且采(cai)用(yong)(yong)(yong)MBR工藝(yi)，可取消(xiao)二(er)級(ji)處理(li)中二(er)沉池(chi)及高效沉淀池(chi)，提高土地(di)(di)利用(yong)(yong)(yong)率(lv)。

（3）出(chu)水(shui)(shui)(shui)穩定(ding)性。強化二級處理(li)+高效(xiao)沉淀池+深床濾池處理(li)工藝在一(yi)級A標的(de)出(chu)水(shui)(shui)(shui)標準下，出(chu)水(shui)(shui)(shui)穩定(ding)可(ke)靠，當進水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質COD濃(nong)度偏低(di)時(shi)，仍可(ke)達(da)到類IV類水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質標準，但當進水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質各指標較高時(shi)，難(nan)降(jiang)解COD含量加(jia)大，增大污水(shui)(shui)(shui)處理(li)負荷時(shi)，會導(dao)致部分指標無法達(da)到IV類水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質標準，作為IV類水(shui)(shui)(shui)出(chu)水(shui)(shui)(shui)標準的(de)處理(li)工藝，運行不夠穩定(ding)。而MBR膜(mo)特(te)殊(shu)的(de)膜(mo)過濾工藝可(ke)適應各種(zhong)水(shui)(shui)(shui)質，確(que)保出(chu)水(shui)(shui)(shui)達(da)到類IV類水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質標準。

（4）工程投資。深床濾池工藝采用傳(chuan)統的(de)(de)石英砂濾料(liao)，有較好(hao)的(de)(de)懸(xuan)浮物(wu)截(jie)(jie)(jie)留(liu)(liu)功效(xiao)，隨著截(jie)(jie)(jie)留(liu)(liu)物(wu)的(de)(de)增加，需進行反沖洗去除截(jie)(jie)(jie)固體物(wu)，因此，工程投資主體為土建工程。MBR膜(mo)工藝是通過膜(mo)分離(li)，以(yi)膜(mo)兩側壓(ya)力差(cha)截(jie)(jie)(jie)留(liu)(liu)水中(zhong)的(de)(de)各類雜(za)質，實現(xian)泥(ni)水分離(li)，因此，設(she)備材料(liao)是該工藝投資主體，較深床濾池略高。

（5）運營(ying)(ying)(ying)(ying)成本。深床(chuang)濾(lv)池(chi)(chi)工(gong)藝(yi)(yi)應在前端投加絮凝劑(ji)，MBR膜池(chi)(chi)無需(xu)投加藥劑(ji)，但因其對自動(dong)化(hua)(hua)程度依(yi)賴程度高，電(dian)耗量(liang)較深床(chuang)濾(lv)池(chi)(chi)工(gong)藝(yi)(yi)高。經(jing)計算，強化(hua)(hua)二級處(chu)理+深床(chuang)濾(lv)池(chi)(chi)工(gong)藝(yi)(yi)運營(ying)(ying)(ying)(ying)成本約(yue)0.78 元(yuan)/m3，單(dan)位經(jing)營(ying)(ying)(ying)(ying)總成本1.39 元(yuan)/m3，MBR膜池(chi)(chi)工(gong)藝(yi)(yi)運營(ying)(ying)(ying)(ying)成本約(yue)0.90 元(yuan)/m3，單(dan)位經(jing)營(ying)(ying)(ying)(ying)總成本1.59 元(yuan)/m3。

根據(ju)上述對兩(liang)個工藝方案(an)在技(ji)術、經濟及(ji)安全生產(chan)的比較(jiao)，深(shen)床(chuang)濾(lv)(lv)池工藝的前期建設投(tou)資及(ji)運營成(cheng)本低(di)于MBR膜工藝。但根據(ju)類四類水(shui)的出水(shui)標準(zhun)要(yao)求，隨著污(wu)水(shui)管網(wang)的完善，雨污(wu)分流完成(cheng)，能(neng)夠滿足污(wu)水(shui)入(ru)廠，雨水(shui)入(ru)河的來水(shui)要(yao)求后，進水(shui)濃度逐步提高后，強化二級處理+深(shen)床(chuang)濾(lv)(lv)池工藝出水(shui)穩(wen)定性較(jiao)MBR膜工藝仍有不足。

綜(zong)上所述(shu)，兩種工(gong)藝均滿足出水要求(qiu)，應根(gen)據(ju)城區納污管網實際情況(kuang)以及受污水處理(li)(li)廠(chang)用地條件來選擇水處理(li)(li)深(shen)度工(gong)藝。

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