第39卷第3期水處理技術VoL39 No.32013年3月TECHNOLOGY OF WATER TREATMENTMar.2013103BCM城市污水深度處理技術吳琪…2,江樂勇’,宋乾武12,代晉國2,武少偉2,戴建坤2(1北京師范大學,100875;2中國環(huán)境科學研究院,100012:北京)嬃:BCM( Biology cilium magnetic)技術是一種城市污水深度處理技術,該技術通過在好氧單元增加高彈性纖毛填料大幅提高了妤氧單元的容積負荷,從而提高去除溶解性污染物的能力。通過磁分禹混凝系統(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均能穩(wěn)定達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GBI8918-2002中的一級A標準。該技術非常適用于A3O、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技術非常適應于目前我國城市污水處理行業(yè)的發(fā)展關詞:城市污水;深度處理;BCM技術;纖毛填料;磁分離混凝中圖分類號:X703.1;X7993文獻標識碼:A文章蜻號:10007702013)03-0103004截至2011年底,全國設市城市、縣累計建成城等操作復雜;纖維轉盤濾布濾池需要承擔一級B處鎮(zhèn)污水處理廠3135座,污水處理能力達到136×10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1.1×107m列d。全容易滋生生物膜,進而造成濾布堵塞,化學反沖洗難國正在建設的城鎮(zhèn)污水處理項目達1360個,總設以長期、穩(wěn)定起到預期效果;混凝過濾容易堵塞,對計能力約29×10m}。這些污水廠的處理標準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準(GB大,運行成本高,膜清洗過程復雜,脫氮效果不理想18918-2002)四中的一級B標準進行設計、施工和1BCM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)有技術中存在的不足,BCM( Biology行一級A標準或類似一級A的地方標準,要求新建 ilium magnetic)技術通過在好氧池內(nèi)安裝高彈性城市污水廠要達到一級A標準,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標準。一級A標準開始生化系統(tǒng)對溶解性污染物的去除能力。磁分離混凝在越來越多的地方逐漸取代一級B標準。系統(tǒng)通過在常規(guī)混凝沉淀中增加了磁粉,并使混凝我國現(xiàn)有技術中,能夠穩(wěn)定達到一級A標準的產(chǎn)生的絮體與磁粉有效結合,從而大大加快了絮體工藝主要有:(1)低負荷的A30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技術是中國環(huán)境科學研究院自主開發(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A3O、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:20120921基金項目:國家“十一五”重大科技專項課題(20082X07211-006-02)作者簡介:吳琪(1980-),男博士,研究方向為水污染控制技術;聯(lián)系電話:186101122 E-mail: gerry wuqi@163om水處理技術第39卷第3期元,然后經(jīng)污泥脫水后外運處理?？旎靻卧都涌闯?進水NH-N質(zhì)量濃度為242~21.77mg/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15.1mgL,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069mg/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047mg,可見NHxN主要是在生化段被去除泥排入污泥濃縮池。的,磁分離去除NHx-N的作用很小,BCM最終出水鼓風機PAM磁粉城市水解酸獻氧好氧毛沉?？旎焖俪罫后出水消毒凈化NH-N質(zhì)量濃度遠遠小于一級A標準p(NHN)≤mgL的要求「硝化液回流離機剪切機污泥水泥AMMAA圖1BCM工藝流程ig. 1 Flow diagram of BCM processC原水2工程應用so a.drroeoneod△Ame607080.90I0021運行效果在廣東某城市污水處理廠采用BCM技術處理圖3NH-N的去除效果Fig3 Removal efficiency of NH-N城市污水,處理規(guī)模為120m/d,BCM技術各單元水質(zhì)指標如表1所示。TN的去除效果如圖4所示。結合表1可以看表lBCM技術各單元水質(zhì)指標出,進水TN質(zhì)量濃度波動較大,為25~475mgLTab. 1 Each unit water quality index of BCM process平均值為21.79mg/L,生化出水TN平均質(zhì)量濃度COD/ BODp/(mgL")項目(mgL)(mgL) NHrN TN TP755mg/L,磁分離出水TN平均質(zhì)量濃度676mgL總的平均去除率為690%,TN與NH1N一樣主要是原水175279151121.7926814靠生化段的缺氧好氧去除的BCM出水TN能夠穩(wěn)生化出水28.6410697550.68972磁分離出水18.3260.476760.3401定達到級A標準中p(TN≤15mgL的要求級A標準501010去除率%89696.796969888965COD的去除效果如圖2所示。結合表1可以看5050磁分離出水出,進水COD為352~380.5mgL,波動較大,平均值為1752mg/L,但出水生化出水COD比較穩(wěn)定,平均值286mgL,磁分離系統(tǒng)進一步去除后,BCM工藝出水COD平均183mgL,平均去除率896%。102030405060708090100所以BCM工藝能夠有效去除城市污水中的COD圖4TN的去除效果且出水水質(zhì)遠遠超過一級A標準中COD≤50mg/LFig 4 Removal efficiency ofTN的要求。TPSS的去除效果分別如圖5、圖6所示。結合表1可以看出,生化系統(tǒng)對TP和SS都有較高的去離出水5000時間ld圖2COD的去除效果時間/dNH-N的去除效果如圖3所示。結合表1可以圖5TP的去除效果Fig5 Removal efficiency of TP吳琪等BCM城市污水深度處理技術105磁分離混凝系統(tǒng)是BCM工藝的另一項關鍵技wAnhr術。該系統(tǒng)通過投加PAC可以形成磷酸鋁沉淀,通過投加PAM形成絮體,磁粉與絮體有效結合,從而大大加快了絮體的沉降速度,達到深度去除總磷和分離出水懸浮物的效果出水p(S)≤1mg/L。與磁粉結合的絮體沉降速度很快,表面負荷可達10~20m(m2h)水力停留時間僅5~15mn,沉淀單元占地面積僅為圖6SS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 efficiency of ss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068mgL,大于面負荷可提升至11~1.5倍一級A標準的p(TP)≤05mgL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也有很多檢測結果超過一級A標準,但后續(xù)通過混凝物化處理相結合的工藝。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標準。所以磁分離系統(tǒng)是TP和SS穩(wěn)定達標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)≤1mgL,從22BCM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含量高而導致其它水,一部分污水進入水解酸化單元;另一部分污水直水質(zhì)指標不能達標的問題。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A20、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05~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1~5mn,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3~10min,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2~45h,我國北方地區(qū)生活污水總氮含量普23工藝操作參數(shù)遍偏高,一些地方甚至高達50~60mg,而一級ABCM技術的主要工藝操作參數(shù)如表2所示。排放標準要求TN質(zhì)量濃度不大于15mg/L,延長缺表2BAS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的徹底進行,提參數(shù)高總氮去除效果。厭氧池水力停留時間h高彈性纖毛填料是BCM工藝的一項關鍵技厭氧池水力負荷(mm2h)05~1.5術。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容積負荷/(kgm3h)0.l~1厭氧池COD污泥負荷/ kgkg.h)00l~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圖時間h2~4.5900~1600m2m,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h65~8.5m3g,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/(m2m)900~1600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/m2g)05~12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比重纖毛填料占好氧池容積30~60僅需25~3h。表面好氧(好氧性及兼氧性),內(nèi)部硝化液回流比%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/%20~80生化系統(tǒng)懸浮污泥濃度/mgL2000~3500裝該填料的生化系統(tǒng)硝化反硝化效率能夠提高好氧池汽水出3:1~8:120%以上。淀池表面負荷/(m3m3h)10~1速沉單元表面負荷/(m3m2h")10~2106水處理技術第39卷第3期3效益分析2]GB18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準S3]高廷耀夏四清等城市污水生物脫氮除磷工藝評述門環(huán)境科學以新建5×104m}d的城市污水處理廠為例,采99920(1):109-11l用BCM工藝的建設費用約1660元m,運行費用14 Anthonisen A c, Loehr R C. Parkasam T B. Inhibition of約06元/m3以5×10md達到一級B標準的A2Onitrification by ammonia and nitrous acid [Jw at Pollut Control工藝城市污水處理廠升級改造為例進行估算,采用Fed,1976,48(5):65-71BCM工藝升級改造建設費用投資約360元/m3,升[5] Baeza JA, GabrielD, Lafuente J. Effectof intermal recycle on the級改造后新增運行費用折合約007元/m3wastewater treatmentplant(WWTP)[]. Process Biochemistry, 20044結論39(ll):1615-1624.6]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技術作為一種能夠?qū)⒊鞘形鬯€(wěn)定處理藝特性門中國環(huán)境科學200727(1)626達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級A標準7]邱慎初丁堂堂分段進水的生物除磷脫氮工藝門中國給水排水的城市污水深度處理技術,具有建設成本小運行成2003,19(4)32-3[8] Carrio L, Streett F, Mahoney K, et al. Practical considerallon for本低、運行可靠的優(yōu)點,同時BCM技術還非常適用design of a step-feed biological nutnent removal system [C]. USA于國內(nèi)普遍使用的A3O、氧化溝、SBR等工藝的Anaheim, Califomia: Proceedings of 73rd Annual Conference and級B提升一級A的升級改造,具有改造費用小、新增運行費用低、占地面積小的優(yōu)點。所以BCM技術9] Berendt, Salem S, van derRoesth, et al. oosting nitrification wI由非常適應于目前我國城市污水處理行業(yè)的發(fā)展。the BABE technology []. Water Sci TechnoL., 2005, 52 (4): 63-70[10] Meyer RL, ZengR J, GiuglianoV, et al. Challenges for simultaneous參考文獻:aggregates: mass transfer limitation and nitrous oxide production[住房和城鄉(xiāng)建設部關于全國城鎮(zhèn)污水處理設施2011年第四季U]. FEMS Microbiology Ecology, 2005, 52(3): 329-338度建設和運行情況的通報[R]北京,2012BCM URBAN SEWAGE ADVANCED TREATMENT TECHNOLOGYWu Qi Jiang Leyong, Song Qianwu", Dai Jinguo, Wu Shaowei, Dai Jiankun(1. Beiing Normal University, 100875: 2. Chinese Research Academy of Environmental Sciences, 100012: Beiing, China)Abstract: BCM(Biology Cilium Magnetic) technology is a kind of urban sewage advanced treatment technology. By using high elastic cilia filler inoxygen unit, the volume loading of oxygen unit has been greatly increased, so the more solubility pollutants could be removed in oxygen unit. The totalphosphorus and suspended substance deeply removed by magnetic separation coagulation system. The result is that all pollutants indexes could reachthe first level A standard of GB 18918-2002. This technology is suitable for A/O, oxidation ditch or SBr process which needs to level up from thefirst level B to the first level A. The high elastic cilia filler in oxygen unit doesn't need extra area and extra ai. The magnetic separation coagulationsystem only needs very small area. At present, BCM technology is suitable for urban sewage treatment in our countryKeywords: urban sewage; advanced treatment; BCM technology; cilia filler; magnetic separation coagulation(上接第102頁)RESEARCH ON MACAU WASTEWATER REUSE BY USING A0 COMBINED WITHMEMBRANE FILTRATIONSun ji(Appraisal Center for Environment and Engineering of Ministry of Environmental Protection, Beijing 100012, China)Abstract: To discuss the potential of Macau wastewater reuse, a lab-scale anaerobic/anoxic/oxic (Ao) 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 influent concentration of COD, NHr-N,TN, and TP was between 348-998 mg/L, 25.5-60.75 mg/L, 49.0-98.0 mg/L and 6.2-14.9 mg/L, respectively, the removal efficiency, by optimizingthe parameters of A O reactor, for those four parameters were between 83. 2%-98.5%, 40.8%-100%, 50.9%84.0% and 36.0%85.3%, respectivelyAfter the subsequent treatment of AO effluent by membrane filtration, the final effluent could meet the quality goals for various regional reuse purposes.Keywords: AO combined with membrane filtration; wastewater treatment; wastewater reuse