工業園區污水處理廠工藝優選研究

高偉明

韶關市城鎮污水處理管理中心

工業園區污水處理廠工藝優選研究

高偉明

韶關市城鎮污水處理管理中心

工業園區污水對當地造成污染問題日益嚴重，同時，工業園區污水面臨處理難度大、效果不穩定等問題，如何根據園區現狀選擇合適的處理工藝顯得尤為重要。通過比較A2O工藝、好氧MBR和兼氧FMBR三種工藝的效果、投資、成本、運行管理等，以期為類似的園區工業水處理工藝選擇提供參考。

工業園區污水；工藝比較；A2O工藝；好氧MBR；兼氧FMBR

1 引言

韶關市東莞（韶關）產業轉移工業園需新建座2000噸/日規模的污水處理廠，園區企業排放污水經該污水處理廠處理后，出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準以及廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中較嚴者。為此，通過對園區污水廠的進水水質分析以及工藝優選，以期為該工業園區污水廠建設提供參考。

2 水質特點

污水生物處理是以污水中所含污染物作為營養源，利用微生物的代謝作用使污染物被降解，污水得以凈化。因此對污水成分的分析以及判斷污水能否采用生物處理是設計污水生物處理工程的前提。污水可生物處理的衡量指標：

①BOD5/CODcr是污水生物處理工程中常用的兩個水質指標，用BOD5/CODcr值評價污水的可生化性是廣泛采用的一種最為簡易的方法，一般情況下，BOD5/CODcr值越大，說明污水可生物處理性越好。根據業主提供的進水BOD、COD濃度和一般生活污水特征，BOD5/CODcr≥150/400=0.38，可生化性較好。

②BOD5/TN是鑒別能否采用生物脫氮的主要指標，由于反硝化細菌是在分解有機物的過程中進行反硝化脫氮的，在不投加外來碳源條件下，污水中必須有足夠的有機物（碳源），才能保證反硝化的順利進行，一般認為，BOD5/TN≥4，即可認為污水碳源可供反硝化菌利用，若碳源不足時考慮添加適當碳源。本項目BOD5/TN≥150/35=4.3，滿足上述條件。

③BOD5/TP是鑒別能否采用生物除磷的主要指標，一般認為，較高的BOD5負荷可以取得較好的除磷效果，一般BOD5/TP≥40時可以做到生物除磷，若碳源不足時考慮添加適當藥劑。本項目BOD5/TP≥150/4=37.5，基本可以做到生物除磷。

通過監測該工業園區排放的污廢水水質指標和并參考同類工業園區污水處理廠進水水質情況，確定該工業園區進水水質情況如下表：

韶關市莞韶工業園污水處理廠設計進水水質 單位：mg/L

該工業園區污水處理廠出水水質指標要求如下：

韶關市莞韶工業園污水處理廠設計出水水質 單位：mg/L

3 工藝比較

由本污水處理廠設計進水可知，污染物主要以有機物和無機懸浮物等為主，目前國內對該類污水處理技術已相當成熟，采用生物處理有多種工藝，處理該類污水工藝主要有活性污泥法、生物膜法等以及一種新興的污污水處理方法——膜技術。故本文中選擇A2O工藝、好氧MBR和兼氧FMBR工藝三種處理工藝進行比選。

3.1 A2O工藝

A2O工藝即厭氧/缺氧/好氧活性污泥法。其構造是在A/O工藝的厭氧區之后、好氧區之前增設一個缺氧區，好氧區具有硝化功能，并將好氧區中的混合液回流至缺氧區進行反硝化，實現脫氮。污水在流經三個不同功能分區的過程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中的有機物、氮和磷得到去除，達到同時進行生物除磷和生物除氮的目的。在系統上，該工藝是最簡單的除磷脫氮工藝，在厭氧、缺氧、好氧交替運行的條件下，

可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹，使得SVI值一般小于100，有利于泥水分離，在厭氧和缺氧段內只設攪拌機。由于厭氧、缺氧和好氧三個區嚴格分開，有利于不同微生物菌群的繁殖生長，脫氮除磷效果好。與SBR法相比，A2O工藝脫氮除磷效果最好，且運行操作靈活，根據水質水量變化可優化運行模式

3.2 好氧MBR工藝

膜-生物反應器（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態廢水處理系統。好氧MBR是在傳統工藝后端以膜組件取代傳統生物處理技術末端二沉池，在生物反應器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少污水處理設施占地面積，并通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池內之膜分離設備截留槽內的活性污泥與大分子有機物。膜生物反應器系統內活性污泥（MLSS）濃度可提升至8000～10000mg/L，污泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜生物反應器因其有效的截留作用，可保留世代周期較長的微生物，可實現對污水深度凈化，同時硝化菌在系統內能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。

3.3 FMBR工藝

兼氧FMBR處理工藝是一種將膜分離技術與生物處理單元相結合的污水處理工藝，近年來倍受關注。兼氧FMBR工藝對工業廢水、生活污水、高濃度有機污水、難降解有機污水具有非常高的處理效率。

兼氧FMBR污泥以兼性厭氧菌為主，有機物的降解主要是通過形成較高濃度的污泥在兼性厭氧性菌作用下完成的。大分子有機污染物是被逐步降解為小分子有機物，最終氧化分解為二氧化碳和水等穩定的無機物質。由于兼性厭氧菌的生成不需要溶解氧的保證，所以降低了動力消耗。曝氣的主要作用是對膜絲進行沖刷、震蕩，同時產生的溶解氧正好被用來氧化部分小分子有機物和維持出水的溶解氧值。

3.4 其他方面的比較

見下表1。

3.5 優選小結

污水處理工藝的選擇需根據當地和污水收集范圍的實際情況，進行科學合理的對比分析，最終選擇最適合當地的污水處理工藝，通過以上分析可知：

兼氧FMBR工藝比A2O工藝、好氧MBR工藝在本項目應用上具有以下優點：

(1)兼氧FMBR突破了傳統污水治理工藝和模式，形成了治理生態化、運營低碳化、污水資源化的環保創新理念。

(2)兼氧FMBR工藝污泥濃度高，抗沖擊負荷能力強，降解難降解污染物能力高于A2O工藝及好氧MBR工藝，出水水質好且穩定，處理效率高。

(3)兼氧FMBR工藝有機剩余污泥近“零”排放，同時無噪聲、無惡臭味；避免污泥二次污染、污泥對周邊環境影響、處置難等問題，同時節約大量污泥處置費用和工人勞動量；

表1 工藝其他方面比較列表

(4)本項目原有設施已建，污水廠預留用地為發展用地，用地較局限，而兼氧FMBR工藝只需新建設備基礎，采用一體化設備，占地小，避免浪費用地，并且靈活性大；

(5)兼氧FMBR工藝流程短，控制點少，實現全自動運行，操作管理簡單；

(6)兼氧FMBR工藝處理系統施工簡單，土建工程量少，建設難度低、周期短；

(7)兼氧FMBR工藝在運行管理模式是采用全自動運行、遠程監管，無需專業技術人員，該運行模式將大大降低運行費用；

綜上所述，兼氧FMBR工藝優勢更為明顯，特別適合工業園區用地緊張、污廢水難穩定達標處理的情況特點，因此該兼氧FMBR工藝更適合本工業園區污水處理工程，因此本項目把兼氧FMBR工藝作為推薦工藝。

4 應用案例

表2 本市內應用FMBR工藝污水處理廠指標

截止至目前，韶關市已經已有三座污水處理廠成功應用兼氧FMBR污水處理工藝，分別是始興縣產業轉移工業園污水處理廠二期工程、珠璣鎮污水處理廠、長江鎮污水處理廠，其建設指標如表2所示。

5 結束語

結合進水水質特點，通過工藝的優選比較，發現兼氧FMBR工藝突破了傳統污水治理工藝和模式，形成了治理生態化、運營低碳化、污水資源化、用地節約化的環保創新理念，具有有機剩余污泥近“零”排放、占地小、運行費用低、施工周期短、設備集成化且可分組式等明顯優勢特點，該兼氧FMBR污水處理工藝同時適用于生活污水和工業園區污廢水處理，處理效果理想，具有良好經濟效益和社會效應，具備極大的推廣應用價值。

目前，兼氧FMBR工藝在國內的廣東、山東、江西、四川、云南、貴州、重慶等26省市已有上千個污水處理工程成功應用案例。隨著國家、省、市、縣進一步加大對污水處理事業投入力度，特別是按照《廣東省住房和城鄉建設廳等部門關于印發＜加快推進粵東西北地區新一輪生活垃圾和污水處理基礎設施建設實施方案＞的通知》要求，“十三五”期間，韶關市需新增市、縣、鎮污水處理設施83個，新增污水處理規模39.1萬噸/日，新增農村污水處理設施2480個。到2018年底前，韶關市市區、縣城污水處理率須分別達到95%、85%以上，鄉鎮一級污水處理設施全覆蓋，80%以上農村生活污水得到有效處理。該兼氧FMBR工藝將在韶關市乃至廣東省其他地區得到更加廣泛的推廣應用。

高偉明（1980.10），男，本科，漢族，廣東韶關人，中級職稱。主要從事污水處理管理和工藝研究應用。