生物曝气流化池技术在城镇生活污水回用

　　生物曝气流化床技术是介于生物接触氧化工艺和生物曝气滤池工艺的一种新的水处理工艺，它吸取了生物接触氧化工艺和生物曝气滤池的优点，具有出水水质好、生物量大、处理负荷高、脱氮除磷效果好、无须反冲洗等优点。目前，它已经开始在城市污水处理、小区生活污水处理、工业废水处理、微污染源水预处理、城市污水二级出水回用处理等方面。

　　1国内外相关研究现状及动态

　　现在生物接触氧化工艺已经广泛应用于水处理中的各个方面，可以说是已经比较成熟的工艺。而生物曝气滤池工艺是近年来我国比较成功从国外引用并迅速推广的一种新型高效污水处理工艺。

　　随着以上两种工艺在我国的推广和应用，国内各大高校和科研机构、环保公司开始了生物曝气流化池工艺的研究。其中清华大学、同济大学在这一方面进行了比较深入的研究，开始在一些工程中应用，并取得了较好的处理效果。其它一些科研机构也对此工艺进行可行性研究，也有不少成功的实例。

　　我们公司是国内最早从事生物曝气流化池工艺研究的环保专业厂家。根据本工艺的特点，我们开发出了专利产品——LT型流化生物填料。我公司现在已经将本工艺成功应用于小区生活污水处理、工业废水处理、微污染源水预处理等工程中，现在正在致力于将生物曝气流化床工艺应用于老污水处理厂曝气池改造(北京市高碑店污水处理厂)、城市污水处理厂中水回用研究等项目。

　　2生物曝气流化池技术的特点及能解决的关键问题

　　2.1生物曝气流化池的技术特点

　　与其它好氧水处理工艺相比，生物曝气流化池工艺有以下技术特点：

　　①生物量大。采用了新型的填料——LT型生物流化填料。这种新型填料具有比表面积大、挂膜容易、生物膜更新快等优点。由于具有较大的比表面积和挂膜容易等特点，因而生物量大，生物量可以达到10-20g/L以上，比普通活性污泥法高出5倍以上，同接触氧化工艺相当；而且由于生物膜更新比较快，因而微生物具有较高的活性，大大提高了处理效率和污水处理效果。

　　②传质效率高。由于本工艺的特点，填料在池中一直处于流化状态，由于空气搅动使整个反应池内污水和填料充分接触，生物膜和水流之间产生较大的相对流速，加快了细菌表面的介质更新，增强了传质效果，加快了生物代谢速度。而接触氧化工艺由于填料是固定的，在池中出现了曝气区和非曝气区，因而降低了容积负荷。

　　③充氧效率高。由于填料在水中一直呈流化状态，填料不断的与气泡进行接触并不断切割，因而其充氧效率高，动力效率在3kg/(kw·h)以上，相比其它工艺提高30%，充氧效率的提高有利于加快有机物的氧化速度。

　　④具有较高的污染物处理负荷。在污水处理工艺中，其BOD负荷可以达到5-6kg/(m3填料·d)；如果要进行脱氮除磷处理，BOD负荷可以降低到1-3kg/(m3填料·d)。

　　⑤脱氮效果好。由于填料表面含有较多的硝化菌和反硝化菌，因而本工艺具有良好的脱氮效果。如果配合A2/O工艺，其脱氮除磷效果更佳。

　　⑥出水效果好而且稳定，特别适用于城镇污水二级出水的回用水处理工艺过程中。配合接触沉淀工艺，其出水COD可以降低到50mg/l以下，BOD5可以降低到5mg/l以下，SS可以降低到5mg/l以下，氨氮可以降低到5mg/l以下，完全可以满足《生活杂用水水质标准》(CJ/T48-1999)的限值要求。如果应用于冷却水的回用，可以作为生物处理预处理阶段，后续增加混凝—过滤—消毒等工艺阶段。

　　⑦在应用方面。同接触氧化工艺相比，省却了填料框架，填料投加方便；同曝气生物滤池相比，不用进行反冲洗，降低了投资费用和运行费用，运行连续稳定。

　　2.2能够解决的关键问题

　　在现在的城镇污水回用技术研究过程中，一般较多采用的是直接将二级出水进行物化处理，即加药、混凝、过滤、消毒等工艺。在这套工艺中，由于二级出水中有机污染物浓度依然比较高，因而需要消耗大量的絮凝剂和消毒剂，而且产生了大量的化学污泥，造成了二次污染；同时操作复杂，特别是加药程序比较难以控制。如果城镇污水厂没有进行脱氮除磷处理，还要面临一个脱氮除磷的问题。如果采用生物曝气流化池工艺物化处理的工艺，可以解决以下几个难题：

　　①保证了出水的稳定性和出水质量。配合接触沉淀工艺，生物曝气流化池出水COD可以降低到50mg/l以下，BOD5可以降低到5mg/l以下，SS可以降低到5mg/l以下，氨氮可以降低到5mg/l以下，再经过消毒工艺完全可以满足《生活杂用水水质标准》(CJ/T48-1999)的限值要求，也就是说不需要后续的物化处理即可达到生活杂用水水质标准，可以直接应用于城市绿化、冲厕、洗车、扫除等。

　　②减少了投药量。由于以上原因，可以大大降低混凝剂的投加量，降低了运行成本。

　　③减少了污泥量的排放。由于本工艺中产生的剩余污泥非常少，所以大大降低了污泥量的排放，降低了处理成本。

　　④能够有效的进行除磷脱氮处理。配合A2/O工艺，可以进行有效的进行脱氮除磷。

　　3生物曝气流化池技术与其他技术效果对比

　　现在将生物曝气流化池技术与活性污泥工艺、生物接触氧化工艺、曝气生物滤池的处理效果做一下对比。

　　4用于中水回用的工艺流程与技术参数

　　4.1如果将出水回用于城市绿化等目的，其主要工艺流程如下：

　　城镇污水处理厂二级出水→生物曝气流化池→接触沉淀池→接触消毒池→清水池→回用水提升泵→回用水管道系统生物曝气流化池(具有除磷脱氮功能)主要技术参数如下：

　　BOD负荷：2kgBOD/(m3填料·d)

　　水力停留时间：1-1.2h

　　气水比：4：1

　　污泥回流比：无

　　悬浮填料填充率：30%

　　4.2如果将出水回用于工业冷却用水等目的，其主要工艺流程如下：

　　城镇污水处理厂二级出水→进水提升泵→生物曝气流化池→接触沉淀池→混合反应池→纤维球过滤器→接触消毒池→清水池→回用水提升泵→回用水管道系统

　　生物曝气流化池(具有除磷脱氮功能)主要技术参数如下：

　　BOD负荷：2kgBOD/(m3填料·d)

　　水力停留时间：1-1.2h

　　气水比：4：1

　　污泥回流比：无

　　悬浮填料填充率：30%

　　5投资及运行成本概算

　　假设拟投资建设一座5000吨/日规模的回用水处理工程(回用于工业冷却用水)。

　　5.1土建费用

　　序号名称容积数量概算(元)

　　01进水提升泵井20m3110000.00

　　02生物曝气流化池200m31100000.00

　　03接触沉淀池100m3150000.00

　　04反应池40m3120000.00

　　05接触消毒池100m3150000.00

　　06清水池1000m31500000.00

　　07加药间(含加氯间、控制室)100m2150000.00

　　08回用水加压泵房24m2120000.00

　　总计810000.00

　　其他费用(按20%计算)810000.00×20%=160000.00(元)

　　土建费用总计960000.00元

　　5.2主要设备及材料

　　序号设备名称型号规格单位数量价格(元)

　　01进水提升泵AS5.5-4CB，5.5kw台330000.00

　　02悬浮球填料LT-100，m37070000.00

　　03混凝剂投加设备1kw套130000.00

　　04纤维球过滤器GXGLQ-100套2300000.00

　　05加氯消毒设备套1200000.00

　　06三叶罗茨风机SSR-100,11kw台3120000.00

　　07回用水加压泵18.5kw台310000.00

　　08曝气管道m25020000.00

　　09其他管道套150000.00

　　10电气控制系统套180000.00

　　11纤维球过滤器加压泵18.5kw台315000.00

　　12纤维球过滤器反冲洗泵22kw台15000.00

　　13以上总计930000.00

　　其他费用：按40%计算930000.00×40%=372000.00

　　设备费用总计1042000.00

　　5.3工程总投资概算

　　工程总投资概算：2002000.00元，吨水费用400元。(以上费用不含征地费等)

　　5.4成本概算

　　①设备、构筑物折旧费用(按土建结构30年、设备20年计算)：0.046元/吨

　　②电耗0.166元/吨(含回用水加压费用)

　　③药耗0.250元/吨(其中混凝剂费用为0.10元，消毒剂费用为0.15元)

　　④人工费用0.133元/吨(按10人，每人每月2000元计算)

　　⑤维修保养费0.011元/吨(按每年20000元计算)

　　以上总计：0.606元/吨