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BFM拆卸式用于占地受限型污水处置工程计划与施行结果

杨忠启，徐月牙，程丽洁，周家中，韩文杰，吴迪，门艳辉，李海明

（青岛思普润水处置股分无限公司，山东青岛266510）

择要南方某污水处置厂新建处置范围1×104m3/d的污水处置举措措施，出水水质请求到达“准V类”水，采纳BFM拆卸式停止施工扶植，仅历时29d实现污水处置举措措施新建并完成通水运转，通水7d后完成达标排放，处理了名目面对的占地受限、施行周期短、不变性请求高的困难。名目施行实现后吨水占地仅为0.142m2/ (m3·d-1)，现实运转结果表现，BFM出水CODcr、NH3-N、TN、TP、SS浓度别离为(31.09±3.95)、(0.41±0.38)、(4.21±2.40)、(0.08±0.04)、(4.56±0.91)mg/L，出水水质不变并优于计划尺度，经由过程纯膜MBBR后缺氧区碳源调控，可保证BFM出水TN低于5mg/L。BFM拆卸式具备粗放松散、高效不变、经济快速的劣势，为污水厂原厂提标扩容供给了新思绪。

城镇污水零碎首要包罗合流制与干流制，新建城区多采纳干流制排水零碎，关于老城区，合流制排水零碎的年夜范围革新多采纳截流式合流制形式。而截流式合流制溢流净化节制已经成为黑臭水体整治与海绵都会扶植中急需处理的问题。除了泉源排水管网管理外，结尾污水处置厂搜集处置是节制溢流净化的另外一条途径，但因为溢流量动摇较年夜，正在包管出水尺度的条件下，部门污水处置厂处置才能没法婚配溢流量动摇，需要停止新、改、扩建。连系国际污水处置扶植名目用地尺度和近况污水处置厂的现实占地环境，能够发明今朝良多污水处置厂占地已经靠近节制目标，若是进一步停止革新，都将面对用地超标的危害。部门污水处置厂面对扶植运转时间长、运转前提受限等诸多问题，没法完成原位革新，需停止污水处置举措措施的新建，异样面对预留用地缺乏或者无预留用地的问题。同时，保守工艺流程长，施行速度慢，难以知足扶植周期迟钝的污水厂新、改、扩建名目。是以亟需松散高效、施行周期短的节地型污水处置工艺停止污水处置厂的新、改、扩建。

本文以南方某污水处置厂新建污水处置举措措施为例，正在占空中积小，施行周期短，不变性请求高的条件下，阐发了BFM拆卸式的手艺劣势、计划思绪及运转结果，以期为同范例污水处置厂的新、改、扩建供给手艺参考。

1

名目概略

1.1名目布景

南方某污水处置厂计划处置范围为12×104m3/d，出水水质履行《城镇污水处置厂净化物排放尺度》（GB18918-2002）一级A尺度，现已经满负荷运转。为减缓原厂运转压力，拟正在原厂内新建一座自力污水处置举措措施，计划水量为1×104m3/d。污水厂原计划水质与现实符合，能知足95%包管率，新建部门计划进水水质仍参考污水厂原厂。出水水质中氨氮请求低于3mg/L，CODcr以及TP请求到达《地表水情况品质尺度》（GB3838-2002）V类水尺度请求，即准V尺度，计划收支水水质见表1，计划水温10℃。

表1 计划收支水水质

1.2名目难点与工艺挑选

本新建名目面对如下坚苦：

1）占地受限：污水处置厂周边已经无扩建用地，新建污水处置举措措施需建正在原污水处置厂厂址内，且厂内无预留规整用地，唯一部门绿化用地可供使用，如图1所示，仅1417m2，极其松散，新建污水处置举措措施应拔取节地型工艺；

图1 新建污水处置举措措施可用地环境（白色部门）

2）高尺度下不变性请求高：该污水厂位于山东省烟台市，进水基质浓度较高，首要为糊口污水，与同属烟台市的套子湾污水处置厂水质近似，但水质浓度略低。2018年至2020年污水厂进水水质涵盖率如表2所示，以90%涵盖率时的进水水质终极断定本名目进水水质；原厂出水履行一级A尺度已经面对极年夜压力；新建名目出水履行准V尺度，关于NH3-N、TN以及TP的去除了请求更高，是以需要强化新建名目的脱氮除了磷才能；同步思索进水水量变化年夜，工艺需具备较强的抗打击负荷机能，以包管出水水质可以或许不变达标；本名目水量上需与原厂长进行均衡与调理，进水水量会有较年夜的动摇，应关注工艺关于水量的耐打击性；为知足后续水质提标请求，关于TN请求可以或许到达出水5mg/L的处置才能；

表2 本名目2018～2020年污水处置厂进水水质涵盖率（mg/L）

3）施行周期短：为尽快减缓污水处置厂运转压力，需正在2个月内实现新建并通水运转，以是新扶植施应挑选短流程手艺，宜采纳拆卸式模块化计划，延长施行周期。

新建名目的工艺挑选，应遵照短流程、小占地、高尺度、耐受打击、短周期施行等准绳，宜选用拆卸式节地型污水处置手艺停止扶植。

1.3工艺比选

罕见的节地型污水处置工艺包罗MBR、BAF等。本名目进水水量会有较年夜的动摇，需与原厂正在水量长进行均衡与调理，应关注工艺关于水量的耐打击性。而上述两种工艺，正在应答水量打击时均具备短板，若取得更强的耐水量打击才能，只能增年夜计划转变系数，年夜幅增年夜投资。

BFM工艺因此纯膜MBBR为焦点，耦合改进磁加载积淀—超效分手工艺的组合立异手艺，其工艺道理如图2所示。BFM操纵纯膜MBBR高负荷特色完成节地；零碎没有富集活性污泥，可省去保守工艺流程中的两沉池，进一步年夜幅扩充占地；采纳超效分手工艺完成纯膜MBBR出水的固液分手，经由过程一段积淀取代保守工艺流程中2沉池、深度处置两段积淀。纯膜MBBR正在外洋有较多乐成案例，取得了杰出的脱氮结果。国际应用上，广东某污水处置厂处置才能缺乏，具有3×104m3/d的污水处置缺口，采纳BFM工艺正在20m×100m的长条形地盘上施行污水处置举措措施新建，仅历时30d即实现名目的计划、施工以及调试，经BFM处置后出水可不变优于一级A尺度，现实占地仅为0.067m2/(m3·d-1)，完成了极限占地前提下的快速施行、不变达标，初次考证了BFM工艺正在南边低基质前提下的可行性。华北某污水处置厂采纳BFM为焦点工艺新建2×104m3/d的污水处置举措措施，采纳模块化计划并于厂区绿化带施行，仅历时100d即实现名目的计划、施工及通水达标，出水可以或许不变到达“准V类”尺度，吨水占地仅为0.215m2/(m3·d-1)，为原厂占地的26%，完成了BFM正在市政污水范畴的应用。针对于本名目面对的坚苦，且基于国际诸多乐成案例，本名目采纳BFM工艺停止新建。

图2 BFM工艺道理表示图

2

提标革新计划

2.1 工艺流程

本名目新建工艺流程见图3，立体安插见图4。进水取自原厂初沉池，焦点工艺为BFM工艺，B段采纳纯膜MBBR完成微生物的专性富集，进步零碎有用生物量，包管碳、氮的不变达标，M段采纳超效分手工艺，进一步去除了SS以及TP，保证出水全目标达标。出水与原厂工艺出水夹杂，经紫外消毒后间接排放至受纳水体，残剩污泥进步前辈入污泥储池，而后排放至原厂污泥脱水车间与原厂残剩污泥配合处置，含水率降至80%如下后外运处置。

图3 原厂及新建污水处置举措措施工艺流程图

图4 原厂及新建污水处置举措措施立体安插

2.2 进水零碎

本名目进水取自原厂初沉池出水，设转子泵3台，2用1备，单台流量271m3/h，扬程15m，N=22kW。

2.3 BFM零碎

B段为纯膜MBBR生物池，共配置2组，单组配置9个圆柱形罐体，碳钢材质，单个罐体尺寸均为Φ6.5m×8.0m，地埋1.5m，为包管TN高尺度排放，生物池全体为两级AO工艺。前3个罐体为第一级缺氧区，第4～7个罐体为第一级好氧区，第8个罐体为第两级缺氧区，第9个罐体为第2级好氧区。经由过程生物池多级多段配置，完成各功用区焦点菌种的专性富集以及功用分置，进步脱碳、硝化反硝化服从及抗打击才能。纯膜MBBR工艺先后缺氧区添补率均为55%，前好氧区添补率为60%，后好氧区添补率为65%。零碎总逗留时间为10.75h，此中前缺氧区为3.66h，前好氧区为4.76h，后缺氧区为1.17h，后好氧区为1.16h。反映器内投加SPR-III型悬浮载体，尺寸为Φ25妹妹×10妹妹，HDPE材质，密度为0.94～0.97g/m3，有用比概况积≥800m2/m3，挂膜后比重靠近于水，轻细扰动下便可完成平均流化。

缺氧区配置MBBR公用搅拌器，N=4.0kW，正在包管推力条件下悬浮载体平均分散。思索充实操纵原水碳源，计划6台硝化液回流泵，4用2备，单台流量320m3/h，扬程10m，N=15kW，硝化液回流比300%。好氧区采纳磁悬浮风机对于生物池停止曝气，共设3台，2用1备，单台风量42m3/min，风压70.0～80.0kPa，N=75kW，计划DO为2～6mg/L。

M段共新建2组，单组计划水量为5000m3/d，采纳钢制一体化设置装备摆设，含糊合池、加载池、絮凝反映池各1格，逗留时间别离为2.6min、2.6min以及3.16min，夹杂池、加载池、絮凝反映池均采纳立式搅拌器，功率别离为1.1kW、1.5kW及1.5kW。积淀区采纳斜管积淀，斜管斜长1.2m，孔径80妹妹，装置倾角60°，共装置36m2，计划概况负荷11.57m3/(m2·h)。

2.4 污泥储池

新建污泥储池一座，置于M段下方，计划规格5.8m×5.7m×1.6m，含排泥泵2台，1用1备，N=2kW。

2.5 拆卸式模块

拆卸式BFM正在工场内停止模块化单位体加工建造，实现名目现园地面平坦筹办后，全体运输至名目现场停止装置。如图5所示，本名目BFM-B段为碳钢罐体布局，现场仅需停止牢固及管路焊接，BFM-M段为模块扮装备，可间接运输至现场与BFM-B段停止装置毗连，正在厂内无新建用地的前提下，操纵厂区边沿绿化带停止施行，吨水占地0.142m2/(m3·d-1)，仅为原厂吨水占地的17%，降服了扶植占地受限、施行周期短的困难。自计划至装置实现合计历时29d，调试7d后完成达标排放，有用减缓了原厂运转压力。

图5 BFM拆卸式实景图

3

运转结果

3.1 工艺运转结果

本名目采纳同范例污水处置厂挂膜幼稚的悬浮载体停止接种发动，水温20℃，调试7d后完成出水达标，调试实现后名目现实收支水环境如表3所示，此中现实进水取自原厂初沉池出水，B段及M段出水水质参数均为水样经中速定性滤纸过滤后测定。

表3 BFM沿程净化物转变环境

名目不变运转阶段现实进水水量为9148.59±591.55m3/d，到达计划进水量的90%，现实逗留时间约11.5h。进水COD、BOD5以及TN浓度别离为542.94±96.69mg/L、224.94±43.87mg/L以及68.36±7.06mg/L，根基到达计划尺度，而BFM-B段即生化段出水COD、BOD5以及TN浓度别离为36.79±5.22mg/L、3.78±1.01mg/L以及4.60±2.53mg/L，已经到达计划出水尺度，出水TN浓度不变低于10mg/L，经由过程两级A/O安插，前缺氧区操纵原水碳源去除了年夜部门TN，后缺氧区调控碳源投加量完成TN的深度去除了，依托生物膜高效的反硝化速率，可以使出水TN不变低于5mg/L。颠末BFM-M段后，以SS方式具有的无机物进一步被去除了，包管出水总COD不变达标。进水氨氮浓度到达59.01±5.62mg/L，持久跨越计划值近20%，但BFM-B段出水氨氮便可不变到达1mg/L如下，均值仅为0.47mg/L。现实进水SS以及TP别离为137.84±15.08mg/L以及10.58±4.05mg/L，颠末生化段后，TP有大批降低，而因为生物膜的静态更新进程，SS呈现增加，持续颠末BFM-M段处置后，出水SS以及TP别离为4.56±0.91mg/L以及0.08±0.04mg/L。BFM-B段包管了出水碳、氮的不变达标和大批TP的去除了，而BFM-M段则进一步保证了TP以及SS的达标排放，全体出水不变优于计划排放尺度。

3.2 生物膜性状

图6 好氧悬浮载体挂膜环境（左：泥膜复合MBBR生物膜；右：BFM生物膜）

悬浮载体生物膜挂膜环境如图6所示，此中左图为邻近本名目的泥膜复合MBBR名目中悬浮载体挂膜环境，右图为本名目纯膜MBBR中悬浮载体挂膜环境。从图中能够看出惯例泥膜复合MBBR中，悬浮载体生物膜厚度普通为100～200μm，而本名目中，好氧区生物膜厚度正在200～400μm，较泥膜复合MBBR生物膜更厚，这首要是因为纯膜MBBR中不活性污泥与生物膜的合作，是以能够充实阐扬生物膜高效富集感化，其有用生物量更高，有用功用菌的数目更多，处置负荷更高，同时生物膜厚度的过量增添也进步了零碎的抗打击负荷才能。

1.1 零碎流化结果

MBBR工艺可以或许乐成运转的焦点正在于悬浮载体能否可以或许杰出流化，而正在BFM零碎中，纯膜MBBR工艺的添补率较保守泥膜复合MBBR工艺更高，若何完成高添补率下悬浮载体的低耗流化成为纯膜MBBR工艺年夜范围应用的关头。关于好氧区，因为具有曝气零碎，仅需对于其停止公道安插，便可完成悬浮载体的平均流化，无需额定曝宇量；而针对于缺氧区，则需要装备推流搅拌器，外洋名目缺氧区的功率密度高达30W/m3。本名目基于保守泥膜复合MBBR的计划经历，缺氧区采纳了MBBR公用搅拌器，正在包管推力条件下可以或许使悬浮载体分散，功率密度可降低50%以上。本名目现实流化结果如图7所示，悬浮载体流化状况杰出，无聚积景象。

图7 名目现实流化结果（左：缺氧区；右：好氧区）

革新实现后，借助基于CFD软件的仿真模仿对于生物池全体水流场停止模仿阐发，清楚表现了零碎内的流化状况。图8表现了基于该名目的悬浮载体散布环境，缺氧池悬浮载体受公用推流搅拌器的推流感化做轮回流动，初始阶段，悬浮载体散布于池塘上方，正在公用推流搅拌器的搅拌感化下，将悬浮载体平均分离开，缺氧池全体散布较为平均。好氧池内的穿孔曝气孔置于池底，悬浮载体遭到气体打击向周围分离运动，散布平均，不悬浮载体聚积景象呈现。

图8 池塘内悬浮载体散布图

图9表现了基于该名目的流场散布，从全体的水流速度散布看，水流散布遭到外力感化转变，如图9-a，b速度矢量图所示，缺氧池内推流器四周水流速度较年夜，动员了池塘内的水体运动，水体正在运动的同时照顾悬浮载体停止轮回流动。好氧池内的穿孔曝气动员水流向上运转，形成水体正在池塘内震动动摇，悬浮载体正在池塘内也跟从水体停止震动动摇，包管了悬浮载体正在池塘内的运动状况。如图9c，d所示，公用推流搅拌器使池塘内的水体出现较高的速度散布，而且推流器地位的公道配置也能包管水体正在池塘内的轮回运动。好氧池内的水体速度正在池壁四周有所增年夜，这是由于水体液面震动而至，部分速度增年夜值无限，部分速度增年夜也有益于加速悬浮载体正在池塘内运动速率。

经由过程CFD模仿，考证了其模仿结果与现实运转结果的类似性，关于后续的指点调控与优化运转具备主要的参考意思。

图9 池塘内流场散布图

3.4 投资与运转用度

本名目扶植总投资4595.57万元，此中工程用度为4223.75万元，单元水量总本钱为1.9元/m3，单元水量运营本钱为1.29元/m3，吨水耗电量为0.55kW·h/m3。

4

论断

南方某污水处置厂新建处置范围1×104m3/d的污水处置举措措施，名目需同时知足占空中积小、不变性高、施行周期短的请求。焦点工艺采纳BFM停止新建，操纵绿化带停止施行，吨水占地仅为0.142m2/(m3·d-1)，同时采纳拆卸式形式停止施工，计划及扶植仅历时29d，通水7d后完成达标排放，完成了正在缺地前提下污水处置举措措施的快速新建。BFM出水各目标不变到达并优于计划出水尺度，此中出水氨氮浓度不变低于1mg/L，出水TN浓度不变低于10mg/L，且经由过程纯膜MBBR工艺段后缺氧区的优化调控，可保证出水TN不变低于5mg/L，出水TP不变低于0.1mg/L，完成了高效的脱氮除了磷结果；纯膜MBBR流化结果杰出，缺氧区搅拌功率密度较外洋降低50%以上，完成了节能降耗，并经由过程CFD模仿，完成了悬浮载体流化的指点调控与优化运转。BFM拆卸式具备粗放松散、高效不变、经济快速的劣势。针对于污水厂原厂提标扩容，正在原零碎稳定的根本上，经由过程新建拆卸式序列，增添零碎处置才能，完成全体提标，为污水厂原厂提标扩容供给了新思绪。

END

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观赏名目：长春漂亮污水处置厂扩容提标革新名目手艺引见

01

长春漂亮污水处置 厂 扩容提标革新 前根基环境

长春漂亮污水处置厂于2019年1月周全完工并正式投产运转。污水处置厂占地总面积3.3097ha，处置范围为日处置糊口污水2.5万吨。

原计划出水水质到达《城镇污水处置厂净化物排放尺度》（GB18918-2002）中一级尺度的A尺度。

原污水处置厂计划的进、出水水质以下表所示：

漂亮污水处置厂计划进水水质

革新前处置流程为：

02

长春漂亮污水处置 厂 扩容提标革新 前具有的问题

一、长春漂亮污水处置厂计划出水水质按《城镇污水处置厂净化物排放尺度》（GB18918-2002）中一级尺度的A尺度计划。该污水处置厂出水正在终极排入雾开河。雾开河属于饮马河主流，松花江水系。按照吉林省生态情况厅、吉林省财务厅、吉林省住房以及城乡扶植厅下发的文件及并连系环保部分关于雾开河国度地表水查核断面的请求，请求对于污水处置厂出水水质停止提标。

二、长春漂亮污水处置厂现实运转进程中，因为百乐克工艺无清楚的厌氧、缺氧单位，形成该工艺对于TN去除了结果缺乏，出水不克不及到达城镇污水处置厂净化物排放尺度》（GB18918-2002）中一级尺度的A尺度，处置后的污水对于雾开河及下贱流域形成了响应的净化。

三、革新前的污水处置厂的处置范围为25000m³/d，没法知足2道沟漂亮镇的成长需要。

03

长春漂亮污水处置 厂 扩容提标革新 手艺及工艺引见

一、扩容提标革新后的处置范围

将现有的污水处置厂范围由25000m3/d调剂为18000m3/d，新建污水处置厂的处置范围为42000m3/d。扩容提标革新后的总处置范围为60000m3/d。

二、扩容提标革新工程计划收支水水质

三、扩容提标革新工程的主体工艺引见

（1）改进A2O（VFL工艺）手艺引见

Vertical Flow Labyrinth – 改进A2/O（VFL）®.（垂直流迷宫）污水/中水处置专利手艺的发现者斯洛伐克AQUATEC 改进A2/O（VFL）, s.r.o.无限义务公司是一家正在小型糊口污水/中水处置范畴全世界抢先的公司。

改进A2/O（VFL一体化组合池） 手艺获得了德国PIA以及法国VEOLIA两项欧洲最高程度与最具权势巨子的水处置手艺认证。该认证是针对于产物系列中最小处置量的产物停止认证，判定进程中会请求污水处置举措措施模仿真正的使用情况（如水质、水量年夜幅动摇、连续性停电等），查验污水处置能否可以或许不变达标，查验周期为一年。只要正在这类极端刻薄的运转前提下依然可以或许不变达标的手艺或者设置装备摆设才干获得这项认证。

改进A2/O（VFL一体化组合池）污水处置及回用工艺是一种可完成无机污泥近零排放、污水污泥同步处置、高效低耗的情况友爱型工艺。

改进A2/O（VFL一体化组合池）工艺正在厌氧区以及缺氧区采纳垂直流迷宫式布局，从布局上年夜年夜耽误了厌氧区以及缺氧区的流程，消弭回流活性污泥对于厌氧区以及缺氧区的晦气影响，并年夜幅度地进步其脱氮服从，同时有益于除了磷，节制以及顺应厌氧区、缺氧区对于碳源的操纵。

该工艺不单脱氮除了磷结果好，并且具备应答进水水量变化调剂运转参数的矫捷性以及很强的抗打击负荷才能，还具备应答出水尺度进步以及污泥排放受限的前瞻性。

（2）工艺道理

1-厌氧、缺氧区-垂直迷流宫布局；2-好氧区；3-积淀区；4-外部轮回；5-污泥回流；6-管衰落孔曝气器；7-排水槽

（3）工艺特色

1）改进A2/O（VFL一体化组合池）手艺抗打击负荷才能强，没有需要调理池；

2）改进A2/O（VFL一体化组合池）手艺出水水质好，不变达标；

3）改进A2/O（VFL一体化组合池）手艺产泥量极低；

4）改进A2/O（VFL一体化组合池）手艺处置进程中无臭味发生，可以或许顺应严酷的情况请求；

5）改进A2/O（VFL一体化组合池）手艺零碎复杂，能耗低，一样平常保护任务量小；

6）改进A2/O（VFL一体化组合池）手艺无需填料、膜组件等耗材的两次投资；

（4）扩容提标革新的工艺流程

END

观赏名目：长春市双阳污水处置厂名目

名目称号

长春市双阳污水处置厂名目

名目概略

长春市双阳污水处置厂于2016年建成投产，原采纳AAO+MBR工艺，处置水量2万吨/天。针对于污水厂进水基质高、水温低、用地严重和出水请求高档问题，经多方论证，采纳MBBR+MBR高效粗放工艺组合停止提标扩建，全厂处置范围到达6万吨/天，出水水质达准III类水尺度，作为河流生态补水，改进周边的水生态情况。

双阳污水处置厂一期正在好氧区嵌入MBBR工艺，完成2万吨原位提标革新，两期新建4万吨/天，工艺道路与一期分歧，采纳MBBR+MBR的工艺组合，有用处理高温硝化难、进水基质高、占地严重及出水请求高的问题，强化生物处置结果的同时处理了高污泥浓度下膜通量降低的问题，浪费占地，顺遂实现全厂的提标+扩建任务。

名目出水后，极年夜地改进了周边的水生态情况，河流下流国控断面查核不变达标。对于管理水净化、庇护本地流域水质以及进步住民的幸运感具备非常主要的感化。

施行结果

出水不变到达准III类水尺度。

计划收支水水质表（mg/L）

工艺流程

粗格栅-细格栅-沉砂池-膜格栅-改进Bardenpho+MBBR-膜池-臭氧打仗池-排水泵池

现场照片

延长立异工艺：青岛思普润基于MBBR的BFM工艺是高质量出水的粗放手艺，比拟保守活性污泥法，最年夜节流80%占地，出水可到达准IV及更高尺度。2021年经住建部院士专家组判定到达国内抢先程度，BFM工艺流程简练、占地粗放、施行矫捷，聪明化运维水平高，1-3个月可实现拆卸式扶植，是制造绿色低碳水生态分析体的优选工艺。停止今朝，BFM工艺已经实现落地名目20余项，功绩范围近300万吨/天。

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