污水处理A2O丶MBR和MBBR污水处理工艺对比分析.docx

一丶污水处理工艺选择概述 污水处理工艺的选择是根据污水进水水质、出水标准、污水处理厂规模、排 放水体的环境容量，以及当前的经济条件、管理水平、自然条件、环境特点等因 素综合分析研究后确定的各种工艺有其各自的特点及适用条件，应结合当地的 实际情况、项目的具体特点而定污水处理厂工艺选择原则如下：① 工艺性能先进性：工艺先进而且成熟，流程简单，对水质适应性强，出水 达标率高，污泥生成量少且易于处理、处置；② 高效节能经济性：耗电量小，运行费用低，投资省，占地少；③ 运行管理适用性：运行管理方便，设备可靠，易于维护；④ 文明生产安全性：重视环境，控制噪声，防治臭气，创造文明生产条件根据水质分析的结果，本工程进水水质浓度偏高， BOD5/CODcr=0.2、BOD5/TN=2.1、BOD5/TP=20，需要使用强化脱氮除磷工艺根据对各项污染物去除率的要求，表明污水处理厂需釆用强化生物处理工艺 但生物处理工艺在满足常规去除 CODcr 和 BOD5 以及 SS 的同时，必须具备除 磷脱氮的功能通过对国内外釆用脱氮除磷工艺的污水厂设计参数和运行经验， 釆用适宜的除磷脱氮污水生物处理工艺，对表中污染物的去除是能够得到保证的本工程进水的TP浓度较高，根据国内外污水处理厂的运行经验，高浓度的 TP 完全依赖于生物除磷是有风险的。

为保证污水稳定的达标排放，本工程增设 化学辅助除磷设施，与生物除磷相结合以强化除磷效果，达到污水排放标准本工程进水中的 SS 浓度较高（以无机颗粒为主），如果不进行预处理，其对 后续的生化处理系统影响非常大，所以应采取适当的预处理措施以降低进水中的 悬浮物浓度根据以上分析，本工程污水处理工艺必须考虑加强除磷脱氮的工艺根据水 质条件分析，本项目污水较适合使用生物脱氮除磷工艺目前国内应用的二级污 水处理工艺主要包括 A2/O、 MBR 与 MBBR 等，本报告将对这几种处理工艺进 行介绍，并进一步比选出本工程的推荐工艺1. A2/O工艺概述A2/0是根据微生物的特性而研究的最典型也最原始的除磷脱氮工艺A2/0 即 A-A-O,厌氧-缺氧-好氧流程(Anaerobic -Anoxic-Oxic,简称 A-A-O 或 A2/O) A2/O 工艺由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成其流程图如图 1 所示它的基本流程是在厌氧-好氧除磷的工艺中加入缺氧池,将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端,以达到反硝化的目的,在首段的厌氧池主要进行磷的释放,使污水的磷的浓度升高,溶解性的有机物被细菌吸收使污水中的BOD5浓度下降，另外部分NH3-N因细胞的合成得以去除，污水中的NH3-N浓 度下降。

在缺氧池中,反硝化菌利用污水的有机物做碳源,将回流混合液中带入 大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放到空气，因BOD5浓度继续下降，NO3-N 浓度大幅度下降，而磷的变化很小在好氧池中，有机物被微生物生氧化而继续 下降，有机N被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使 NO3-N 浓度增加，而 P 随着聚磷菌的过量摄取也以较快的速度下降经过多 年的实践检验， A2/O 工艺在除磷脱氮方面无可替代，尤其在大型污水处理厂的 应用，表现出其强大的除磷脱氮功能2. MBR 工艺概述传统的活性污泥工艺(Conventional Activated Sludge, CAS)广泛地应用于各种 污水处理中由于采用重力式沉淀方式作为固液分离手段，因此带来了很多方面 的问题，如固液分离效率不高、处理装置容积负荷低、占地面积大、出水水质不 稳定、传氧效率低、能耗高以及剩余污泥产量大等等传统生物处理工艺处理后 的水难以满足越来越严格的污水排放标准，同时，经济的发展所带来的水资源的 日益短缺也迫切要求开发合适的污水资源化技术，以缓解水资源的供需矛盾在 上述背景下，一种新型的水处理技术 (Membrane Bioreactor, MBR)应运而 生。

随着膜分离技术和产品的不断开发， MBR 也更具有实用价值，近年来许多 国家都投入了大量资金用于开发此项技术2.1 MBR概述MBR 是指将超、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的 一种新的污水处理装置这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优 点超、微滤膜组件作为泥水分离单元，可以完全取代二次沉淀池超、微滤膜 截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，使之停留在反应器内，使 反应器内获得高生物浓度，并延长有机固体停留时间，极大地提高了微生物对有 机物的氧化率同时，经超、微滤膜处理后，出水质量高，可以直接用于非饮用 水回用系统几乎不排剩余污泥，且具有较高的抗冲击能力特别 1989 年 Yamamoto 将中空纤维膜应用于活性污泥处理中，使工艺运行成本大大降低，实 际应用前景广阔因此， MBR 是当今倍受国内外专家学者重视的一项高新水处 理技术2.2 MBR种类从整体构造上来看， MBR 是由膜组件和生物反应器两部分组成根据这两 部分操作单元的组合方式，膜生物反应器可分为分置式和一体式(浸没式)两种 分置式MBR是指膜组件与生物反应器分开设置，浸没式MBR是指膜组件安置 在生物反应器内部。

2种反应器的流程如图6-2所示，分析如表6-2所示2.3 MBR工艺优缺点MBR工艺的主要特点如下：(1) 出水水质好 由于采用膜分离技术，不必设立、过滤等其它固液分离设备高效的固液分 离将污水中有悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分 开，不需经三级处理即直接可回用，具有较高的水质安全性a）分蓋式WIE1R工艺浇程图2分買式及浸没式b）浸没式MH艮工艺、；褊昱MBR工艺谎程图噪气槽£i 凤WL表1分置式及浸没式MBR工艺比较表MBR种 类压力驱 动形式动力 消耗管道 要求膜更换和清 洗情况微生物失 活情况设备占地 面积分置式压力泵加压大需要方便有可能大一体式真空泵抽吸小不需要不方便不失活小（2）占地面积膜生物反应器生物处理单元内微生物维持高浓度，使容积负荷大大提高，膜 分离的高效性使处理单元水力停留时间大大缩短，占地面积减少同时膜生物反 应器由于采用了膜组件，不需要沉淀池和专门的过滤车间，系统占地仅为传统方 法的 60%（3）节约能源由于MBR高效的氧利用效率，和独特的间歇性运行方式，大大减少了曝气 设备的运行时间和用电量，节省电耗与此同时，MBR工艺的主要缺点如下：（1）对NH3-N去除率不理由于MBR工艺的实质仍为AO工艺，因此其生物处理能力也与AO工艺接 近,从目前的进水水质来看，本工程的C/N比较低，因此AO工艺并不能将NH3 N去除至目标水质，而后续的纳滤对BOD、SS及TP的截留效果较好，对NH3 N 的去除率并不理想。

2）水通量较低由于膜的截留能力较强，导致单位膜面积的水通量较低，因此MBR工艺较 多应用于水量较小的项目中，对于大规模污水项目，其膜组配备量较大，因此投 资较高3）维护费用较高由于膜组件是耗材，一套膜组件的寿命约为2-3 年，而更换一套其费用相对 较高，导致MBR的维护费用较其他工艺更高并且由于国内污水内所含杂质较 多，膜很容易被各种尖锐物质（如沙粒、竹片等）所划伤，其更换频率较国外更 高，导致运行成本进一步增加1.4 MBBR工艺概述MBBR生化工艺在城市生活污水的应用中主要有以下三个特点：0MBBR工艺的核心是使用Bacillus菌（芽抱杆菌属）作为系统的优势菌属恻为了满足Bacillus菌的生长环境条件，MBBR工艺采用生物膜法（MBBR 装置）和活性污泥法（MBBR生化池）相结合的组合生化处理工艺恻MBBR生化工艺出水可以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） —级 A 标准1.4.1 MBBR 工艺流程MBBR 工艺流程如下图所示首先经过预处理的污水进入 MBBR 装置（生物膜法装置），在 MBBR 装置 中，通过附着在 MBBR 装置载体表面上的 Bacillus 菌吸附和分解进水中的有机 物、氨氮和磷酸盐。

MBBR装置对有机物的去除率一般可以达到4075%MBBR装置自流入MBBR生化池，在MBBR生化池内，通过对溶解氧等条 件的控制，保证Bacillus菌处于优势地位，最大可能发挥其高效去除有机物、磷 和氮的能力MBBR生化池的出水自流入二沉池，在二沉池内泥水进行分离上清液达标 排放根据 Bacillus 菌生长的需要和工艺特点，需要沉淀池污泥回流（污泥回流） 和MBBR生化池出水进行回流（内回流），污泥回流和内回流均至MBBR设备 前为了保持 Bacillus 菌的高活性，需要在 MBBR 设备之前投加促进微生物生 长和繁殖的营养剂1.4.2 MBBR 工艺特点MBBR工艺的主要特点如下：恻MBBR生化工艺采用了生物膜法（MBBR生物转盘装置）和活性污泥法 （MBBR生化池）的组合工艺，以保持Bacillus菌去除各种污染物的高性能恻MBBR生化工艺在处理城市污水时，采用污泥回流保持Bacillus菌的数量 满足去除有机物的要求；通过内回流保持Bacillus菌的高活性和对各种污染物的 高去除率恻为保持Bacillus菌处于优势地位和对氮、磷较高的高去除效率，MBBR生 化工艺对溶解氧控制到较低的水平（DO不高于lmg/L）,与传统生化工艺（一般 溶解氧控制在24mg/L ）相比，MBBR生化池所需空气量少很多，这样可以很好 地降低能耗；加上MBBR装置采用自然通风，这样MBBR生化处理工艺相比传 统生化处理工艺的能耗约低3050%（只对生化部分比较）。

恻MBBR生化工艺采用Bacillus菌作为系统的优势菌属，由于其对有机物、 氮和磷的独特去除机理和较高的去除率，通过合理的设计，其出水可以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） —级A标准恻由于Bacillus菌本身具有除臭能力，其生化工艺段、污泥处理段可以不需 要进行额外的除臭处理，这样可以减少污水处理厂对除臭系统的投资和运行费用恻由于Bacillus菌本身具有自我消毒能力，系统产生的污泥中大肠杆菌属等 指标可以比较容易的达到污泥消毒的要求，对污泥后续的最终处置（资源化）创 造了较好的条件恻MBBR生化系统整体建设用地少于传统工艺1.4.3 MBBR生化工艺核心技术——Bacillus菌的使用① Bacillus 菌介绍芽抱杆菌（Bacillus），细菌的一科，能形成芽抱（内生抱子）的杆菌或球菌 包括芽孢杆菌属、芽孢乳杆菌属、梭菌属、脱硫肠状菌属和芽孢八叠球菌属等 它们对外界有害因子抵抗力强，分布广，存在于土壤、水、空气以及动物肠道等 处本工艺中利用的芽抱杆菌，主要包括地衣芽抱杆菌、苛性芽胞杆菌、球形芽 抱杆菌、多粘芽抱杆菌、浸麻芽抱杆菌等② Bacillus 菌去除污染物机理A.有机物的去除Bacillus 菌中对蛋白质、淀粉和脂肪有较高的分解能力，去除机理如下：HOOC {CE^^COCOQH - XH. +NADFH -H+ "：LrJt：rf ~ ; HOOC （CE2 3）CH（Aff 3）COOK - XADF~ - H.0HOOCCH =CHNH=COOH -AST；-ATP 任兰”M * 日mMCOCH zCH