針對污水處理廠出水水質(zhì)的提高，若要達(dá)到類地表水IV類水的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國內(nèi)已經(jīng)或在建污水處理廠建設(shè)經(jīng)驗，提供兩種水處理工藝方案，即強(qiáng)化二處理+深度處理工藝和MBR膜工藝。下面對這兩種工藝進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的比較。

1 強(qiáng)化二處理+深度處理工藝

該工藝整個流程分為二個階段 ：

二處理階段 ：根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求，應(yīng)采用生物脫氮除磷的處理工藝。

目前，常規(guī)性的生物處理工藝主要包括有活性污泥法與生物膜法兩種工藝。

活性污泥法主要包括A-A-O工藝、AB法、氧化溝工藝以及SBR工藝。

較典型的脫氮除磷生物膜法為曝氣生物濾池(即BAF)。

BAF工藝的優(yōu)點(diǎn)是其容積負(fù)荷率較高，且采用模塊化設(shè)計，占地面積小，但其缺點(diǎn)有：

(1)投資較高 ;

(2)控制、運(yùn)行過程較復(fù)雜;

(3)自動化程度高;

(4)耗藥量大;

(5)產(chǎn)泥量高;

(6)運(yùn)行費(fèi)用高。因此，不采用BAF工藝。

通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，二生物處理A-A-O工藝有如下優(yōu)點(diǎn) ：

(1)工程費(fèi)用較低。

(2)運(yùn)行費(fèi)用低。

(3)污泥的沉降性能好，無污泥膨脹等問題，出水水質(zhì)較好，并具有一定的耐沖擊負(fù)荷的能力。

(4)采用鼓風(fēng)曝氣，氧利用率高，耗電量少。

(5)占地少。

(6)可根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)靈活調(diào)節(jié)運(yùn)行模式，操作靈活，可控性強(qiáng)。

綜合考慮，A-A-O工藝具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢，因此，其作為二生物處理工藝。

深度處理階段 ：為進(jìn)一步去除污水中剩余的污染物，深度處理工藝的選擇主要取決于二生物處理的出水水質(zhì)和需達(dá)到的排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。二生物處理出水中的污染物質(zhì)多為有機(jī)物與無機(jī)物的混合體，有機(jī)物主要包括細(xì)菌、藻類、病菌及原始生物等。不論是有機(jī)物或無機(jī)物，根據(jù)它們的顆粒大小又分為懸浮物(>1 μm)、膠體(1 μm~1 nm)和溶解物(<1 nm)。一般通過混凝沉淀等常規(guī)處理工藝可以去除懸浮物和膠體粒子，但溶解性的雜質(zhì)必須通過特殊手段才能去除。從深度處理單元的進(jìn)出水水質(zhì)來看，在二生物處理的階段中，氨氮、總氮的去除已經(jīng)基本達(dá)到要求，在深度處理階段的工藝選擇中無須考慮，重點(diǎn)考慮去除形成BOD5、CODCr、SS以及TP的雜質(zhì)。因此，選擇的工藝應(yīng)確保出水水質(zhì)好、管理簡便、運(yùn)行穩(wěn)定、低耗節(jié)能。

深床濾池為降流式的重力濾池，采用一定規(guī)格及形狀的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質(zhì)。同時，深床也是保障硝酸氮以及懸浮物去除的構(gòu)筑物。直徑2~3 mm粒徑的石英砂的比表面積較大，一般2 m深左右的介質(zhì)濾床就可避免穿透和竄流現(xiàn)象。懸浮物不斷地被截留會增加過濾水頭損失，因此，需要對介質(zhì)進(jìn)行反沖洗去除截留的污染物，一般采用氣、水聯(lián)合反沖洗。

深床濾池的結(jié)構(gòu)簡單實用，集去除多種污染物的功能于一體，包括對懸浮物、總氮和總磷等均有相當(dāng)好的去除效果。

深床濾池有以下優(yōu)點(diǎn) ：

(1)處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定 ;

(2)碳源投加量*少，節(jié)約運(yùn)行成本 ;

(3)出水濁度低，對SS有好的去除效果 ;

(4)過濾為下向流，沖洗為上向流，與砂濾類似，沖洗效果好;

(5)濾池壽命長，終身免維護(hù)，運(yùn)行自控化程度高;

(6)有一定耐沖擊能力，特別是對SS有很好的適應(yīng)性。

2 MBR膜工藝

MBR膜是將膜分離技術(shù)和污水處理中的生物處理相結(jié)合的產(chǎn)物，是性能穩(wěn)定、效果良好的污水處理技術(shù)，其綜合了膜處理和生物處理兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)，以超、微濾膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法處理過程中的泥水重力分離過程。

膜分離既可以保持較高的生物相濃度以及較優(yōu)的出水效果，也可以有效地去除污水中含有的有機(jī)物、氨氮等污染物質(zhì)，提高出水質(zhì)量，其出水可直接再利用。

MBR工藝主要具有以下特點(diǎn) ：

(1)出水水質(zhì)好。其高效的固液分離可把污水中的膠體物質(zhì)、懸浮物質(zhì)、生物單元流失的微生物菌群與凈化的水分開，不需要再經(jīng)過三處理措施即可直接回用。

(2)占地面積小。反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度高，可達(dá)10 000 mg/L以上，大大提高了容積負(fù)荷，減小了生化池容。

同時也省去了二沉、混凝、過濾等多個處理構(gòu)筑物，大大減少了對土地的占用。

(3)抗沖擊能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定。由于污泥濃度高、生物相豐富，而且不存在污泥流失的問題，不受污泥膨脹等因素影響，因此具有較強(qiáng)的抗沖擊能力，運(yùn)行穩(wěn)定。

(4)剩余污泥排放少。有機(jī)負(fù)荷低，泥齡長，污泥產(chǎn)率低，比常規(guī)工藝減量30%~50%。

(5)除磷效果好?？芍苯訉X鹽投入生化池中，形成的磷酸鹽沉淀物可被膜全部截留，隨剩余污泥排放。

(6)模塊化設(shè)計，自動化控制。由于膜生物反應(yīng)器技術(shù)的模塊化特征，易于擴(kuò)建，它可以通過增加必要的模塊，來應(yīng)對水處理量的增長。工藝設(shè)備集中，全部采用計算機(jī)自動化控制。