Bardenpho工藝與BAF工藝在污水處理廠提標(biāo)改造工程中的比選分析

李亞峰 李強(qiáng)

（沈陽建筑大學(xué)，遼寧 沈陽 110168）

一、污水處理工藝選擇原則

污水處理廠提標(biāo)改造選擇處理工藝應(yīng)遵照的原則：

1.結(jié)合工程實(shí)際情況統(tǒng)籌布置，維持工藝完整性、統(tǒng)一性；

2.所選工藝技術(shù)成熟先進(jìn)，對水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)；

3.盡量減少對原有設(shè)施的影響；

4.適應(yīng)水質(zhì)變化的能力強(qiáng)，出水達(dá)標(biāo)且穩(wěn)定，并有成功運(yùn)行案例的處理工藝。

二、污水處理工藝路線的比選

對污水處理廠出水水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行分析后，在現(xiàn)有處理能力已達(dá)到最大的情況下，提標(biāo)改造需將進(jìn)水水質(zhì)氨氮、總氮指標(biāo)適當(dāng)提高，出水水質(zhì)要求也相應(yīng)提高，則現(xiàn)有處理構(gòu)筑物已經(jīng)無法到達(dá)處理要求。

提標(biāo)改造一般有兩種思路：一種是需對現(xiàn)有處理設(shè)施進(jìn)行分流，以降低現(xiàn)有構(gòu)筑物的處理負(fù)荷，提高處理效率，結(jié)合后續(xù)新增深度處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。另一種是延長現(xiàn)有工藝流程，結(jié)合后續(xù)新增深度處理，進(jìn)一步處理各項(xiàng)污染物，達(dá)到排放要求。

（一）分流降負(fù)荷思路

提標(biāo)改造主要處理指標(biāo)為氨氮、總氮、SS，其中SS的去除主要依靠后續(xù)新增深度過濾系統(tǒng)去除。若采用分流降負(fù)荷的思路，需核實(shí)現(xiàn)有曝氣生物濾池在改造設(shè)計(jì)要求的進(jìn)出水氨氮及總氮水質(zhì)條件下可處理的污水量，將其余部分在分流，分流污水進(jìn)行旁側(cè)生物處理后實(shí)現(xiàn)氨氮、總氮達(dá)標(biāo)，并通過混凝沉淀（化學(xué)除磷）后與曝氣生物濾池處理部分的污水合流后一同進(jìn)入深度處理。

（二）延長工藝流程思路

與分流降負(fù)荷思路一致，延長工藝流程主要目的是為了處理氨氮、總氮、SS，其中SS的去除與分流思路一致，通過增加深度過濾系統(tǒng)去除，而總氮、氨氮的去除，在考慮節(jié)約占地的條件下，選用曝氣生物濾池或MBBR 工藝，再通過后續(xù)深度處理，確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。但需考慮經(jīng)過曝氣生物濾池反硝化及加砂高效沉淀池過濾后，污染物負(fù)荷較低，延長段工藝無論采用何種生物處理，均存在氨氮及硝酸鹽負(fù)荷較低的問題，且生物掛膜難度較大，處理效果不易把控。

（三）兩種提標(biāo)改造思路的分析

兩者SS、COD的去除均通過新增深度處理工藝實(shí)現(xiàn)，且處理規(guī)模及做法是一致的，兩者的不同之處主要在于氨氮、總氮和磷的去除。分流方案為現(xiàn)狀預(yù)處理后分流部分污水進(jìn)行新的生物處理及化學(xué)除磷混凝沉淀（化學(xué)除磷），剩余污水仍按照現(xiàn)有工藝處理，最后合并進(jìn)行深度處理；延長工藝方案為現(xiàn)狀排放泵房后生物處理深度處理。在深度處理一致的情況下，兩者的優(yōu)劣取決于生物處理的對比。工藝方案上，生物處理在盡可能少占地的情況下，主要選擇曝氣生物濾池或MBBR工藝，兩種工藝雖然占地較小，但無論采用何種生物處理，均存在氨氮及硝酸鹽負(fù)荷較低的問題，致使其占地面積較大，且生物掛膜難度較大，處理效果不易把控，運(yùn)營成本高。相比之下，分流處理規(guī)模更小，同工藝條件下，氨氮及硝酸鹽負(fù)荷更為合理，且在占地相當(dāng)?shù)臈l件下可采用更多的工藝組合方式，增強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷能力，同時(shí)運(yùn)營成本更低。

綜上分析，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)及后續(xù)運(yùn)營管理角度，推薦采用分流降負(fù)荷的提標(biāo)改造思路。

三、工藝方案的比選

方案一：分流污水處理工藝采用改良Bardenpho工藝，具體工藝流程為曝氣沉砂池分流+提升泵站+改良Bardenph生物池+二沉池+加砂高密度沉淀，與現(xiàn)狀工藝處理污水合并進(jìn)入深床濾池+提升泵站+臭氧接觸氧化+消毒出水處理工藝。

方案二：分流污水處理工藝采用兩級曝氣生物濾池，具體工藝流程為現(xiàn)狀一級高效沉淀池后分流+提升泵站+兩級曝氣生物濾池+加砂高密度沉淀池，與現(xiàn)狀工藝處理污水合并進(jìn)入深床濾池+提升泵站+臭氧接觸氧化+消毒出水處理工藝。

方案一與方案二的不同點(diǎn)在于采用的二級生物處理工藝不同，其余處理構(gòu)筑物等一致，考慮到與一期現(xiàn)狀整體布置的一致性，方案二可整體布置于一座廠房內(nèi)，方案一生物池及二沉池為半地下水池，上覆土做綠化，其余布置于一座廠房內(nèi)。

針對上述分流處理的改良Bardenpho工藝（方案一）和BAF工藝（方案二）進(jìn)行分析比選。

兩者不同之處主要為：二級生物處理工藝不同，深度處理部分一致，因此本次設(shè)計(jì)僅針對二級生物處理段進(jìn)行投資和成本比較，具體為方案一的生物池及二沉池的土建、設(shè)備及配套廠房，方案二的曝氣生物濾池的土建、設(shè)備及配套廠房。

兩個(gè)方案在生物處理段的用電量相差不多，但方案二較方案一每日多投加乙酸鈉，成本有所增加。

方案二分流污水可以與既有的處理設(shè)施形成統(tǒng)一整體，污水從一級沉淀池后分流減少分流處理構(gòu)筑物，采用與現(xiàn)有一期工程相同的處理工藝，污水處理廠自身有相對成熟穩(wěn)定的運(yùn)行方式和管理經(jīng)驗(yàn)。

方案一分流污水采用改良Bardenpho工藝，該工藝是傳統(tǒng)的生物除磷脫氮工藝加深度處理工藝，有機(jī)物降解效率高，尤其對脫氮要求相對較高的情況下，該工藝具有更好的適用性，并且能夠充分利用原水中的有機(jī)物，降低工程運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)，該工藝較成熟，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，出水水質(zhì)相對穩(wěn)定，總體出水水質(zhì)良好，抗沖擊能力強(qiáng)。并且能與現(xiàn)有曝氣生物濾池工藝形成互補(bǔ)，解決由于進(jìn)水部分污染物（如油脂等）造成對處理系統(tǒng)的影響。

改良Bardenpho工藝成本高于BAF工藝，但設(shè)備采購及安裝費(fèi)用較低，綜合投資成本及運(yùn)行成本較低。從技術(shù)可靠性、管理難易程度以及投資成本上，改良Bardenpho工藝有較大優(yōu)勢，提標(biāo)改造推薦分流處理的主工藝采用改良Bardenpho生物池+二沉池+加砂高密度沉淀池+深度處理方案，推薦采用方案一。