丁 娟，王 英，李慧博，施媛媛，陳曉華

（威立雅水務工程（北京）有限公司，北京 100004）

1 污水處理廠簡介

1.1 深圳西麗污水處理廠

該廠位于深圳市南山區(qū)，污水來源為市政污水，總規(guī)模5萬m3/d，總變化系數(shù) 1.4，旱季高峰流量2917m3/h，處理后尾水排入大沙河，尾水排放標準按現(xiàn)行GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》Ⅰ級A標準執(zhí)行［1］。該廠已于2009年中建成通水，運行至今處理效果良好，水質滿足設計要求。

1.2 北京北苑污水處理廠

該廠位于北京市朝陽區(qū)，污水來源為市政污水，總規(guī)模4萬m3/d，總變化系數(shù)1.3，旱季高峰流量2917m3/h，污水處理廠處理后的出水水質符合GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》Ⅰ級B標準［1］。2009年中建成通水，正式運行至今處理效果良好，水質滿足設計要求。

1.3 菲律賓馬利基納北部污水處理廠（Philippine Marikina North STP）

該廠位于菲律賓馬利基納市，污水來源為市政污水，總規(guī)模10萬m3/d，總變化系數(shù)1.5。目前正處于設備驗收和土建建造階段，擬于2013年底投入試運行。

1.4 越南峴港污水處理廠（Vietnam Danang STP）

該廠位于越南峴港，污水來源為市政污水，總規(guī)模3000m3/d，總變化系數(shù)1.44。2010年底建成通水，運行至今處理效果良好，水質滿足設計要求。

2 設計參數(shù)

2.1 原水處理量和設計污染物濃度

4個污水處理廠的水源是該城市區(qū)域的生活污水，設計處理水量和污染物濃度如表1。

表1 設計處理水量和污染物濃度

2.2 設計處理出水水質

根據(jù)處理要求，4個污水處理廠設計處理出水水質如表2。

表2 污水處理廠設計處理出水水質

3 工藝流程比較

各污水處理廠分別對以上污水處理廠原水水量，污染物濃度及處理出水水質進行分析，采用不同生物處理工藝，達到處理水達標排放。

3.1 深圳西麗污水處理廠

生物處理段須考慮總氮、氨氮及總磷指標的去除，因此采用同時硝化反硝化曝氣生物濾池加后置反硝化生物濾池進行深度脫氮，后續(xù)三級沉淀池進行化學除磷和進一步去除懸浮物，采用紫外消毒渠去除糞大腸桿菌和總大腸桿菌，避免污染物的超標排放。

3.2 北京北苑污水處理廠

對生物處理段須考慮總氮、氨氮及總磷指標的去除，因此采用活性污泥法AZENIT-P工藝進行同時脫氮除磷，該工藝出水即可滿足同時脫氮除磷要求，后面設二沉池，污泥從二沉池回流和排放。后續(xù)采用氯接觸池去除糞大腸桿菌和總大腸桿菌，避免污染物的超標排放。

3.3 菲律賓馬利基納北部污水處理廠

進水總氮和氨氮污染物濃度較低，處理后的出水水質需符合菲律賓國家及地方標準，對生物處理段須考慮氨氮指標的去除，不考慮總磷指標的去除，因此采用序批式活性污泥法SBR工藝進行同時脫氮除磷，該工藝出水即可滿足氨氮去除要求，且不需三級沉淀池。

3.4 越南峴港污水處理廠

處理規(guī)模較小，原水水質直接采用Metcalf and Eddy數(shù)據(jù)［2］，處理后的出水水質需符合越南國家及地方標準［3］，對生物處理段只須考慮硝態(tài)氮和氨氮指標的去除，以及總磷指標的輕度去除，因此采用生物膜法MBBR-KaldnesTM工藝。

4 生物處理段工藝比較

4.1 深圳西麗污水處理廠（生物濾池BiostyrTMNDN/PDN工藝）

生物處理段采用同時硝化與反硝化曝氣生物濾池加后置反硝化生物濾池。同時硝化與反硝化曝氣生物濾池設計格數(shù)為6格，單格濾池表面積為113m2，設計平均濾速為4.9m/h，濾料采用4mm的聚丙烯小球［4］，濾料總體積為 2373m3，污染物容積負荷為 1.83kgCOD/m3/d（以溶解性 CODCr計），采用曝氣管鼓風曝氣方式，曝氣量547～634kg O2/h。

后置反硝化生物濾池設計格數(shù)為2格，單格濾池表面積84m2，設計平均濾速6.2m/h。濾料采用4.5mm的聚丙烯小球，總體積為420m3，污染物容積負荷為 4～4.6kgCOD/（m3/d）（以進水溶解性 CODCr計）。

4.2 北京北苑污水處理廠（活性污泥法AZENITPTM工藝）

生物處理段工藝為活性污泥法AZENIT-P工藝，結構形式為2個同心圓池子分為兩條線，單池直徑46m，水深8m。每條線進行厭氧，缺氧和好氧區(qū)分區(qū)，單條線總池容1.3萬m3，其中厭氧區(qū)池容250m3，缺氧區(qū)池容 4000m3，好氧區(qū)池容 8750m3，好氧區(qū)標準需要量701kgO2/h，采用鼓風曝氣。池中設計MLSS濃度4.9g/L，設計污泥齡18d，設計內(nèi)回流率100%。

因單純依靠生物除磷不可能使總磷從5mg/L降到1mg/L（日平均值），為了保證最終總磷，直接在活性污泥法AZENIT誖反應池中投加化學藥劑。

相對于傳統(tǒng)的A/O/O工藝［5］來說，溝形池和液下推進器的結合不需要污泥內(nèi)回流泵，實際上液下推進器保證了實際的這種效果卻有著更高的回流率，回流率通常可達1000%相對于采用泵系統(tǒng)的400%。

4.3 菲律賓馬利基納北部污水處理廠（序批式反應池SBR工藝）

生物處理段采用序批式反應器工藝（SBR），該處理廠采用8個序批示反應池，單池池容5793m3，水深6.1m。每個池分時段交錯進水，反應步驟為4個步驟，反應周期為4h，每天反應6個周期。第1步：進水階段，反應時間為1h，其中0.26h不曝氣進水，0.74h少量曝氣進水；第2步：全曝氣階段，反應時間1.1h；第3步：沉淀階段，反應時間0.9h；第4步：排水階段，反應時間1h，排水階段同時排泥，排泥時間0.1～0.3h。

池中設計MLSS濃度3.5g/L，設計污泥齡8d，采用循環(huán)泵在曝氣階段進行內(nèi)回流，內(nèi)回流率70%～100%。曝氣采用微孔鼓風曝氣，曝氣量：367kgO2/h。

4.4 越南峴港污水處理廠（生物膜法MBBR-KaldnesTM工藝）

采用MBBR-KaldnesTM工藝。這種工藝采用浮在水中，讓生物膜生長其上的填料，填料有PE材質制成，密度與水接近。本處理廠采用串聯(lián)的兩個反應池，第1個池容為：100m3，池中填料體積為59m3，容積負荷為6.9kg BOD/m3/d（以進水溶解性BOD計）和1.44kg NH4-N/m3/d；第 2個池容為 100m3，池中填料體積51m3，容積負荷為2.67kg BOD/m3/d（以進水溶解性 BOD20計）和 1.3kg NH4-N/m3/d。

工藝中微生物需要的氧氣由布置在反應池底部的曝氣管提供，曝氣也可以使反應池中的填料和水混合均勻，第1個池和第2個池內(nèi)曝氣量分別為360kg O2/d和 120kg O2/d。

從以上工藝參數(shù)比較得出相比活性污泥法AZENIT-PTM工藝和序批式反應池SBR工藝，生物濾池BiostyrTM工藝和生物膜法MBBR-KaldnesTM工藝的池容較小，相應的占地面積較少，可節(jié)約土地資源，減少土建費用，建議對土地資源有限的地區(qū)優(yōu)先采用此兩種工藝。

5 運行狀態(tài)比較

5.1 耗電量

各污水處理廠均有去除程度不等的脫氮除磷要

求，只考慮水處理線的平均電耗，耗電量如表3。

表3 耗電量

從表3可以看出，處理規(guī)模在4萬～10萬m3/d的市政污水處理廠完整的水處理線平均噸水電耗約為0.2kW·h，處理規(guī)模小的市政污水處理廠的噸水電耗大。

5.2 化學藥劑投加量

各污水處理廠化學藥劑平均投加量如表4。

表4 化學藥劑平均投加量

從表4可以看出，當采用生物濾池工藝時，需要降低進水懸浮物濃度不超過200mg/L，需要在初沉池投加混凝藥劑，降低懸浮物濃度，其他工藝沒有此要求，初沉池階段不需要投加藥劑；當處理水有除磷要求時，上述四種生物處理工藝均達不到除磷要求，需采用化學除磷。

5.3 生物污泥產(chǎn)量

各污水處理廠生物污泥量如表5。

表5 生物污泥量

從表5可以看出，曝氣生物濾池BiostyrTM工藝的污泥產(chǎn)率最低，序批式反應池的污泥產(chǎn)量也較低，活性污泥法AZENIT-PTM污泥產(chǎn)量較高，生物膜法的污泥產(chǎn)量最高。

6 結語

（1）相比活性污泥法AZENIT-PTM工藝和序批式反應池SBR工藝，曝氣生物濾池BiostyrTM工藝和生物膜法MBBR-KaldnesTM工藝的池容較小，相應的占地面積較少，可節(jié)省土地資源和建造費用，建議對土地資源有限的地區(qū)優(yōu)先采用此兩種工藝。

（2）處理規(guī)模在4萬～10萬m3/d的市政污水處理廠進行深度脫氮除磷處理時，水處理線噸水電耗約為0.2kW·h，處理規(guī)模小的市政污水處理廠的噸水電耗大。因此不建議投資建造規(guī)模較小的市政污水深度脫氮處理水廠，可將污水收集后進行大規(guī)模深度處理。

（3）上述4種生物處理工藝對磷的去除都不是很明顯，當需要高效除磷時，需投加化學藥劑進行化學除磷。

（4）生物濾池BiostyrTM工藝的污泥產(chǎn)率最低，序批式反應池SBR工藝的污泥產(chǎn)量也較低，活性污泥法AZENIT-PTM工藝污泥產(chǎn)量較高，生物膜法MBBR-KaldnesTM工藝的污泥產(chǎn)量最高。因此對污泥處置有困難的市政污水處理設計可優(yōu)先采用生物濾池BiostyrTM工藝或序批式反應池SBR工藝。

［1］GB18918—2002，城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準［S］.

［2］Metcalf and Eddy， Inc.Wastewater Engineering Treatment and Reuse（3rd Version）［M］.Table 3-16&3-18.

［3］Vietnam National Regulation.National Technical Regulation QCVN 14:2008/BTNMT “Domestic Waste Water”［S］.

［4］唐孝國，李偉進，平文凱.Multiflo沉淀池、Actiflo沉淀池和Biostyr生物濾池的介紹及其在污水處理中的組合應用［J］.水工業(yè)市場，2010（11）：55-60.

［5］張自杰.排水工程（下冊）（第 4 版）［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.