一、工程概要

□□□度假村約有62間客房，124個床位，并可供數百人會議及用餐。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。經過處理后，排水水質執行GB8978—1996《污水綜合排放標準》城鎮二級污水處理廠一級排放標準；回用的中水執行CJ25.1—89《生活雜用水水質標準》；排人□□河的水質執行建設部再生水用于景觀水體的水質標準(CJ/T95—2000)。回用的中水主要用與場地、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

污水經格柵后進入調節池，進行水力水量調節，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，并經過濾池過濾，再經過加氯消毒，即可達標排放，若再經過深度過濾處理，即可作中水回用。

2.2一體化污水處理系統工藝流程特點

2.2.1一體化污水處理設備優點和優勢

與大型污水處理系統相比，一體化設備具有處理效率高、能耗低、產泥量少、管理方便、占地面積小等優點。因此，一體化設備在污水處理領域得以廣泛的應用，而且在新的形勢下，更具有不可替代的優勢：

(1)充分利用社會閑散資金。目前，一方面建設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。而一體化設備總投資額很小，適于房產物業、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”的環保特色。

(2)緩解市政管網建設的壓力。建設大型污水處理廠往往需要配套建設大規模的市政管網系統。而對于小型住宅區、風景區、工廠等管網不發達的地方建設污水處理廠，既不便管理，也不經濟。這種情況下采用一體化設備更為適宜。另外，對于分流制排水系統，較小流量的污水采用一體化設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)有效節約建設面積。污水廠建設勢必要占用大面積的土地，破壞生態。而隨著城市化的進程，用地日益緊張。一體化設備處理效率高，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境景觀。

(4)有效實現中水回用，節約用水。大型污水處理廠開展中水水務的主要障礙同樣在于要鋪設龐大的中水道管網。而一體化設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。隨著我國對中水回用要求的提高，一體化設備將體現出更大的優勢。

2.2.2工藝流程說明

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

一體化設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。早期設備主要采用生物轉盤，體積龐大，生物膜難控制，盤軸易損壞。目前，一體化設備逐漸發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，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，流化床的充氧特性、水流狀態、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，但是結構相對復雜，設備高度相應增加。因此，這些新型流化床應用于一體化設備還有待時日。

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，作為一體化設備工藝應用并不廣泛。

早期一體化設備的工藝流程的特點是“麻雀雖小，五臟俱全”，顯得比較臃腫。隨著一體化設備的應用與發展，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，酸化池和調節池可以倒置。一體化設備的產泥量較少，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，提高內循環延長了污泥泥齡，提高了生化處理效果，降低了出水懸浮物SS的含量，為后續過濾環節減輕了負擔。過濾池可以采用輕質濾料，如采用輕質泡沫濾珠，設計濾速可以達到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展促進了物化工藝在污水處理中的應用，污水處理趨于物化與生化工藝相結合。化學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／生化相結合的一體化設備研發和應用，并且，也有完全采用物化方法的處理設備見諸報道，如SPR設備等。但是，物化方式存在的一個缺點是產泥量相對較大，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)化學與機械穩定性：經久耐用，不溶出有毒物質；(4)經濟性：來源廣泛，價格便宜。

一體化設備生化池常用的生物填料包括蜂窩填料、波紋填料、束網填料、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展和廣泛應用，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，可以實現填料單元內層厭氧、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，增大了傳質面積，提高了傳質速率(氧利用率可達30%)，強化了傳質過程，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，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。可以直接投加，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勢

BFBR生物好氧流化器是在“內循環三相生物流化床”的基礎上，進行改進和創新，逐步發展而成的最新產品。通過對反應器的結構進行優化，提高了技術集成度，具有處理效率高、能耗低、占地面積小、操作維護簡單等特點，可廣泛地應用于各種有機工業廢水處理、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：下部是主體循環流化反應區，中間是氣體分離區，上部為固液分離區。下部循環的同時，帶動生物載體形成流化狀態。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缺氧區和氣提裝置，并與化學強化除磷設備配合，可形成具有缺氧－好氧的脫氮、除磷處理功能的流化床反應器，以滿足不同水質的處理需要。

BFBR生物好氧流化器具有如下優點：

1、在典型城鎮污水進水水質條件下，反應器容積負荷可達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三相流化床所具有的反應器內混合性能好、傳質速率快、生物量大、有機負荷高等優點的同時，解決了傳統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：在傳統三相生物流化床中，為了防止載體的流失，反應器內循環流速較低,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、固在升流區和降流區之間的高速循環流動，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傳質阻力增大，可使循環式流化床中生物膜保持較高的活性。

5、載體流失量小：由于反應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，就可實現良好的載體流化。同時，載體在升流區和降流區之間循環流動，所受到的摩擦、剪切力基本相同，不存在傳統三相流化床中的載體分層現象，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、氧的轉移效率高：傳統三相生物流化床內氣體全部從反應器頂部逸出，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流動，循環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和降流區之間的過渡管段，使結構更合理，因此具有流動阻力小、供氣量小、運行費用低的優點，反應器起動流化方便，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

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

TP的去除效果

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

同步化學強化除磷

若在反應器內投加鐵鹽進行化學除磷后,出水的TP平均濃度為0.88mg/L，總去除率為85％；

在反應器內投加鋁鹽進行化學除磷后,出水的TP平均濃度為0.84mg/L，總去除率為86％。

表1BFBR生物好氧流化器與傳統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、整個污水處理系統處理效果

污水經調節池調節水質水量后，設調節池出水水質如下：C0Dcr：500mg/L，NH3一N：40mg/L，TP：3mg／L，SS：300mg／L，經酸化池后，C0Dcr可去除20%，即進入BFBR生物好氧流化器的C0Dcr濃度為400mg/L。經過BFBR生物好氧流化器的高效生化處理，C0Dcr為50mg/L，再經過后續生物過濾等環節，可使最終出水C0Dcr濃度＜50mg/L。

設計最終系統出水水質如下：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、技術經濟指標

4.1工程投資

4.1.1土建工程設備

土建工程設備投資見表3。

表3廢水處理工程土建工程構筑物表

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設備設施及配件器材

設備設施及配件器材見表5

表5設備設施及配件器材

4.1.4設備設施及器材購置及安裝費用

設備設施及器材購置及安裝費用見表6

表6設備設施及器材購置及安裝費用表

4.1.5其他

4.1.5.1工程設計費

工程設計費=（土建工程費+設備設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工程調試費

工程調試費=（土建工程費+設備設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+設備設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，而按有關行業標準，或現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。可以得出，1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

該廢水處理系統建成后，企業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4.39萬元的經濟效益。尤其重要的是：該處理系統對海南省的生態環境保護起著重要作用，所帶來的社會效益、生態環境效益也是不可低估的。

5結語

（1）一體化設備具有處理效率高、能耗低、產泥量少、管理方便、占地面積小等優點。

（2）酸化池的設立，可以免設初沉池及終沉池，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；
氧的轉移效率高，出水水質好。

(4)污泥自行消化，剩余污泥少，一年排泥一到數次，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濟、社會、生態效益。

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