IBAF工藝技術(shù)在中水回用工程中的應(yīng)用

張強(qiáng) 殷琪娜

1.棗莊市排水管理處，山東 棗莊 277100 2.薛城區(qū)城市供排水總公司，山東 棗莊 277000

IBAF工藝技術(shù)在中水回用工程中的應(yīng)用

張強(qiáng)1殷琪娜2

1.棗莊市排水管理處，山東 棗莊 277100 2.薛城區(qū)城市供排水總公司，山東 棗莊 277000

利用固定化微生物曝氣生物濾池（IBAF）對棗莊職業(yè)學(xué)院生活污水進(jìn)行處理后回用，出水水質(zhì)可達(dá)到《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ/T95-2000)，可用于校區(qū)的沖廁、綠化及景觀用水補(bǔ)水等。使污水得以原位再利用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水減排的目標(biāo)，滿足可持續(xù)發(fā)展，是可再生能源利用示范工程，可供類似工程參考。

IBAF工藝；中水回用；節(jié)水減排?

1 工程概況

棗莊職業(yè)學(xué)院位于新城地處山地丘陵地帶，規(guī)劃占地850畝,一期工程占地521畝，建筑面積為24萬平方米。預(yù)計在學(xué)院就讀的學(xué)生可達(dá)1萬余人，每天可產(chǎn)生污水約1000立方米。為減少支出，提高非傳統(tǒng)水源的利用率，采用固定化微生物曝氣生物濾池對污水進(jìn)行處理，經(jīng)過處理的水用于校區(qū)的沖廁、綠化及景觀用水補(bǔ)水等，實(shí)現(xiàn)中水回用。

2 設(shè)計進(jìn)出水質(zhì)

本工程設(shè)計規(guī)模1200m3/d，出水水質(zhì)達(dá)《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ/T95-2000)。對若干大專院校的污水取樣測試，在多次實(shí)驗(yàn)平均值的基礎(chǔ)上，結(jié)合其他院校已建成中水回用工程的數(shù)據(jù)，及有關(guān)規(guī)范，確定設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)見表1：

表1 回用水工程設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)

3 工藝選擇與設(shè)計

綜合考慮本工程的進(jìn)水特點(diǎn)及處理規(guī)模與要求，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較與分析，確定采用固定化微生物曝氣生物濾池（IBAF）工藝做為學(xué)校中水回用工程處理工藝。該工藝采用專用高效微生物、生物酶制劑以及生物活性分子載體固定化技術(shù)等高科技手段，通過選用具有針對性的高效微生物制劑和生物酶制劑組合，使傳統(tǒng)意義上很難或不能為微生物降解的有機(jī)污染物得到了快速且較為完全的生物降解，并且改善寒冷氣候時的運(yùn)行，減輕意外事故及有毒物沖擊影響。同時，將微生物和生物酶固定在特制專利載體上，使微生物的負(fù)載量比傳統(tǒng)生物處理工藝提高了10～20倍，使微生物對污水中有機(jī)物的降解速度比傳統(tǒng)方法提高了100倍，從而大大提高了處理速度和處理效果并有效避免了生物量的流失。由于專用載體采用彈性多孔物質(zhì)，從而也克服了傳統(tǒng)的卵石濾料易堵塞、需要反沖洗的缺點(diǎn)。

該工藝載體生物負(fù)載量最高可達(dá)18～60g/L，比表面積達(dá)3500000 m2/m3，污泥負(fù)荷為：0.4～0.45 kgBOD5/(kgMLSS.d)，曝氣池污泥濃度（MLSS）2000mg/L,處理后出水根據(jù)需要可達(dá)國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)或中水標(biāo)準(zhǔn)。同時，IBAF工藝具有高進(jìn)水負(fù)荷下出水穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，可使裝置容積大大減少，減少土地占用面積，降低工程造價。具體工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

3.1 水解酸化池：主要利用兼性菌群在低溶解氧條件下的生命活動將懸浮細(xì)小有機(jī)物水解使之溶于水，并將大分子復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子簡單有機(jī)物，在大幅度降低COD的同時為后續(xù)好氧生化處理創(chuàng)造有利條件,提高污水的可生化性。由于生活污水中諸如洗滌劑、沐浴露、油脂等物質(zhì)的含量越來越高，因此，在好氧生化前加一級缺氧生化是必要的。池內(nèi)裝填高效立體生化填料以保持生物量，使廢水與填料上的微生物充分接觸，提高池體的利用率和生化去除率。

3.2 IBAF池：用于利用兼性及好氧微生物群落的生命活動將污水中大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為CO2和HO，同時完成生物脫氮除磷的過程。本生物濾池借鑒了國外先進(jìn)的布水、布?xì)鈾C(jī)理，采用高選擇性和高附著力生物載體，并使用高性能專用特種微生物制劑和生物酶，其去除效率和負(fù)荷量與傳統(tǒng)生物濾池相比都有了大幅度的提高，同時，特制載體其本身具有某些特性，即：比表面積大、處于微流化狀態(tài)、能夠吸附磷等金屬非金屬離子等，雖然在曝氣狀態(tài)下，在載體內(nèi)部仍然存在缺氧條件，形成外部好氧菌、內(nèi)部兼性菌及厭氧菌以及原生動物后生動物等完整的微生物生態(tài)環(huán)境，能夠在完成降解碳水化合物的同時完成生物脫氮固磷的全過程；同時污泥自身得到消化，剩余污泥量大幅度減少（實(shí)驗(yàn)證明：其剩余污泥量是普通生物濾池剩余污泥量的1/10）；實(shí)驗(yàn)證明固定化微生物－曝氣生物濾池脫氮效果很好，氨氮去除率可達(dá)95%以上；隨著生活水平的提高，無磷洗衣粉的使用應(yīng)該較為普及，使得污水中P的含量相對較低，固定化微生物良好的固磷效果加上部分P隨剩余污泥排走可保證出水總磷達(dá)到回用要求。由于懸浮式生物載體還具有高效的過濾功能，因此不但處理過程中沒有異味而且出水COD和SS可一次性達(dá)到設(shè)計要求，長時間運(yùn)行后池底會生成一定量的污泥，可用污泥回流泵回流至調(diào)節(jié)沉淀池。

3.3 消毒池：用于通入臭氧完成消毒過程，同時儲存處理后的清水，便于回用。臭氧發(fā)生器以空氣為原料，其消毒功能是現(xiàn)有常用消毒劑中殺菌效果最好的。使用臭氧消毒不但可以避免使用常用的二氧化氯消毒帶來的對設(shè)備的腐蝕以及操作過程的復(fù)雜，更重要的是可以避免長期使用二氧化氯消毒在循環(huán)次數(shù)達(dá)到一定程度時引起的氯離子（含鹽量）含量過高。清水消毒池中定期投加少量氯片保證回用水的余氯量，防止細(xì)菌再生。臭氧加氯片這樣的組合既克服了二氧化氯消毒需使用強(qiáng)腐蝕性的鹽酸和氯酸鈉帶來的運(yùn)行管理上的不便，又克服了臭氧穩(wěn)定性差不能持續(xù)消毒的缺點(diǎn)。

4 系統(tǒng)運(yùn)行情況

本工程2009年5月份開始建成投產(chǎn)，經(jīng)過2個月的調(diào)試運(yùn)行，基本達(dá)到設(shè)計要求，各工段的處理效果見表2。

表2 各工段去除率分析

本系統(tǒng)由于載體本身的特性，部分污泥可自身消化，從而大大減少了剩余污泥排放量，節(jié)約了污泥處理費(fèi)用。

5 建設(shè)投資及經(jīng)濟(jì)效益分析

工程總投資350.4萬元，其中土建部分為101.90萬元，工藝設(shè)備為241.5萬元，其他部分為7萬元；運(yùn)行費(fèi)用0.79元/m3，其中人工費(fèi)為0.13元/m3、電費(fèi)為0.66元/m3。按照棗莊市現(xiàn)行的自來水水價3.25元/m3計，扣去治水成本0.79元/m3，每噸中水可節(jié)省開支2.46元。按照每天1000立方的能力計算：每年（按300天）可創(chuàng)造效益＝（3.25～0.79）×1000×300＝73.8萬元，四年半即可收回建設(shè)成本。

6 結(jié)語

采用新型（IBAF）工藝進(jìn)行生活污水深度處理回用，出水可滿足《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ/T95-2000)，回用于生活非飲用水以替代部分新水源，實(shí)現(xiàn)原位水的可持續(xù)供給，減少從環(huán)境中取用新鮮淡水量，解決了城市現(xiàn)實(shí)問題。

與其他傳統(tǒng)工藝比較，新型（IBAF）工藝出水水質(zhì)好且穩(wěn)定，節(jié)省施工及運(yùn)行費(fèi)用，耐沖擊負(fù)荷，去除有機(jī)物效率很高，同時還能夠去除總氮和脫磷，出水氨氮可達(dá)到小于0.5mg/l的水平，占地面積小，可和其它傳統(tǒng)工藝組合使用，避免了老廠因技術(shù)改造產(chǎn)生浪費(fèi)。

[1]相會強(qiáng)，劉雪蓮，閆洪山等.固定化微生物-曝氣生物濾池工藝在廢水處理中的應(yīng)用.石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2005，9

[2]魯劍，張勇，侯少沛等.固定化微生物-曝氣生物濾池（IBAF）技術(shù)用于微污染水處理的實(shí)驗(yàn)研究.環(huán)境科學(xué)與管理, 2010,4

[3]郝曉地，邢會娟，仇付國等.提高“未來城市”可持續(xù)性的水與資源綜合管理系統(tǒng).中國給水排水，2011，1

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.09.007