第39卷第3期水處理技術(shù)Vol.39 No.32013年3月TECHNOLOGY OF WATER TREATMENTMar.,2013 103BCM城市污水深度處理技術(shù)吳琪12, 江樂勇2,宋乾武12,代晉國了,武少偉2，戴建坤2(1.北京師范大學(xué), 100875; 2.中國環(huán)境科學(xué) 研究院, 100012:北京)摘要:BCM( Biology cilium magnetic )技術(shù)是一種城市污水深度處理技術(shù),該技術(shù)通過在好氧單元增加高彈性纖毛填料大幅提高了好氧單元的容積負荷.從而提高去除溶解性污染物的能力。通過磁分離混凝系統(tǒng),達到深度去除總磷和懸浮物的效果,從而保證所有污染物指標(biāo)均能穩(wěn)定達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 18918- 2002 中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)非常適用于A3/O.氧化溝. SBR等工藝的一級B提升一級A的升級改造,其好氧池內(nèi)的高彈性纖毛填料無需新增占地面積，無需增加曝氣量,磁分離混凝系統(tǒng)占地面積很小。BCM技術(shù)非常適應(yīng)于目前我國城市污水處理行業(yè)的發(fā)展.關(guān)銀詞:城市污水;深度處理;BCM技術(shù);纖毛填料;磁分離混凝中圖分類號:X703.1;X799.3文獻標(biāo)識碼:A文編號: 000-3770(2013)03-0103-004截至2011年底,全國設(shè)市城市、縣累計建成城等操作復(fù)雜;纖維轉(zhuǎn)盤濾布濾池需要承擔(dān)一級B處鎮(zhèn)污水處理廠3 135座,污水處理能力達到1.36x10*理到一級A的全部污染負荷,由于負荷高,濾布很m/d,比2010年底增加處理能力約1.1x107 m/d.全容易滋生生物膜，進而造成濾布堵塞,化學(xué)反沖洗難國正在建設(shè)的城鎮(zhèn)污水處理項目達1360個，總設(shè)以長期、穩(wěn)定起到預(yù)期效果;混凝過濾容易堵塞,對計能力約2.9x107 m2/dW。這些污水廠的處理標(biāo)準(zhǔn)大溶解性有機物去除效果差。(3) MBR工藝工程投資部分都按城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB大,運行成本高,膜清洗過程復(fù)雜,脫氮效果不理想。18918- 2002) 中的一級B標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計、施工和1 BCM 工藝原理及流程運行。但是,隨著我國水環(huán)境污染和水資源短缺問題的日益嚴(yán)重,北京、上海、深圳等城市都陸續(xù)開始執(zhí)針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,BCM(Biology行一級A標(biāo)準(zhǔn)或類似一級A的地方標(biāo)準(zhǔn),要求新建cilium magnetic)技術(shù)通過在好氧池內(nèi)安裝高彈性城市污水廠要達到一級A標(biāo)準(zhǔn),原有城市污水廠也纖毛填料大幅提高好氧池的容積負荷，從而提高了要通過改造逐步達到一級A標(biāo)準(zhǔn)。一級A標(biāo)準(zhǔn)開始生化系統(tǒng)對溶解性污染物的去除能力。磁分離混凝系統(tǒng)通過在常規(guī)混凝沉淀中增加了磁粉，并使混凝在越來越多的地方逐漸取代- -級B標(biāo)準(zhǔn)。我國現(xiàn)有技術(shù)中,能夠穩(wěn)定達到一-級A標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生的絮體與磁粉有效結(jié)合，從而大大加快了絮體工藝主要有: (1)低負荷的A2/O、氧化溝和SBR工的沉降速度，達到深度去除總磷和懸浮物的效果。藝,包括低負荷沉淀單元。(2)在生化處理之后增加BCM技術(shù)是中國環(huán)境科學(xué)研究院自主開發(fā)的一-套混凝過濾單元，如曝氣生物濾池、纖維轉(zhuǎn)盤濾布濾完整的城市污水處理工藝。池、混凝過濾等。(3) 膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝。BCM工藝的流程如圖1所示。圖中經(jīng)格柵和沉但是,上述工藝存在以下問題: (1)低負荷的A3/O、砂池處理后的城市污水，依次經(jīng)過水解酸化單元、缺氧化溝和SBR工藝,造成池容增大,能耗增高,工程氧單元、好氧+纖毛填料單元、沉淀單元、快混單元、投資加大;運行成本提高;低負荷的沉淀單元由于采速沉單元,然后消毒凈化后出水。好氧+纖毛填料單用自然沉降，仍不能保證SS質(zhì)量濃度穩(wěn)定小于10元硝化液回流至缺氧單元入口。沉淀單元污泥回流mgL. (2)曝氣生物濾池,建設(shè)成本高,氣、水反沖洗至水解酸化單元入口，.多余的污泥排至污泥濃縮單收稿日期: 2012-09-21中國煤化工基金項目:國家“+- -五”重大科技專項課題(20202106.0)2.MCHC NMH G,作者簡介:吳琪(1980- - ),男，博士,研究方向為水污染控制技術(shù);聯(lián)系電話: 1861. .L.... g-p心3.com104水處理技術(shù)第39卷第3期元，然后經(jīng)污泥脫水后外運處理。快混單元投加看出,進水NH-N質(zhì)量濃度為2.42~21.77 mg/L,波PAC、PAM、少量磁粉。速沉單元沉淀的污泥經(jīng)污泥動較大,平均值為15.11 mg/L,生化出水NH-N平均剪切機進行污泥破碎，然后通過磁分離機將磁粉分質(zhì)量濃度0.69 mg/L,磁分離出水NH-N平均質(zhì)量濃離出來,再投入快混單元循環(huán)使用，分離后的剩余污度0.47mg/L，可見NH-N主要是在生化段被去除泥排入污泥濃縮池。的，磁分離去除NH~N的作用很小, BCM最終出水PAC PAM磁粉消毒凈化NH3-N質(zhì)量濃度遠遠小于- -級A標(biāo)準(zhǔn)p(NH-N)≤5城市「水解酸。缺氧、好氧+纖甩沉淀快灘，速沉后出水。mg/L的要求。污水化單元單元填料單元廠單元廠單元單元↑T硝化液回流滋粉↑污泥厲泥濃縮一藏分廠污混離機剪切機污泥脫水l圖1 BCM工藝流程rwMM\Fig.1 Flow diagram of BCM process2工程應(yīng)用) 1020304050607080.901002.1運行效果圖3 NH-N的去除效果在廣東某城市污水處理廠采用BCM技術(shù)處理Fig.3 Removal eficiency of NH-N城市污水，處理規(guī)模為120 m'/d, BCM技術(shù)各單元TN的去除效果如圖4所示。結(jié)合表1可以看水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。出，進水TN質(zhì)量濃度波動較大,為2.5~47.5 mg/L,表1 BCM 技術(shù)各單元水質(zhì)指標(biāo)Tab.1 Each unit water quality index of BCM proccss平均值為21.79 mg/L,生化出水TN平均質(zhì)量濃度COD/ BODJp(mgL)7.55 mg/L,磁分離出水TN平均質(zhì)量濃度6.76 mg/L。項目(mg'L") (mg*L") NHr-N TNTSS總的平均去除率為69.0%,TN與NH4-N一樣主要是175.279 15.1 21.79 2.68 114靠生化段的缺氧好氧去除的，BCM出水TN能夠穩(wěn)生化出水28.64.1 0.69 7.55 0.68 9.72磁分離出水18.32.6 0.476.7604.0定達到一級A標(biāo)準(zhǔn)中p(TN)≤15 mg/L的要求。-級A標(biāo)準(zhǔn)50_110.5去除率1% 89.696.7 96.988.8 96.5COD的去除效果如圖2所示。結(jié)合表1可以看出,進水COD為35.2~380.5 mg/L,波動較大,平均鄂23幾值為175.2 mg/L，但出水生化出水COD比較穩(wěn)定，平均值28.6 mg/L,磁分離系統(tǒng)進一步去除后, BCM工藝出水COD平均18.3 mg/L,平均去除率89.6%。01020304050607080901700時間/d所以BCM工藝能夠有效去除城市污水中的COD,圖4 IN 的去除效果且出水水質(zhì)遠遠超過一級A標(biāo)準(zhǔn)中COD≤50 mg/LFig4 Removal eficiency ofTN的要求。TP、SS的去除效果分別如圖5、圖6所示。結(jié)合表1可以看出，生化系統(tǒng)對TP和ss都有較高的去350一300鴛200主墨李出本。復(fù)150|wWpWM1000102030405060708090100時間(d圖2 COD的去除效果90 100Fig.2 Removal eficiency ofCOD中國煤化工NHz-N的去除效果如圖3所示。結(jié)合表1可以MHCNM H Goerp吳琪等, BCM城市污水深度處理技術(shù)105160p磁分離混凝系統(tǒng)是BCM工藝的另-項關(guān)鍵技140術(shù)。該系統(tǒng)通過投加PAC可以形成磷酸鋁沉淀,通120100過投加PAM形成絮體,磁粉與絮體有效結(jié)合,從而E 80-大大加快了絮體的沉降速度，達到深度去除總磷和40f杏水懸浮物的效果,出水p(SS)≤I mg/L。與磁粉結(jié)合的絮20體沉降速度很快,表面負荷可達10~ 20 m/(m2*h),0102030405060708090100水力停留時間僅5~15min,沉淀單元占地面積僅為時間/d圖6 ss的去除效果普通沉淀池的1/10~1/20, 大大節(jié)省了工程投資。由Fig.6 Removal eficiency ofSS于有了磁分離混凝系統(tǒng)，生化系統(tǒng)的沉淀單元的表除率，但生化出水TP平均質(zhì)量濃度0.68 mg/L,大于面負荷可提升至1.1~1.5 倍。一-級A標(biāo)準(zhǔn)的ρ (TP)≤0.5 mg/L的要求，生化出水.BCM工藝采用了前段生化處理和后段磁分離SS也有很多檢測結(jié)果超過一級A標(biāo)準(zhǔn),但后續(xù)通過混凝物化處理相結(jié)合的工藝。前段的生化處理針對磁分離系統(tǒng)處理后,TP和ss都能夠穩(wěn)定達到一-級溶解性污染物如COD、BOD、TN、氨氮等,同時通過A標(biāo)準(zhǔn)。所以磁分離系統(tǒng)是TP和ss穩(wěn)定達標(biāo)的重厭氧好氧過程去除部分TP.后段的磁分離系統(tǒng)只是要保證。針對TP和ss進行處理,使出水p(SS)≤1mg/L,從2.2 BCM 工藝特點而使ss所攜帶的污染物得到同步處理，解決了目BCM工藝在生化系統(tǒng)進水方式上采取2點進前國內(nèi)現(xiàn)有工藝中因為出水Ss含量高而導(dǎo)致其它水，- .部分污水進入水解酸化單元;另- - 部分污水直水質(zhì)指標(biāo)不能達標(biāo)的問題。接進入缺氧單元，進入缺氧單元的污水可以為反硝BCM工藝非常適用于A2/O、氧化溝、SBR等工化提供碳源，該進水特點適用于目前國內(nèi)城市污水藝的一級B向一級A的提標(biāo)改造。采用BCM工藝普遍碳源不足的現(xiàn)狀及特點。好氧單元增加填料便于實現(xiàn)，且無需新增土建和曝相比較于其它城市污水處理工藝, BCM工藝的氣設(shè)備。纖毛填料的使用壽命可達15年,無需定期水解酸化單元停留時間稍長,水力停留時間為0.5~更換填料或進行反沖洗。磁分離系統(tǒng)由于水力停留2h,水解酸化單元通過污泥回流保證了磷的釋放，時間很短，快混單元水力停留時間1~5 min,速沉單達到生物除磷的效果,同時可以分解大分子有機物,元水力停留時間3~ 10 min,所以占地面積很小,在保證氨化作用徹底進行。目前城市污水廠用地普遍緊張的情況下，比較容易BCM工藝的缺氧單元停留時間較長,水力停留實現(xiàn)。時間2~4.5h,我國北方地區(qū)生活污水總氮含量普2.3工藝操作參數(shù)遍偏高,一些地方甚至高達50~60 mg/L,而一級ABCM技術(shù)的主要工藝操作參數(shù)如表2所示。排放標(biāo)準(zhǔn)要求TN質(zhì)量濃度不大于15 mg/L,延長缺表2 BAS主要工藝及操作參數(shù)Tab.2 The main process and operation parameters of BSA氧單元停留時間有利于反硝化反應(yīng)的徹底進行,提項目參數(shù)高總氮去除效果。厭氧池水力停留時間h1~2高彈性纖毛填料是BCM工藝的一項關(guān)鍵技厭氧池水力負荷/(m'm2*+h)0.5~1.5厭氧池COD容積負荷(kg.m°oh")0.1~1術(shù)。該填料通過支架固定于好氧單元內(nèi),為淹沒式填厭氧池COD污泥負荷/(kgkg'h)0.01~0.2料，填料的比表面積非常大，體積比表面積可達缺氧池水力停留時間/h2~4.5900~1 600 m2/m'，質(zhì)量比表面積可達0.5~1.2好氧池水力停留時間/h2~4.5 .生化系統(tǒng)水力停留時間/h6.5~8.5m2/g,填料略重于水,比重1.05~ 1.2。填料掛膜完成纖毛填料體積比表面積/(m2°m)900~1 600后，可承載大量的微生物，填料重量增加10~20倍，纖毛填料質(zhì)量比表面積/(m2.g')0.S5~1.2纖毛填料比重1.05~1.2好氧池容積負荷增加3~4倍，好氧池水力停留時間纖毛填料占好氧池容積/%30~60僅需2.5~3 h。表面好氧(好氧性及兼氧性) ,內(nèi)部硝化液回流比1%50~ 500缺氧(厭氧性及兼氧性)是該填料的又一-大特點,安污泥回流比1%20~80生化系統(tǒng)懸浮污泥濃度/(mg*L")2 000~3500裝該填料的生化系統(tǒng)硝化反硝化效率能夠提高中國煤化工3:~8:120%以上。沉淀池1.0~1.2速沉單元YHCNMHG10~20106水處理技術(shù)第39卷第3期3效益分析[2] GB 18918-2002城鎮(zhèn)污 水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].(3]高廷耀,夏四清,等城市污水生物脫氮除磷工藝評述[),環(huán)境科學(xué)以新建5x10* m2/d的城市污水處理廠為例，采999.201);109-111 .用BCM工藝的建設(shè)費用約1660元/m',運行費用4} AnthonisenAC, LoehrRC, Parkasam T B s. Inhibition ofnirification by ammonia and nitrious acid [J]JW at Pollut Control約0.6元/m'。以5x10*m'/d達到一-級B標(biāo)準(zhǔn)的A?/OFed,1976,48(5):65-71.工藝城市污水處理廠~升級改造為例進行估算，采用[5] Baeza JA, GabrielD, Lafuente J. Efectef internal recyele on theBCM工藝升級改造建設(shè)費用投資約360元/m',升nirogen removal fficiency of an anaerobic/anoxic/oxic (A/0)級改造后新增運行費用折合約0.07元/m'。wastewater treatmentplant (WWTP) [].Process Biochemisty 2004,39 (11): 1615-1624.4結(jié)論[6]郭建華,彭永臻,楊慶,等脈沖 SBR處理城市污水深度脫氮的工BCM技術(shù)作為一種能夠?qū)⒊鞘形鬯€(wěn)定處理藝特性[]中國環(huán)境科,學(xué)200727(1)62-66.達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級A標(biāo)準(zhǔn)[7] 邱慎初，丁堂堂.分段進水的生物除磷脫氮工藝[D中國給水排水，2003,19(4):32-35.的城市污水深度處理技術(shù),具有建設(shè)成本小、運行成[8] Carrio Ls,ettF, MahoneyK, etal. Practical considerallon for本低、運行可靠的優(yōu)點,同時BCM技術(shù)還非常適用design of a step-feed biological nutnent removal system[C].USA:于國內(nèi)普遍使用的A/O、氧化溝、SBR等工藝的一Anaheim,CaliforiapProceedings of 73rd Annual Conference and級B提升一級A的升級改造，具有改造費用小、新Exposition,2000.增運行費用低、占地面積小的優(yōu)點。所以BCM技術(shù)[9] BerendsD,Salem S,van derRoestH, et al. Boting ntification withthe BABE tchnology [].Water Sci Teho.,205.2.4):63.70.0非常適應(yīng)于目前我國城市污水處理行業(yè)的發(fā)展。[10] Meyer RL, ZengR J, GiuglianoV, et al.Challenges for simultancousnitrification, denitifiation, and phosphorus removal in microbial參考文獻:aggregates: mass transfer limitation and nitrous oxide production[1]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.關(guān)于全國城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施2011年第四季[].FEMS Microbiology Ecology,2005,52(3):329 338.度建設(shè)和運行情況的通報[R].北京2012.BCM URBAN SEWAGE ADVANCED TREATMENT TECHNOLOGYWu Qil, Jiang Leyong', Song Qianwul, Dai Jinguo', Wu Shaowei;, Dai Jiankun'(1.Bejing Normal University, 100875; 2.Chinese Research Academy of Enironmental Sciences, 100012: Beijing, China)Abetract: BCM (Biology Cilium Magnetic) technology is a kind of urban sewage advanced treatment technology. By using high elastic cilia fller inphosphorus and suspended substance deeply removed by magnetic separation coagulation system. The result is that all plluants indexes could reachthe first level A standard of GB 18918- 2002. This technology is suitable for A3/O，oxidation ditch or SBR process which needs to level up from thefrst level B to the first level A. The high elastic cilia fller in oxygen unit doesi't need extra area and extra air. The magnetic separation coagulationsystem only needs very small area. At present, BCM technology is suitable for urban sewage treatment io our country.Koywords: urban sewage; advanced treatment; BCM technology; cilia fller; magnetic separation coagulation(.上接第102頁)RESEARCH ON MACAU WASTEWATER REUSE BY USING AO COMBINED WTTHMEMBRANE FILTRATIONSun Jie(Appraisal Center for Environment and Engineering of Ministry of Envionmental Protection, Beijing 100012, China)Abstract: To discuss the potential of Macau wastewater reuse, a lab-scale anaerobiclanoxic/oxic (A0) reactor combined with a membrane filter wasfirstly used to treat an influent from local wastewater treatment plant in Macau. The results showed that when the infuent concentration of COD, NH-N,TN, and TP was between 348 ~998 mg/L, 25.5~60.75 mg/L, 49.0~ -98.0 mg/L and 6.2~14.中國煤化Iiciency, by opimizingthe parameters of A0 reactor, for those four parameters were betwen 83.2%~98.5%, 40.8%:HC NMH G_~85.3%, respectively.After the subsequent treatment of A3O effluent by membrane filration, the final ef, ..... ... .sgional reuse purposes.Koywords:A2O combined with membrane fitration; wastewater treatment; wastewater reuse.