北京大兴国际机场污水处理厂污水处理工艺剖析

摘要：根据对污水处理要求的分析,大兴机场污水处理厂经对比选,采用了生物处理与膜生物反应器(MBR)工艺相结合的新型水处理技术,可有效去除污水中的污染物,处理后的出水可达到城市杂用、景观环境用水要求。因此，文章就北京大兴国际机场污水处理厂的污水处理工艺进行了分析和探讨。

1 引言

北京大兴国际机场是国家“十二五”“十三五”规划重点建设项目。作为国家重大标志性工程，大兴机场全面贯彻新发展理念，将绿色机场建设作为打造“精品工程、样板工程”的重要举措，做好污水处理和水资源深度利用是大兴机场绿色建设的重要内容之一。

2 污水处理厂概况

2.1 建设规模

大兴机场本期按2020年旅客吞吐量4500万人次估算平均日污水量约为1.65万m3/d，最高日最高时污水量为958m3/h（约合2.3万m3/d）；近期按2025年旅客吞吐量7200万人次估算平均日污水量约为2.4万m3/d，最高日最高时污水量为1417m3/h（约合3.4万m3/d）。考虑到大兴机场周边无市政污水处理厂，规划在机场西北角自建一座污水处理厂，集中处理场内各区域的污水，处理后的出水水质需达到再生水水质标准，供场内再生水系统使用。

2.2 处理程度

大兴机场污水处理厂设计进水水质综合参考首都机场等类似机场工程的实测水质，按照环评报告批复要求，出水水质须满足北京市地标B标准，同时，应符合城市杂用及景观环境用水要求以及冷却塔补水、冲厕、车辆清洗等大兴机场再生水利用的要求。从设计进出水水质对比分析来看，需要处理的主要为CODcr、BOD5、SS、NH3-N、TP 等，处理程度均超过95%。

3 污水处理工艺方案

3.1 工艺的功能要求

根据上述进、出水水质及处理程度要求，大兴机场污水处理厂所选工艺应主要去除污水中的有机物、悬浮物以及氨氮，并同时具有除磷的功能。另外，产生的污泥也需要经过适当地处理。

3.2 生物处理的可行性

生物法是常用的污水处理工艺。能否采用生物法进行污水处理，主要取决于进水水质中可被微生物降解的有机物含量高低，判断是否可同步去除水中有机物、氨氮和总磷，主要依赖于生物处理过程中微生物自身所需营养是否能实现平衡。可通过以下几个主要指标来进行判断。

3.2.1 BOD5/CODcr

BOD5和CODcr 是污水生物处理工程中常用的两个水质指标，用BOD5/COD 值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法。本工程进水水质BOD5/CODcr=0.5，可生化性好。

3.2.2 BOD5/TN

该指标是判断生物脱氮适用性的主要指标。在不投加外来炭源条件下，污水中须有足够的有机物才可保证反硝化的顺利进行。本工程BOD5/TN=5，污水中有足够的炭源可供反硝化菌利用，所以适用生物法脱氮。

3.2.3 BOD5/TP

有机基质的不同对除磷有影响，一般低分子易降解的有机物诱导磷释放的能力较强，高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。本工程BOD5/TP=35.7，BOD5负荷较高，适用生物除磷工艺。

3.3 深度处理技术

深度处理的目的是实现水的循环再利用，传统的强化二级生物处理技术方案是以除磷脱氮为重点。目前，随着微滤、反渗透、膜生物反应器等技术的发展，逐步形成与传统生物处理技术相结合的方法，从而实现进一步去除二级出水中的有机物，并达到杀菌、脱色、除味的功能。

4 处理工艺路线选择

4.1 生物处理工艺路线

就本工程的处理规模、进水水质以及处理要求而言，其生化处理系统的选择范围应主要是活性污泥法这一类较为常规且成熟的工艺。活性污泥法有多种处理工艺：氧化沟工艺、A2/O除磷脱氮工艺、SBR 工艺等是城市污水处理厂常用的工艺。随着工艺的发展和不断改进，形成了A2/O工艺、改良A2/O、倒置A2/O工艺、UCT工艺、改良UCT 工艺、ICEAS工艺、CAST工艺、ORBAL氧化沟工艺、CARROUSEL-2000氧化沟工艺等。根据进出水水质，本工程的主要功能为去除污水中的悬浮物、有机污染物和总氮、总磷，上述工艺多数都适用。

4.2 深度处理工艺路线

由于大小机场的出水水质标准要求高，为满足中水回用要求，还需进行深度处理。污水再生利用常用的工艺有：混凝＋沉淀（澄清）＋过滤＋消毒工艺、微絮凝活性砂过滤＋消毒工艺、生物滤池＋过滤＋消毒工艺、膜过滤＋消毒工艺等。经对比，本工程决定选用膜过滤＋消毒工艺。膜是一种具有特殊选择性分离功能的无机或高分子材料，它能把流体分隔成不相通的两个部分，使其中的一种或几种物质能透过，而将其它物质分离出来，其对SS 和胶体类物质具有绝对分离作用，对于大分子有机物也有一定的分离作用。针对本工程出水水质要求高的特点，膜处理工艺的处理效果要远远优于其它再生水处理工艺，其出水的水质高而且稳定。

4.3 处理工艺路线选择

大兴机场污水处理厂相对于城市集中污水处理厂来讲，有以下特点：一是污水处理规模相对较小；二是出水水质要求高；三是污水量昼夜有差距。为此，选择的工艺路线应具有较强耐负荷变化冲击的能力，同时，根据管理的需要，工艺需要具有较高的自动化水平。参考首都机场目前的污水处理厂工艺以及实际运行状况，集合大兴机场特点，本次选用结合A2/O 工艺和膜过滤技术的MBR（膜生物反应器）工艺作为污水处理工艺。

污水处理厂工艺流程如图1 所示。

膜生物反应器（MBR）是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺。膜生物反应器主要由膜组件和膜生物反应器两部分构成。由于膜的固液分离能力强，充分利用膜的强大的固液分离能力，生物反应器内的污泥浓度可以达到常规活性污泥法的2倍左右，生物处理系统和膜分离组件的有机组合，不仅提高了系统的出水水质和运行的稳定程度，还延长了难降解大分子物质在生物反应器中的水力停留时间，提高了系统对难降解物质的去除效果。同时，针对污泥，拟经浓缩脱水后直接外运，除臭则采用生物过滤除臭法。

5 处理工艺特点分析

根据大兴机场污水处理需求和进出水质特点，经对比分析，采用了A2/O工艺和MBR 工艺，本工艺适合大兴机场污水处理和可再生利用需要，相较于传统工艺，具有以下优点：可省去沉淀池及常规的深度处理设施；生物曝气池中可维持很高的活性污泥浓度，从而缩小了曝气池的容积，膜池取代沉淀池悬浮物与液体分离和颗粒滤料滤池的功能，占地面积较常规工艺大大缩小；脱氮效果好，有机物去除率高；固液分离率高、耐冲击负荷；出水水质高、稳定，对病原体有很好的去除效果；工艺流程自动化程度高；模块式安装，建设速度快，达到了设计目标。