BBR、A2O、MBR工艺比选培训资料

1、BBR、 A2O、 MBR 工 艺比选精品文档1.1.1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

2、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/CO%=0.2、BOD/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，表明污水处理厂需采用强化生物处理工 艺，但生物处理工艺在满足常规去除 COd和BOD5以及SS的同时，必须具备 除磷脱氮的功能。通过对国内外采用脱氮除磷工艺的污水厂设计参数和运行经 验，采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

3、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BBR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。1.1.2 A2/O工艺概述A2/O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/O即A-A-O,

4、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4-1所示。消化液回流（13）好氧池剩余污泥污泥回流（0.5Q）图6-1 A2/O工艺流程图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

5、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。1.1.3 MBR工艺概述传统的活性污泥工艺(Conventional Activated Sludge, CAS)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

6、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。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

7、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、MBR种

8、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,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)分置式MBR工艺流程9浸没式MBR工艺流程图6-2分

9、置式及浸没式MBR工艺流程图表6-3分置式及浸没式MBR工艺比较表MBR种类压力驱 动 形式消耗管道 要求膜更换和 清洗情况微生物 失活情况设备占地分置式压力泵 加压大rru攵方便后可能大体式真空泵 抽吸小不rfn要不方便不失活小(2)占地面积小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

10、工艺的主要缺点如下：(1)对NH3-N去除率不理想由于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

11、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。1.1.4 BBR工艺概述BBR生化工艺在城市生活污水的应用中主要有以下三个特点：BBR工艺的核心是使用Bacillus菌(芽抱杆菌属)作为系统的优势菌属。为了满足Bacillus菌的生长环境条件，BBR工艺采用生物膜法(BBR装 置)和活性污泥法(BBR生化池)相结合的组合生化处理工艺。BBR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 一 级 A 标准。1） BBR工艺流程BBRX艺流程如下图所示：收集于网络，如有侵权请联系管理员删

12、除混合液回流BBRg 置生物反应池沉淀池图6-3 BBR工艺流程图首先经过预处理的污水进入 BBR装置（生物膜法装置），在 BBR装置中, 通过附着在BBR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。BBR装置对有机物的去除率一般可以达到 40-75%。BBRg置自流入BBR生化池，在BBR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。BBR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BB

13、R生化池出水进行回流（内回流），污泥回流和内回流均至BBR设备前。为了保持Bacillus菌的高活性，需要在BBR设备之前投加促进微生物生长 和繁殖的营养剂。2） BBR工艺特点BBRT艺的主要特点如下：BBR生化工艺采用了生物膜法（BBR生物转盘装置）和活性污泥法（BBR 生化池）的组合工艺，以保持 Bacillus菌去除各种污染物的高性能。BBR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。为保持Bacillus菌处于优势地位和对氮、磷较高的高去除效率，BBR生化工艺对溶解氧控制到较

14、低的水平（DO不高于1mg/L）,与传统生化工 艺（一般溶解氧控制在2-4mg/L）相比，BBR生化池所需空气量少很 多，这样可以很好地降低能耗；加上 BBRg置采用自然通风，这样 BBR生化处理工艺相比传统生化处理工艺的能耗约低30-50% （只对生化部分比较）。BBR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）一级A标 准。由于Bac川us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

15、统的投资 和运行费用。由于Bac川us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。BBR生化系统整体建设用地少于传统工艺。3） BBR生化工艺核心技术 一一Bacillus菌的使用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。包括芽抱杆菌属、芽抱乳杆菌属、梭菌属、脱硫肠状菌属和芽抱八叠球菌属等。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

16、、多粘芽抱杆菌、浸麻芽抱杆菌等。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 (CH 2)2COCOOH NH 3 NADPH H glutamic 氢酶 HOOC (CH 2 )2(CH 2)CH (NH 2)COOH NADP H 2OHOOCCH 2CHNH 2COOH NH 3 ATP asparagine 合成酶 H 2 NCOCH 2CH(NH 2)COOH AMP p pHOOC (CH 2) 2 (CH 2 )CH ( NH 2 )COOH NH 3 AMP gluta min 氢酶 NH 2O

17、C (CH 2 )2CH (NH 2 )COOH ADP pB.脱氮机理同传统的硝化、反硝化脱氮原理不同，Bacillus菌直接吸取胺(有机氮)、氨氮以及钱盐，为微生物所利用，从而进行脱氮，氮元素部分以有机氮的形式 进入污泥中，并通过剩余污泥的排放从系统中去除，部分转化成氮气排入空气 中。HOOC(CH2)2COCOOH NH3 NADPH Hglutami卤酶 HOOC(CH2)2(CH2)CH(NH2)COOH NADP H2OC.除磷机理Bacillus菌属于革兰氏阳性菌。与革兰氏阴性菌相比，革兰氏阳性菌细胞壁 比革兰氏阴性菌(在一般活性污泥工艺中使用的菌类)的细胞壁厚而均匀，主 要通过

18、肽键来连接肽聚糖构成细胞壁。革兰氏阳性菌的细胞壁包含了大量的磷壁酸。也就是说，在微生物的合成反应中，磷酸盐以磷壁酸的形式进入Bacillus菌的细胞壁中，最后通过剩余污泥的排放从系统中脱磷。通过Bacillus菌除磷一般去除率在50%以上，为了保证达标，采取辅助化学 除磷。D.除臭机理Bacillus菌可将污水中的氨、氨盐、硫化氢等状态的物质吸收，去除了臭气 产生成份，大大降低了系统臭气产生量。E.消毒机理Bacillus菌在生长代谢过程中，分泌 Bacitracin、Polymyxin Tyrothicin、 Circulh Gramicidin等抗生素，可以溶解或杀灭处理水中的大肠杆菌及一

19、般细 苗等。由于系统具有自我消毒能力，剩余污泥基本上不需要进行稳定化就可以进 入最终的处理和处置过程。Bacillus菌的特点Bacillus菌具有超强的繁殖能力，在低温、高盐度、高压等极具严酷的极 限环境中也具有适应能力。可分解蛋白质和将淀粉分解至葡萄糖的能力。可分解脂肪酸。可吸收转化增殖分解后的物质。Bacillus菌属适氮和硫磺素菌种，可将污水中氮素被氧化前的氨、氨盐、 硫化氢等状态的物质吸收，去除了臭气产生成份，降低了系统臭气产 生量。Bacillus菌具有抱子形成能力，在恶劣环境中能保持活性菌种增殖数量， 维持处理能力。可以分泌抗生素，具有杀菌灭菌的功效。可分泌的酵素具有强力的水分解

20、能力，可分解难分解的蛋白质、脂质、 核酸等物质，通过对难分解性物质的分解、可大幅提高处理效率。能分泌出一种特殊的粘性物质，具有很强的吸附过滤能力。含有Bacillus菌的活性污泥的脱水性能非常好。4） BBR生化工艺核心设备BBR装置BBRg置中的盘片（生物载体）为 Bacillus菌提供了一个生长、繁殖的载 体，在BBR装置中保持足够量的Bacillus菌，同时吸附、分解污水中的污染 物。其主要特点如下：BBR盘片是采用优质材料聚乙稀基树脂 PVDC制造而成的特殊网状结 构。该装置空隙率在97%以上，使其具有较大的比表面积，水和空气容易进 出，在均一好氧条件下处理效果好而且稳定。BBR盘片质量轻（密度在0.05-0.06g/cm3）,不吸水，因此电机功耗较 低，后续的保养和操作也较为简便。BBR盘片具有独特的网状结构，使得微生物可以维持较高密度的附着率 （约10,00030,000mg/L）,从而可适应流量、有机物负荷变化造成 的冲击，对低