一、工程概要

□□□度假村約有62間客房，124個床位，并可供數(shù)百人會議及用餐。其污水主要是客房排水(含洗澡、屎尿廢水)、餐飲廢水、煙塵洗滌水和臥具洗滌水等，每天最大水量約120m3，一般來說，此類原水水質(zhì)變化幅度較大(C0Dcr：300～1000mg/L，NH3一N：20～60mg/L，TP：2．6～3．7mg／L，SS：200～500mg／L)。

鑒于此類廢水水量不大，且度假村性質(zhì)的土地資源較為珍貴，故本污水處理工程擬采用一體化污水處理裝置進行處理。經(jīng)過處理后，排水水質(zhì)執(zhí)行GB8978—1996《污水綜合排放標準》城鎮(zhèn)二級污水處理廠一級排放標準；回用的中水執(zhí)行CJ25.1—89《生活雜用水水質(zhì)標準》；排人□□河的水質(zhì)執(zhí)行建設(shè)部再生水用于景觀水體的水質(zhì)標準(CJ/T95—2000)?；赜玫闹兴饕门c場地、廁所、車輛的沖洗，以及噴泉等景觀用水，最大用量是園林草坪及花木的澆灌。

二、工藝流程及工藝說明

2.1一體化污水處理工藝流程如圖

一體化污水處理工藝流程如圖1所示：

圖1一體化污水處理工藝流程圖

污水經(jīng)格柵后進入調(diào)節(jié)池，進行水力水量調(diào)節(jié)，之后進入酸化池酸化（兼有沉淀作用），然后進入BFBR生物流化池進行生物降解及氧化處理，并經(jīng)過濾池過濾，再經(jīng)過加氯消毒，即可達標排放，若再經(jīng)過深度過濾處理，即可作中水回用。

2.2一體化污水處理系統(tǒng)工藝流程特點

2.2.1一體化污水處理設(shè)備優(yōu)點和優(yōu)勢

與大型污水處理系統(tǒng)相比，一體化設(shè)備具有處理效率高、能耗低、產(chǎn)泥量少、管理方便、占地面積小等優(yōu)點。因此，一體化設(shè)備在污水處理領(lǐng)域得以廣泛的應(yīng)用，而且在新的形勢下，更具有不可替代的優(yōu)勢：

(1)充分利用社會閑散資金。目前，一方面建設(shè)大型污水處理廠存在巨大的資金壓力，另一方面又存在大量社會閑散資金難以利用。而一體化設(shè)備總投資額很小，適于房產(chǎn)物業(yè)、小型工廠等社會小額資金投資，可以直接有效地利用類似閑散資金。這也更符合我國“誰污染，誰治理”的環(huán)保特色。

(2)緩解市政管網(wǎng)建設(shè)的壓力。建設(shè)大型污水處理廠往往需要配套建設(shè)大規(guī)模的市政管網(wǎng)系統(tǒng)。而對于小型住宅區(qū)、風景區(qū)、工廠等管網(wǎng)不發(fā)達的地方建設(shè)污水處理廠，既不便管理，也不經(jīng)濟。這種情況下采用一體化設(shè)備更為適宜。另外，對于分流制排水系統(tǒng)，較小流量的污水采用一體化設(shè)備處理后可以直接排人雨水管道或水體，而不增加污水管道的壓力。

(3)有效節(jié)約建設(shè)面積。污水廠建設(shè)勢必要占用大面積的土地，破壞生態(tài)。而隨著城市化的進程，用地日益緊張。一體化設(shè)備處理效率高，而且可以地埋處理，基本不占用地表面積，不影響建筑群的整體布局和環(huán)境景觀。

(4)有效實現(xiàn)中水回用，節(jié)約用水。大型污水處理廠開展中水水務(wù)的主要障礙同樣在于要鋪設(shè)龐大的中水道管網(wǎng)。而一體化設(shè)備則可以更為靈活在進行配置，通常排水點也是中水回用點，完全可以省卻中水道建設(shè)。隨著我國對中水回用要求的提高，一體化設(shè)備將體現(xiàn)出更大的優(yōu)勢。

2.2.2工藝流程說明

一體化設(shè)備以好氧生化法為主要處理工藝，設(shè)備本體包括格柵、調(diào)節(jié)池、酸化池、BFBR生物流化池和消毒池。設(shè)備本體之前一般須設(shè)置調(diào)節(jié)池，以均化水質(zhì)和水量，調(diào)節(jié)池設(shè)計水力停留時間6h。BFBR生物流化池采用流化生物膜法，鼓風曝氣，設(shè)計停留時間2～3h。BFBR生物流化池出水經(jīng)過濾后進入消毒池，按規(guī)范設(shè)計接觸時間1～2h。

一體化設(shè)備主體工藝采用生物膜法。生物膜法污泥濃度高、容積負荷大、耐沖擊能力強，處理效率高。早期設(shè)備主要采用生物轉(zhuǎn)盤，體積龐大，生物膜難控制，盤軸易損壞。目前，一體化設(shè)備逐漸發(fā)展為接觸氧化法和生物流化床工藝。尤其是生物流化床成為近年來的一個研究熱點。相比接觸氧化法，生物流化床污泥濃度更高、耐沖擊能力排放更強、剩余污泥率更低，且無堵塞、混合均勻，具有較好的脫氮效果，配置形式也較接觸氧化法更為靈活。

普通的生物流化床是在污水中投加懸浮填料，給微生物提供一種良好的載體，提高了微生物濃度；填料在水流和氣流的推動下呈流化狀態(tài)，兼有生物膜和活性污泥的雙重特點。隨著研究的進展，生物半流化床、BASE三相生物流化床、Circox氣提式生物流化床等新的型式不斷涌現(xiàn)，流化床的充氧特性、水流狀態(tài)、污泥濃度、脫氮效果得到較大的改進。新型流化床的處理效率更高，占地面積進一步減小，但是結(jié)構(gòu)相對復雜，設(shè)備高度相應(yīng)增加。因此，這些新型流化床應(yīng)用于一體化設(shè)備還有待時日。

近年來，MHR、SBR、DAT—IAT等作為主體工藝的一體化設(shè)備也見諸報道。MBR法具有較高的處理效率，而且不需要二沉池；但是投資和運行費用較高，管理相對復雜。DAT—IAT和SBR法屬于間歇式活性污泥法，處理效率較低。因此，作為一體化設(shè)備工藝應(yīng)用并不廣泛。

早期一體化設(shè)備的工藝流程的特點是“麻雀雖小，五臟俱全”，顯得比較臃腫。隨著一體化設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展，其工藝流程不斷得以改進，變得更加緊湊，提高了處理效率。

本工藝流程的改進主要著眼于提高處理效率、減少占地和降低能耗。流程的改進主要包括三個方面：

(1)以酸化池代替原來的初沉池和污泥池，酸化池和調(diào)節(jié)池可以倒置。一體化設(shè)備的產(chǎn)泥量較少，沉淀池(過濾池)的污泥可以回流到酸化池中。酸化池的作用包括三個方面：其一，污水中的大分子有機物經(jīng)過水解酸化可以分解為小分子有機物，提高可生化性；生化池的停留時間可以減少為3h左右；酸化池中也可設(shè)置填料，以提高酸化細菌的濃度；其二，回流污泥既可以提高酸化池的微生物濃度，又具有一定的生物絮凝功能，初步絮凝沉淀部分懸浮或膠體污染物，降低后續(xù)生化池的負荷；

其三，回流污泥在水力自重作用下壓縮，同時污泥在酸化池中可以得到一定的消化，進一步減少污泥體積；酸化池中的污泥一般定期(1年)抽吸。酸化池、初沉池和污泥池三位一體，大大減小的占地面積，提高了處理效率。

(2)由原來的普通沉淀池改為在BFBR生物流化池上設(shè)置高效兩相分離器，增加了分離效果，并使活性污泥及生物載體不向外流失，提高內(nèi)循環(huán)延長了污泥泥齡，提高了生化處理效果，降低了出水懸浮物SS的含量，為后續(xù)過濾環(huán)節(jié)減輕了負擔。過濾池可以采用輕質(zhì)濾料，如采用輕質(zhì)泡沫濾珠，設(shè)計濾速可以達到7～8m／h，進一步提高了處理效率。相比普通沉淀和斜管沉淀，過濾則利用生化池出水中的污泥的絮凝性，通過接觸吸附在濾料表面上或者在濾料孔隙中沉積，實際上起到了絮凝吸附和淺池沉淀的雙重作用。

(3)近年來，高效絮凝劑的不斷發(fā)展促進了物化工藝在污水處理中的應(yīng)用，污水處理趨于物化與生化工藝相結(jié)合?；瘜W絮凝劑可以強烈吸附水中的懸浮物與膠體，可以進一步減少生化處理時間(0.5～2h)，從而更大限度減少占地面積。已有部分單位開始了物化／生化相結(jié)合的一體化設(shè)備研發(fā)和應(yīng)用，并且，也有完全采用物化方法的處理設(shè)備見諸報道，如SPR設(shè)備等。但是，物化方式存在的一個缺點是產(chǎn)泥量相對較大，增加了管理上的困難。故本工藝不予采用。

2.2.3填料性能的提高

填料是生物膜法的主體，直接關(guān)系處理效果。填料的選擇和研究包括四個方面：(1)水力特性：空隙率高、水流阻力小、流速均勻；(2)生物膜附著性：比表面積大，易于生物膜生長和老化膜脫落；(3)化學與機械穩(wěn)定性：經(jīng)久耐用，不溶出有毒物質(zhì)；(4)經(jīng)濟性：來源廣泛，價格便宜。

一體化設(shè)備生化池常用的生物填料包括蜂窩填料、波紋填料、束網(wǎng)填料、顆粒填料等。接觸氧化法一般采用固定式的蜂窩填料、波紋填料、束網(wǎng)填料等，生物流化床采用懸浮式的顆粒填料。近年來，懸浮(流化)的顆料狀或立體狀填料得以迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，并有逐漸取代固定式填料的趨勢。相比因定式填料，懸浮填料具有一系列優(yōu)點：

(1)孔隙率大，比表面積幾百至幾千不等。因此，填料表面附著的微生物數(shù)量大，種類多。污泥總濃度高達40～50g／L，是普通活性污泥法的污泥濃度的5～10倍。填料單元內(nèi)可以形成多級微生物的食物鏈。而且，微生物的泥齡較高，對難降解的有機物有較好的去除率；同時也有利于世代時間較長的硝化菌和亞硝化菌生長，使出水達到硝化。通過控制空心柱狀填料的長度，可以實現(xiàn)填料單元內(nèi)層厭氧、外層好氧，并保證適宜的好氧菌／厭氧菌生長比例，可以達到8O%脫氮效果。

(2)比重接近于水，可以全池流化翻動。填料上的生物膜、水流和氣流三相充分接觸混合，增大了傳質(zhì)面積，提高了傳質(zhì)速率(氧利用率可達30%)，強化了傳質(zhì)過程，縮短了污水的生化停留時間。另外，懸浮填料受到氣流、水流的沖刷，老化膜能脫落方便，保證了膜的活性，促進了新陳代謝。

(3)多采用聚乙烯、聚丙烯、橡膠等材質(zhì)，既具有一定的機械強度，又不失彈性，使用壽命大大延長，且無浸出毒性?？梢灾苯油都?，無需固定支架，投配、更新方便。

2.2.3BFBR生物流化池的特點及優(yōu)勢

BFBR生物好氧流化器是在“內(nèi)循環(huán)三相生物流化床”的基礎(chǔ)上，進行改進和創(chuàng)新，逐步發(fā)展而成的最新產(chǎn)品。通過對反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，提高了技術(shù)集成度，具有處理效率高、能耗低、占地面積小、操作維護簡單等特點，可廣泛地應(yīng)用于各種有機工業(yè)廢水處理、城市生活污水處理和污水回用。BFBR生物好氧流化器分為三部分：下部是主體循環(huán)流化反應(yīng)區(qū)，中間是氣體分離區(qū)，上部為固液分離區(qū)。下部循環(huán)的同時，帶動生物載體形成流化狀態(tài)。載體分離器進行生物載體的分離，上部則進行泥水分離。

BFBR生物好氧流化器還可以通過增設(shè)缺氧區(qū)和氣提裝置，并與化學強化除磷設(shè)備配合，可形成具有缺氧－好氧的脫氮、除磷處理功能的流化床反應(yīng)器，以滿足不同水質(zhì)的處理需要。

BFBR生物好氧流化器具有如下優(yōu)點：

1、在典型城鎮(zhèn)污水進水水質(zhì)條件下，反應(yīng)器容積負荷可達7～13kgCOD/m3d，當進水COD為400～1000mg/L，COD去除率為80%～90%；

2、占地為傳統(tǒng)污水處理工藝的40%～50%，并大大降低操作管理強度。

3、BFBR生物好氧流化器在保持傳統(tǒng)三相流化床所具有的反應(yīng)器內(nèi)混合性能好、傳質(zhì)速率快、生物量大、有機負荷高等優(yōu)點的同時，解決了傳統(tǒng)三相流化床所存在的問題。

4、可控制生物膜厚度的過度增長：在傳統(tǒng)三相生物流化床中，為了防止載體的流失，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流速較低,流體的剪切力不能有效地控制生物膜過度增長。而BFBR生物好氧流化器由于氣、液、固在升流區(qū)和降流區(qū)之間的高速循環(huán)流動，流體造成的剪切作用可有效地控制生物膜厚度，避免過厚的生物膜引起內(nèi)傳質(zhì)阻力增大，可使循環(huán)式流化床中生物膜保持較高的活性。

5、載體流失量?。河捎诜磻?yīng)器中的載體分離器可有效地截留生物載體，防止了載體的流失。

6、載體流化性能好：傳統(tǒng)三相生物流化床為保證載體的充分流化，在不進行回流的情況下必須采用較大的高徑比。而BFBR生物好氧流化器只要升流管直徑合適，就可實現(xiàn)良好的載體流化。同時，載體在升流區(qū)和降流區(qū)之間循環(huán)流動，所受到的摩擦、剪切力基本相同，不存在傳統(tǒng)三相流化床中的載體分層現(xiàn)象，載體流化具有較好的均勻性，這對于生物膜的良好生長十分有利。

7、氧的轉(zhuǎn)移效率高：傳統(tǒng)三相生物流化床內(nèi)氣體全部從反應(yīng)器頂部逸出，而在BFBR生物好氧流化器中，液體在升流管和降流管之間循環(huán)流動，循環(huán)液體將升流管中一些小氣泡挾帶進入降流管，使氣-液接觸時間延長，故充氧效率較高。

8、BFBR生物好氧流化器由于取消了升流區(qū)和降流區(qū)之間的過渡管段，使結(jié)構(gòu)更合理，因此具有流動阻力小、供氣量小、運行費用低的優(yōu)點，反應(yīng)器起動流化方便，減小了操作運行的復雜性，并減小了所占空間及地面。

9、處理效果好

COD去除效果：

一般說來，BFBR生物好氧流化器出水COD濃度可≤100mg/L；當進水的COD濃度在400～1000mg/L時，COD去除率為80%～90%；本工藝中，BFBR生物好氧流化器有效容積為10m3，水力停留時間為2h，進水CODcr濃度設(shè)計為400mg/L，出水CODcr濃度為50mg/L，CODcr去除率為87.5%。

氨氮的去除效果：

若BFBR生物好氧流化器采用具有缺氧--好氧脫氮功能的反應(yīng)器，當進水為典型生活污水時，出水NH3-N濃度可達到GB8978—1996一級排放標準。

SS的去除效果

反應(yīng)器中固液分離裝置對SS有較高的去除效率，能夠使反應(yīng)器出水SS控制在70mg/L以下。

TP的去除效果

反應(yīng)器對TP的去除是微生物新陳代謝和排泥共同作用的結(jié)果。TP去除率的平均值為50％。

同步化學強化除磷

若在反應(yīng)器內(nèi)投加鐵鹽進行化學除磷后,出水的TP平均濃度為0.88mg/L，總?cè)コ蕿?5％；

在反應(yīng)器內(nèi)投加鋁鹽進行化學除磷后,出水的TP平均濃度為0.84mg/L，總?cè)コ蕿?6％。

表1BFBR生物好氧流化器與傳統(tǒng)廢水生物處理工藝的比較

表2BFBR生物好氧流化器與其他流化床比較

三、整個污水處理系統(tǒng)處理效果

污水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后，設(shè)調(diào)節(jié)池出水水質(zhì)如下：C0Dcr：500mg/L，NH3一N：40mg/L，TP：3mg／L，SS：300mg／L，經(jīng)酸化池后，C0Dcr可去除20%，即進入BFBR生物好氧流化器的C0Dcr濃度為400mg/L。經(jīng)過BFBR生物好氧流化器的高效生化處理，C0Dcr為50mg/L，再經(jīng)過后續(xù)生物過濾等環(huán)節(jié)，可使最終出水C0Dcr濃度＜50mg/L。

設(shè)計最終系統(tǒng)出水水質(zhì)如下：C0Dcr≤50mg/L（去除率90%），BOD≤10mg/L（去除率90%），NH3一N≤10mg/L（去除率75%），TP≤1mg/L（去除率67%），SS≤35mg/L（去除率88.3%），大腸菌群≤3個/L，pH值為6.5～7.5。

四、技術(shù)經(jīng)濟指標

4.1工程投資

4.1.1土建工程設(shè)備

土建工程設(shè)備投資見表3。

表3廢水處理工程土建工程構(gòu)筑物表

4.1.2土建工程費

土建工程費見表4

表4廢水處理工程土建工程費用表

4.1.3設(shè)備設(shè)施及配件器材

設(shè)備設(shè)施及配件器材見表5

表5設(shè)備設(shè)施及配件器材

4.1.4設(shè)備設(shè)施及器材購置及安裝費用

設(shè)備設(shè)施及器材購置及安裝費用見表6

表6設(shè)備設(shè)施及器材購置及安裝費用表

4.1.5其他

4.1.5.1工程設(shè)計費

工程設(shè)計費=（土建工程費+設(shè)備設(shè)施及器材購置及安裝費）×2%=（7.862萬+9.25萬）×2%=0.342萬。

4.1.5.2工程調(diào)試費

工程調(diào)試費=（土建工程費+設(shè)備設(shè)施及器材購置及安裝費）×2%=（7.862萬+9.25萬）×2%=0.342萬。

4.1.5.3其他費用合計

0.342萬＋0.342萬=0.684萬。

4.1.6工程總造價

工程總造價=土建工程費+設(shè)備設(shè)施及器材購置及安裝費+其他費用=7.862萬+9.25萬+0.684萬=17.796萬元。
工程投資總額17.796萬元，按工程投資折合投資指標為1483元／m3•d，而按有關(guān)行業(yè)標準，或現(xiàn)有生活廢水一體化處理工程實踐，像這類高有機物濃度的廢水，投資指標應(yīng)為4000～6000元／m3•d，這表明我們的工程投資指標降低了3倍左右。

4.2占地面積

廢水站總占地面積約1002m(包括道路和綠化地)。

4.3廢水處理運行成本

4.3.1運轉(zhuǎn)電費

本工藝總裝機容量為9kw，常用容量3.5kw，每度電按0.6元計，則日耗電費50.4元，年耗電費18396元（以1年365個工作日計，下同），折算1m3污水耗電0.42元。

4.3.2人工費

污水站配人員1名，800元/月•人，則日人工費26.7元，年人工費9600元。

4.3.3年廢水處理運行總成本

年廢水處理運行總成本=18396+9600=2.7996萬元?？梢缘贸觯?噸廢水的處理費用僅為：

（50.4+26.7）/120=0.64元（還沒有考慮中水回用等收益）。

4.4效益分析

該廢水處理系統(tǒng)建成后，企業(yè)每年可免繳超標排污費及罰款5萬元；中水回用，以1天回用60m3計，每m3可節(jié)省自來水費用1元，即1天相當于60元收益（年收益為2.19萬元）這樣，度假村環(huán)保工程年收人為：5萬十2.19萬=7.19萬元，刨去年廢水處理運行總成本2.7996萬元，年純收益為：7.19萬－2.7996萬=4.39萬元。就是說，除了完全抵消廢水處理費用外，每年還有4.39萬元的經(jīng)濟效益。尤其重要的是：該處理系統(tǒng)對海南省的生態(tài)環(huán)境保護起著重要作用，所帶來的社會效益、生態(tài)環(huán)境效益也是不可低估的。

5結(jié)語

（1）一體化設(shè)備具有處理效率高、能耗低、產(chǎn)泥量少、管理方便、占地面積小等優(yōu)點。

（2）酸化池的設(shè)立，可以免設(shè)初沉池及終沉池，低氧運行；生物濾料利用短世代微生物的吸附能力，可減少曝氣強度。

（3）BFBR生物好氧流化器處理效果好，占地少；混合性能好、傳質(zhì)速率快、生物量大、有機負荷高；可控制生物膜厚度的過度增長，可使循環(huán)式流化床中生物膜保持較高的活性；載體流失量小，流化性能好；
氧的轉(zhuǎn)移效率高，出水水質(zhì)好。

(4)污泥自行消化，剩余污泥少，一年排泥一到數(shù)次，省卻巨額污泥處理費用。

綜上所述，本一體化污水處理工藝技術(shù)水平先進，處理效果佳，占地指標低，運行費用低，管理便利，相信能給□□□度假村帶來明顯的經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益。

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