北京大興國際機場污水處理廠污水處理工藝剖析

雷然

（北京大興國際機場管理中心，北京102602）

1 引言

北京大興國際機場是國家“十二五”“十三五”規劃重點建設項目。作為國家重大標志性工程，大興機場全面貫徹新發展理念，將綠色機場建設作為打造“精品工程、樣板工程”的重要舉措，做好污水處理和水資源深度利用是大興機場綠色建設的重要內容之一。

2 污水處理廠概況

2.1 建設規模

大興機場本期按2020 年旅客吞吐量4500 萬人次估算平均日污水量約為1.65 萬m3/d，最高日最高時污水量為958m3/h（約合2.3 萬m3/d）；近期按2025 年旅客吞吐量7200 萬人次估算平均日污水量約為2.4 萬m3/d，最高日最高時污水量為1417m3/h（約合3.4 萬m3/d）?？紤]到大興機場周邊無市政污水處理廠，規劃在機場西北角自建一座污水處理廠，集中處理場內各區域的污水，處理后的出水水質需達到再生水水質標準，供場內再生水系統使用。

2.2 處理程度

大興機場污水處理廠設計進水水質綜合參考首都機場等類似機場工程的實測水質，按照環評報告批復要求，出水水質須滿足北京市地標B 標準，同時，應符合城市雜用及景觀環境用水要求以及冷卻塔補水、沖廁、車輛清洗等大興機場再生水利用的要求。從設計進出水水質對比分析來看，需要處理的主要為CODcr、BOD5、SS、NH3-N、TP 等，處理程度均超過95%。

3 污水處理工藝方案

3.1 工藝的功能要求

根據上述進、出水水質及處理程度要求，大興機場污水處理廠所選工藝應主要去除污水中的有機物、懸浮物以及氨氮，并同時具有除磷的功能。另外，產生的污泥也需要經過適當地處理。

3.2 生物處理的可行性

生物法是常用的污水處理工藝。能否采用生物法進行污水處理，主要取決于進水水質中可被微生物降解的有機物含量高低，判斷是否可同步去除水中有機物、氨氮和總磷，主要依賴于生物處理過程中微生物自身所需營養是否能實現平衡。可通過以下幾個主要指標來進行判斷。

3.2.1 BOD5/CODcr

BOD5和CODcr 是污水生物處理工程中常用的兩個水質指標，用BOD5/COD 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。本工程進水水質BOD5/CODcr=0.5，可生化性好。

3.2.2 BOD5/TN

圖1 污水處理廠工藝流程圖

該指標是判斷生物脫氮適用性的主要指標。在不投加外來炭源條件下，污水中須有足夠的有機物才可保證反硝化的順利進行。本工程BOD5/TN=5，污水中有足夠的炭源可供反硝化菌利用，所以適用生物法脫氮。

3.2.3 BOD5/TP

有機基質的不同對除磷有影響，一般低分子易降解的有機物誘導磷釋放的能力較強，高分子難降解的有機物誘導磷釋放的能力較弱。本工程BOD5/TP=35.7，BOD5負荷較高，適用生物除磷工藝。

3.3 深度處理技術

深度處理的目的是實現水的循環再利用，傳統的強化二級生物處理技術方案是以除磷脫氮為重點。目前，隨著微濾、反滲透、膜生物反應器等技術的發展，逐步形成與傳統生物處理技術相結合的方法，從而實現進一步去除二級出水中的有機物，并達到殺菌、脫色、除味的功能。

4 處理工藝路線選擇

4.1 生物處理工藝路線

就本工程的處理規模、進水水質以及處理要求而言，其生化處理系統的選擇范圍應主要是活性污泥法這一類較為常規且成熟的工藝。活性污泥法有多種處理工藝：氧化溝工藝、A2/O 除磷脫氮工藝、SBR 工藝等是城市污水處理廠常用的工藝。隨著工藝的發展和不斷改進，形成了A2/O 工藝、改良A2/O、倒置A2/O 工藝、UCT 工藝、改良UCT 工藝、ICEAS 工藝、CAST 工藝、ORBAL 氧化溝工藝、CARROUSEL-2000 氧化溝工藝等。根據進出水水質，本工程的主要功能為去除污水中的懸浮物、有機污染物和總氮、總磷，上述工藝多數都適用。

4.2 深度處理工藝路線

由于大小機場的出水水質標準要求高，為滿足中水回用要求，還需進行深度處理。污水再生利用常用的工藝有：混凝＋沉淀（澄清）＋過濾＋消毒工藝、微絮凝活性砂過濾＋消毒工藝、生物濾池＋過濾＋消毒工藝、膜過濾＋消毒工藝等。經對比，本工程決定選用膜過濾＋消毒工藝。膜是一種具有特殊選擇性分離功能的無機或高分子材料，它能把流體分隔成不相通的兩個部分，使其中的一種或幾種物質能透過，而將其它物質分離出來，其對SS 和膠體類物質具有絕對分離作用，對于大分子有機物也有一定的分離作用。針對本工程出水水質要求高的特點，膜處理工藝的處理效果要遠遠優于其它再生水處理工藝，其出水的水質高而且穩定。

4.3 處理工藝路線選擇

大興機場污水處理廠相對于城市集中污水處理廠來講，有以下特點：一是污水處理規模相對較??；二是出水水質要求高；三是污水量晝夜有差距。為此，選擇的工藝路線應具有較強耐負荷變化沖擊的能力，同時，根據管理的需要，工藝需要具有較高的自動化水平。參考首都機場目前的污水處理廠工藝以及實際運行狀況，集合大興機場特點，本次選用結合A2/O 工藝和膜過濾技術的MBR（膜生物反應器）工藝作為污水處理工藝。

污水處理廠工藝流程如圖1 所示。

膜生物反應器（MBR）是一種將膜分離技術與傳統污水生物處理工藝有機結合的新型高效污水處理與回用工藝。膜生物反應器主要由膜組件和膜生物反應器兩部分構成。由于膜的固液分離能力強，充分利用膜的強大的固液分離能力，生物反應器內的污泥濃度可以達到常規活性污泥法的2 倍左右，生物處理系統和膜分離組件的有機組合，不僅提高了系統的出水水質和運行的穩定程度，還延長了難降解大分子物質在生物反應器中的水力停留時間，提高了系統對難降解物質的去除效果。同時，針對污泥，擬經濃縮脫水后直接外運，除臭則采用生物過濾除臭法。

5 處理工藝特點分析

根據大興機場污水處理需求和進出水質特點，經對比分析，采用了A2/O 工藝和MBR 工藝，本工藝適合大興機場污水處理和可再生利用需要，相較于傳統工藝，具有以下優點：可省去沉淀池及常規的深度處理設施；生物曝氣池中可維持很高的活性污泥濃度，從而縮小了曝氣池的容積，膜池取代沉淀池懸浮物與液體分離和顆粒濾料濾池的功能，占地面積較常規工藝大大縮?。幻摰Ч?，有機物去除率高；固液分離率高、耐沖擊負荷；出水水質高、穩定，對病原體有很好的去除效果；工藝流程自動化程度高；模塊式安裝，建設速度快，達到了設計目標。