BF生物填料處理城鎮(zhèn)綜合污水的應(yīng)用

楊曦，李倩倩，武利，陳金楠，張穎

BF生物填料處理城鎮(zhèn)綜合污水的應(yīng)用

楊曦，李倩倩，武利，陳金楠，張穎

（沈陽城市建設(shè)學(xué)院，遼寧 沈陽 110167）

以大連市某城鎮(zhèn)污水處理工程為實(shí)例，介紹BF生物填料處理小城鎮(zhèn)綜合生活污水工藝的設(shè)計(jì)參數(shù)、處理效果、工程投資和運(yùn)行成本。該項(xiàng)工程處理水量為2 000 t/日, 進(jìn)水BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TN和TP分別為450、250、300、25、50和8 mg/L。運(yùn)行結(jié)果表明，對(duì)BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TN和TP的去除率分別為96%、88.9%、96.7%、85.7%、70%和93.75%，具有良好的脫氮除磷效果，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。該工藝處理效果優(yōu)良，具有處理成低廉、運(yùn)行管理方便等突出優(yōu)點(diǎn)。

城鎮(zhèn)生活污水； BF生物填料； 脫氮除磷

我國(guó)已進(jìn)入全面建設(shè)小康社會(huì)的新階段，小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，隨之而來的是生活和工業(yè)廢水排放量的驟然增加，為水環(huán)境帶來了嚴(yán)重威脅，做好污水處理是小城鎮(zhèn)持續(xù)發(fā)展的必要環(huán)節(jié)。導(dǎo)致小城鎮(zhèn)水環(huán)境污染的因素歸納起來主要有：（1）工業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)排放的污水所造成的污染；（2）居民生活污水和廢棄物的污染[1]；（3）農(nóng)業(yè)、林業(yè)面源污染[2]。小城鎮(zhèn)綜合污水中有COD、BOD、TN、TP等主要污染物，目前普遍缺少處理環(huán)節(jié)或雖經(jīng)過處理但未達(dá)標(biāo)。直接排放的后果是影響地表水中動(dòng)植物的生存繁殖、污染水源、甚至破壞整個(gè)河湖生態(tài)體系［3］。選用何種污水處理工藝取決于小城鎮(zhèn)污水的產(chǎn)生和社會(huì)的發(fā)展要求，需考慮經(jīng)濟(jì)性、高效性和可行性。

BF填料利用的親水性高能丙烯纖維Biofringe是一種半軟性生物載體，表面粗糙，具有較高的孔隙率，極易于微生物的附著和生長(zhǎng)，能實(shí)現(xiàn)微生物相的高度化。反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)，在水流的沖刷作用下BF填料在平衡位置附近擺動(dòng)，附著在填料上的污泥和浮游污泥使反應(yīng)器內(nèi)可保持很高的污泥濃度，提高處理能力，BF填料近年來受到廣泛關(guān)注［4］。本文論述了BF生物填料在小城鎮(zhèn)綜合污水處理中的應(yīng)用，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)對(duì)工藝進(jìn)行分析，為小城鎮(zhèn)綜合污水的處理提供依據(jù)。

1 水資源現(xiàn)狀

1.1 城鎮(zhèn)水體現(xiàn)狀

由于2002年開始小城鎮(zhèn)建設(shè)，整個(gè)鎮(zhèn)中心工業(yè)企業(yè)數(shù)目增加，并開始了居民集中住宅建設(shè)。這些項(xiàng)目產(chǎn)生了大量生活和工業(yè)廢水，未經(jīng)處理直接排放到附近的溝渠，最終排入該城鎮(zhèn)南面的河流。

1.2 污水水質(zhì)特點(diǎn)

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，城鎮(zhèn)污水水質(zhì)COD為400 mg/L、氨氮為25 mg/L，污染狀況較嚴(yán)重。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該區(qū)域生活排水占總量的86.96%，企業(yè)排水占10.83%，洗浴中心、飯店排水量占2.21%。生活污水占主要比重，遠(yuǎn)期污水量為0.40 m3/d。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求達(dá)到《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB21/1627-008）。該工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見表1。

表1 污水處理設(shè)施進(jìn)水水質(zhì)主要指標(biāo)

根據(jù)《城鎮(zhèn)污水治理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002)，及《遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB21/1627-008），確定污水處理廠出水水質(zhì)見表2。

表2 污水處理設(shè)施出水水質(zhì)主要指標(biāo)

2 廢水處理工藝及處理設(shè)備

2.1 工藝流程

圖2 污水處理工藝流程

污水處理廠前段設(shè)置中格柵，將原污水中大尺寸的漂浮物和懸浮物截留。調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，細(xì)格柵設(shè)置在調(diào)節(jié)池與沉砂池之間，進(jìn)一步去除污水中較小顆粒的懸浮物。污水由潛水泵提升經(jīng)細(xì)格柵，依次進(jìn)入旋流沉砂池、BF填料搖動(dòng)床生物接觸氧化池進(jìn)行物理、化學(xué)和生物處理，再依次進(jìn)入二沉池、消毒后最終出水經(jīng)排水管道排出。

2.2 主要建構(gòu)筑物及設(shè)備

為了保證污水處理構(gòu)筑物要有2組互為備用的要求，因此設(shè)計(jì)處理構(gòu)筑物分成2組，每組設(shè)計(jì)流量為1 000 m3/d。

2.2.1 BF-A池

BF-A池的功能是使污水中的大分子有機(jī)物變成小分子，提高可生化性，同時(shí)去除部分BOD、COD和SS，達(dá)到脫氮和釋放磷的目的。采用4格鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單格設(shè)計(jì)流量為500 m3/d。有效容積42 m3，填料體積20 m3，填料填充率48%。BOD材料負(fù)荷6.25 kg BOD/m3·d，BOD容積負(fù)荷2.84 kg BOD/m3·d。采用4臺(tái)深水?dāng)嚢杵鳎盍蠙M絲為具有親水性聚丙烯極細(xì)的蓬松絲，豎線使用具有疏水性的聚乙烯線繩，填料長(zhǎng)度為3 m/根。

2.2.2 BF-O池

功能是去除BOD、SS，進(jìn)行硝化反應(yīng)的同時(shí)攝取磷。鋼筋混凝土構(gòu)筑物，單組尺寸：××＝7.6 m×7.6 m×4.5 m。設(shè)計(jì)流量=500 m3/d，單格池容42 m3，單格填料體積：20 m3，填料填充率：48%，BOD材料負(fù)荷：1.88 kg BOD/m3·d，BOD容積負(fù)荷0.85 kg BOD/m3·d，需氧量1.60 m3/min，回流比為100%。配有管式爆氣器33根，曝氣量=2.9 m3/h，直徑為0.064 m；內(nèi)回流泵6臺(tái)（4用2備）；填料采用橫絲使用具有親水性的聚丙烯極細(xì)的蓬松絲纖維，豎線使用具有疏水性的聚乙烯線繩，填料高度：3 m。

2.2.3 二沉池

采用輻流式沉淀池對(duì)污水進(jìn)行泥水分離，降低水中懸浮物濃度。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)2座。單池設(shè)計(jì)流量=42 m3/h，池子容積230 m3，=8.5 m，=4.3 m。表面負(fù)荷為0.76 m3/m2·h，沉淀時(shí)間3.5 h，污泥回流比100%，懸浮固體濃度1=4 000 mg/L，二沉池污泥濃度2=8 000 mg/L。

3 工程運(yùn)行效果

3.1 污水處理效果

該工程投入運(yùn)行以來，污水處理效果一直很穩(wěn)定，對(duì)各類水質(zhì)指標(biāo)都有較高的去除率，可以達(dá)到了設(shè)計(jì)要求和相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)污水處理設(shè)施進(jìn)、出水處水質(zhì)，本項(xiàng)目對(duì)各污染因子去除率見表3。

表3 污水處理各污染指標(biāo)去除率

根據(jù)表3可以得出結(jié)論：將BF生物填料應(yīng)用在處理小城鎮(zhèn)生活污水中效果較好，對(duì)各污染因子都具有較高的去除率，出水水質(zhì)可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002)中的一級(jí)B指標(biāo)。

3.2 技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

BF填料是一種較新的生物填料。結(jié)構(gòu)上橫向采用聚丙烯纖維，具有親水性；縱向中心是一根具有一定輕度的繩，繩上每隔一段距離設(shè)置纖維絲構(gòu)成空間立體結(jié)構(gòu)。在反應(yīng)器內(nèi)水流的作用下纖維絲在固定位置附近擺動(dòng)，使傳質(zhì)效果增強(qiáng)[5]。由于BF生物填料的特殊性，使得BF搖動(dòng)床具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）啟動(dòng)時(shí)間短：BF填料由于其特殊的加工工藝，使得纖維絲的密度自內(nèi)而外由小到大，因此表現(xiàn)出與普通填料的顯著區(qū)別，整個(gè)填料上可大量附著活性污泥，BF新型生物填料的內(nèi)部附著性更強(qiáng)，因而加大了活性污泥的停留時(shí)間，填料掛膜和系統(tǒng)啟動(dòng)過程用時(shí)縮短。

（2）良好的抗沖擊能力：由于BF填料在水流和空氣的協(xié)同作用下不停搖動(dòng)，可增強(qiáng)反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)效果，增加生物膜上活性污泥與污水中有機(jī)物的碰撞并篩選適宜的微生物菌群，可使生物膜保持高活性、高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，提高處理效率。

（3）污泥量少：傳統(tǒng)方法運(yùn)行中產(chǎn)生的大量污泥會(huì)加大運(yùn)行成本和操作困難，成為一項(xiàng)制約因素。由于BF填料上生物相豐富，可以形成食物鏈，污泥產(chǎn)量將大幅度減少。同時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)的污泥來源于附著在BF填料上的高密度污泥的脫落，因而沉降性好、沉降速度快，有效避免了污泥膨脹現(xiàn)象。

（4）處理水質(zhì)穩(wěn)定：由于填料結(jié)構(gòu)的特殊結(jié)構(gòu)，不存在結(jié)團(tuán)、阻塞、或大面積整體脫落的情況，運(yùn)行穩(wěn)定。

（5）管理維護(hù)簡(jiǎn)單：BF填料無需反復(fù)沖洗，強(qiáng)度高，不必經(jīng)常更新、可長(zhǎng)期使用，處理成本低。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

該工程占地面積20 000 m2，污水處理能力2 000 m3/日。建設(shè)項(xiàng)目總投資576.29萬元。處理成本為1.38元/t，其中電費(fèi)0.22元，藥劑費(fèi)0.51元，人工費(fèi)0.65元。

5 結(jié) 論

（1）BF搖動(dòng)床處理小城鎮(zhèn)生活污水具有較好的處理效果，BOD5、COD、SS、NH3-N、TN和TP的去除率分別達(dá)到96%、88.9%、96.7%、85.7%、63.6%和93.75%。出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水治理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002)。

（2）BF生物填料反應(yīng)器工藝流程簡(jiǎn)單，操作管理方便，易于控制，環(huán)境友好，運(yùn)行費(fèi)用低，可以在污水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

［1］姜瑞雪.小城鎮(zhèn)給排水系統(tǒng)指標(biāo)體系優(yōu)化及關(guān)鍵技術(shù)研究[D].2006.

［2］ 汪洪,李錄久,王鳳忠,等.人工濕地技術(shù)在農(nóng)業(yè)面源水體污染控制中的應(yīng)用[A].第二屆全國(guó)農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)[C].2007.

［3］劉峰.復(fù)合式人工濕地處理小城鎮(zhèn)生活污水的研究[D].北京林業(yè)大學(xué),2011.

［4］張萬友,楊海滔,等.用BF生物填料處理化工綜合廢水的應(yīng)用研究[J].水處理技術(shù),2008, 28(12):56-61,82.

［5］Cheng Yingjun.Swim-bed technology as an innovative attache growth process for high rateMastwvatcr treatment[J].Japanese Journal of Water Treatment Biology,2004,40(3):115-124.

Treatment of Comprehensive Wastewater by Biofringe Filler

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（Shenyang Urban Construction University, Liaoning Shenyang 110168, China）

Taking the sewage treatment project of a town in Dalian as an example, treatment effect, project investment and operation costs of treating the comprehensive sewage of the town by biofringe filler were introduced. The wastewater treatment capacity of the project was 2 000 t/d, and influent BOD5, COD, SS, NH3-N, TN and TP were 450, 250, 300, 25, 50 and 8 mg/L, respectively. The running results showed that the removal rates of BOD5, COD, SS, NH3-N, TN and TP were up to 96%, 88.9%, 96.7%, 85.7%, 70% and 93.75%, denitrification and phosphorus removal effect was good. The effluent met requirements in GB18918-2002 discharge standard of urban sewage.This process has the advantages of low operating cost, good treatment effect and simple operation management.

urban sewage; biofringe filler; hydrolysis; denitrification and phosphorus removal

2016年遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201613208012）；沈陽城市建設(shè)學(xué)院科學(xué)研究發(fā)展基金項(xiàng)目（XKJ2016006）；遼寧省教育廳科學(xué)研究一般項(xiàng)目（L2015355）。

2017-10-20

楊曦（1990-），女，助教，碩士，遼寧省撫順市人，2015年畢業(yè)于沈陽建筑大學(xué)市政工程專業(yè)，研究方向：污水處理新技術(shù)。

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1004-0935（2017）12-1196-03