BF生物填料处理城镇综合污水的应用

杨曦，李倩倩，武利，陈金楠，张颖

BF生物填料处理城镇综合污水的应用

杨曦，李倩倩，武利，陈金楠，张颖

（沈阳城市建设学院，辽宁 沈阳 110167）

以大连市某城镇污水处理工程为实例，介绍BF生物填料处理小城镇综合生活污水工艺的设计参数、处理效果、工程投资和运行成本。该项工程处理水量为2 000 t/日, 进水BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TN和TP分别为450、250、300、25、50和8 mg/L。运行结果表明，对BOD5、CODcr、SS、NH3-N、TN和TP的去除率分别为96%、88.9%、96.7%、85.7%、70%和93.75%，具有良好的脱氮除磷效果，出水水质稳定达标。该工艺处理效果优良，具有处理成低廉、运行管理方便等突出优点。

城镇生活污水； BF生物填料； 脱氮除磷

我国已进入全面建设小康社会的新阶段，小城镇经济飞速发展，随之而来的是生活和工业废水排放量的骤然增加，为水环境带来了严重威胁，做好污水处理是小城镇持续发展的必要环节。导致小城镇水环境污染的因素归纳起来主要有：（1）工业、企业生产排放的污水所造成的污染；（2）居民生活污水和废弃物的污染[1]；（3）农业、林业面源污染[2]。小城镇综合污水中有COD、BOD、TN、TP等主要污染物，目前普遍缺少处理环节或虽经过处理但未达标。直接排放的后果是影响地表水中动植物的生存繁殖、污染水源、甚至破坏整个河湖生态体系［3］。选用何种污水处理工艺取决于小城镇污水的产生和社会的发展要求，需考虑经济性、高效性和可行性。

BF填料利用的亲水性高能丙烯纤维Biofringe是一种半软性生物载体，表面粗糙，具有较高的孔隙率，极易于微生物的附着和生长，能实现微生物相的高度化。反应器运行时，在水流的冲刷作用下BF填料在平衡位置附近摆动，附着在填料上的污泥和浮游污泥使反应器内可保持很高的污泥浓度，提高处理能力，BF填料近年来受到广泛关注［4］。本文论述了BF生物填料在小城镇综合污水处理中的应用，根据现场运行数据对工艺进行分析，为小城镇综合污水的处理提供依据。

1 水资源现状

1.1 城镇水体现状

由于2002年开始小城镇建设，整个镇中心工业企业数目增加，并开始了居民集中住宅建设。这些项目产生了大量生活和工业废水，未经处理直接排放到附近的沟渠，最终排入该城镇南面的河流。

1.2 污水水质特点

根据监测数据，城镇污水水质COD为400 mg/L、氨氮为25 mg/L，污染状况较严重。根据现场调查，该区域生活排水占总量的86.96%，企业排水占10.83%，洗浴中心、饭店排水量占2.21%。生活污水占主要比重，远期污水量为0.40 m3/d。设计出水水质要求达到《辽宁省污水综合排放标准》（DB21/1627-008）。该工程设计进水水质见表1。

表1 污水处理设施进水水质主要指标

根据《城镇污水治理厂污染物排放标准》（GB18918—2002)，及《辽宁省污水综合排放标准》（DB21/1627-008），确定污水处理厂出水水质见表2。

表2 污水处理设施出水水质主要指标

2 废水处理工艺及处理设备

2.1 工艺流程

图2 污水处理工艺流程

污水处理厂前段设置中格栅，将原污水中大尺寸的漂浮物和悬浮物截留。调节池调节水质水量，细格栅设置在调节池与沉砂池之间，进一步去除污水中较小颗粒的悬浮物。污水由潜水泵提升经细格栅，依次进入旋流沉砂池、BF填料摇动床生物接触氧化池进行物理、化学和生物处理，再依次进入二沉池、消毒后最终出水经排水管道排出。

2.2 主要建构筑物及设备

为了保证污水处理构筑物要有2组互为备用的要求，因此设计处理构筑物分成2组，每组设计流量为1 000 m3/d。

2.2.1 BF-A池

BF-A池的功能是使污水中的大分子有机物变成小分子，提高可生化性，同时去除部分BOD、COD和SS，达到脱氮和释放磷的目的。采用4格钢筋混凝土结构，单格设计流量为500 m3/d。有效容积42 m3，填料体积20 m3，填料填充率48%。BOD材料负荷6.25 kg BOD/m3·d，BOD容积负荷2.84 kg BOD/m3·d。采用4台深水搅拌器，填料横丝为具有亲水性聚丙烯极细的蓬松丝，竖线使用具有疏水性的聚乙烯线绳，填料长度为3 m/根。

2.2.2 BF-O池

功能是去除BOD、SS，进行硝化反应的同时摄取磷。钢筋混凝土构筑物，单组尺寸：××＝7.6 m×7.6 m×4.5 m。设计流量=500 m3/d，单格池容42 m3，单格填料体积：20 m3，填料填充率：48%，BOD材料负荷：1.88 kg BOD/m3·d，BOD容积负荷0.85 kg BOD/m3·d，需氧量1.60 m3/min，回流比为100%。配有管式爆气器33根，曝气量=2.9 m3/h，直径为0.064 m；内回流泵6台（4用2备）；填料采用横丝使用具有亲水性的聚丙烯极细的蓬松丝纤维，竖线使用具有疏水性的聚乙烯线绳，填料高度：3 m。

2.2.3 二沉池

采用辐流式沉淀池对污水进行泥水分离，降低水中悬浮物浓度。钢筋混凝土结构2座。单池设计流量=42 m3/h，池子容积230 m3，=8.5 m，=4.3 m。表面负荷为0.76 m3/m2·h，沉淀时间3.5 h，污泥回流比100%，悬浮固体浓度1=4 000 mg/L，二沉池污泥浓度2=8 000 mg/L。

3 工程运行效果

3.1 污水处理效果

该工程投入运行以来，污水处理效果一直很稳定，对各类水质指标都有较高的去除率，可以达到了设计要求和相应排放标准。根据污水处理设施进、出水处水质，本项目对各污染因子去除率见表3。

表3 污水处理各污染指标去除率

根据表3可以得出结论：将BF生物填料应用在处理小城镇生活污水中效果较好，对各污染因子都具有较高的去除率，出水水质可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002)中的一级B指标。

3.2 技术特点与优势

BF填料是一种较新的生物填料。结构上横向采用聚丙烯纤维，具有亲水性；纵向中心是一根具有一定轻度的绳，绳上每隔一段距离设置纤维丝构成空间立体结构。在反应器内水流的作用下纤维丝在固定位置附近摆动，使传质效果增强[5]。由于BF生物填料的特殊性，使得BF摇动床具有以下优势：

（1）启动时间短：BF填料由于其特殊的加工工艺，使得纤维丝的密度自内而外由小到大，因此表现出与普通填料的显著区别，整个填料上可大量附着活性污泥，BF新型生物填料的内部附着性更强，因而加大了活性污泥的停留时间，填料挂膜和系统启动过程用时缩短。

（2）良好的抗冲击能力：由于BF填料在水流和空气的协同作用下不停摇动，可增强反应器内的传质效果，增加生物膜上活性污泥与污水中有机物的碰撞并筛选适宜的微生物菌群，可使生物膜保持高活性、高负荷运转，提高处理效率。

（3）污泥量少：传统方法运行中产生的大量污泥会加大运行成本和操作困难，成为一项制约因素。由于BF填料上生物相丰富，可以形成食物链，污泥产量将大幅度减少。同时，反应器内的污泥来源于附着在BF填料上的高密度污泥的脱落，因而沉降性好、沉降速度快，有效避免了污泥膨胀现象。

（4）处理水质稳定：由于填料结构的特殊结构，不存在结团、阻塞、或大面积整体脱落的情况，运行稳定。

（5）管理维护简单：BF填料无需反复冲洗，强度高，不必经常更新、可长期使用，处理成本低。

4 技术经济指标

该工程占地面积20 000 m2，污水处理能力2 000 m3/日。建设项目总投资576.29万元。处理成本为1.38元/t，其中电费0.22元，药剂费0.51元，人工费0.65元。

5 结 论

（1）BF摇动床处理小城镇生活污水具有较好的处理效果，BOD5、COD、SS、NH3-N、TN和TP的去除率分别达到96%、88.9%、96.7%、85.7%、63.6%和93.75%。出水达到《城镇污水治理厂污染物排放标准》（GB18918—2002)。

（2）BF生物填料反应器工艺流程简单，操作管理方便，易于控制，环境友好，运行费用低，可以在污水处理领域广泛应用。

［1］姜瑞雪.小城镇给排水系统指标体系优化及关键技术研究[D].2006.

［2］ 汪洪,李录久,王凤忠,等.人工湿地技术在农业面源水体污染控制中的应用[A].第二届全国农业环境科学学术研讨会[C].2007.

［3］刘峰.复合式人工湿地处理小城镇生活污水的研究[D].北京林业大学,2011.

［4］张万友,杨海滔,等.用BF生物填料处理化工综合废水的应用研究[J].水处理技术,2008, 28(12):56-61,82.

［5］Cheng Yingjun.Swim-bed technology as an innovative attache growth process for high rateMastwvatcr treatment[J].Japanese Journal of Water Treatment Biology,2004,40(3):115-124.

Treatment of Comprehensive Wastewater by Biofringe Filler

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（Shenyang Urban Construction University, Liaoning Shenyang 110168, China）

Taking the sewage treatment project of a town in Dalian as an example, treatment effect, project investment and operation costs of treating the comprehensive sewage of the town by biofringe filler were introduced. The wastewater treatment capacity of the project was 2 000 t/d, and influent BOD5, COD, SS, NH3-N, TN and TP were 450, 250, 300, 25, 50 and 8 mg/L, respectively. The running results showed that the removal rates of BOD5, COD, SS, NH3-N, TN and TP were up to 96%, 88.9%, 96.7%, 85.7%, 70% and 93.75%, denitrification and phosphorus removal effect was good. The effluent met requirements in GB18918-2002 discharge standard of urban sewage.This process has the advantages of low operating cost, good treatment effect and simple operation management.

urban sewage; biofringe filler; hydrolysis; denitrification and phosphorus removal

2016年辽宁省大学生创新创业训练计划项目（201613208012）；沈阳城市建设学院科学研究发展基金项目（XKJ2016006）；辽宁省教育厅科学研究一般项目（L2015355）。

2017-10-20

杨曦（1990-），女，助教，硕士，辽宁省抚顺市人，2015年毕业于沈阳建筑大学市政工程专业，研究方向：污水处理新技术。

X703

A

1004-0935（2017）12-1196-03