生活污水處理工藝分析 / 2017年村鎮污水處理市場情況解析

生活污水處理工藝分析

A/O工藝

A/O工藝是以活性污泥作為生物載體，通過風機供氧曝氣的作用使污水達到充氧的目的。A池內設機械攪拌，從O池回流至A池，在A池進行反硝化反應，將大部分硝酸鹽氮

還原成氮氣，并通過攪拌使氮氣從廢水中溢出，達到去除氨氮的目的；A池出水至O池，O池內設鼓風曝氣，去除大部分有機污染物，并將進水中的大部分氨氮轉化成硝酸鹽氮；可以根據廢水的需要，調整O段池中的活性污泥濃度，通過活性污泥中的菌膠團，吸附、氧化并分解廢水中的有機物；有機物、氨氮去除率高。

由于沒有獨立的污泥回流系統，從而不能培養出具有獨特功能的污泥，難降解物質的降解率較低；若要提高脫氮效率，必須加大內循環比，因而加大了運行費用，另外，內循環液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90％�？偠�言之，此工藝土建及運行成本較大，占地較多，且后續的維護、管理復雜。

生物轉盤

生物轉盤工藝是生物膜法污水生物處理技術的一種，是在生物濾池基礎上發展起來的一種高效、經濟的污水生物處理設備，這種處理法使細菌和菌類的微生物、原生動物一類的微型動物在生物轉盤填料載體上生長繁育，形成膜狀生物性污泥--生物膜。污水經調節池初級處理后與生物膜接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機污染物作為營養，使污水得到凈化。

與常規生物處理工藝相比使用生物轉盤工藝有如下特征：

1 節能，系統的水頭損失小，能耗省，降低了運行費用；

2 生物量多，凈化率高，適應性強，出水水質較好；

3 生物膜上生物的食物鏈長，污泥產量少；

4 維護管理簡單，功能穩定可靠，無噪音，無灰蠅；

5 占地面積較小，顛覆了原有生物轉盤占地面積大的缺點；

水處理工藝的選擇直接關系到水處理工程建設投資、運行成本的高低，產出水水質的好壞、運行管理是否方便可靠。本項目工藝的選擇宗旨是：借鑒我公司已完成同類水處理項目的經驗，以及對其它相關同類行業水處理工藝的考察、總結，結合現有水處理工藝最新進展，采用投資省，占地少，有利于長期運行管理的工藝。

膜--生物反應器（MBR）

在污水處理，水資源再利用領域，MBR又稱膜生物反應器（Membrane Bio-Reactor），是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。根據膜組件和生物反應器的組合方式，可將膜--生物反應器分為分置式、一體式以及復合式三種基本類型。

膜--生物反應器在一個處理構筑物內可以完成生物降解和固液分離功能，生物反應區的混合液固體濃度較高，其主要優點：出水水質優質穩定，剩余污泥產量少，可去除氨氮及難降解有機物，占地面積小，不受設置場合限制。

然而膜--生物反應器也存在一些明顯不足。主要表現在：

1 膜組件通常需采用國外進口，造價高，使MBR工藝的基建投資高于傳統污水處理工藝；

2 膜污染容易出現，造成膜壽命的縮短，且清洗膜件操作復雜，對維護人員要求較高，給管理工作帶來不便；膜組件需要3-4年更換一次，更換膜組件的投資較高。

3 能耗高，MBR處理工藝的噸水運行成本遠高于其他工藝。

諸多原因，膜--生物反應器污水處理法并不是本工程最佳的工藝選擇。

常規活性污泥法

常規活性污泥法在大型污水處理中使用廣泛，活性污泥處理系統有效運行的基本條件和特點是：

1 廢水中應有足夠的可溶性易降解物質，作為微生物生理活動必須的營養物，一般活性污泥法必須定期投加一定配比的營養物質，這樣增加了運行費用和管理難度；

2 混合液必須含有足夠的溶解氧，活性污泥池長有好氧原生動物，氧的需求量較大；

3 活性污泥在池內呈懸浮狀態，能充分與水接觸和混合；

4 活性污泥生長周期長，對溫度、水質和水量的聚變適應能力差；

5 活性污泥法處理負荷較低，造成設施的體積增大，土建投資也相應增加。

因為以上的必要條件和特點，活性污泥法運行管理比較專業，另外活性污泥法處理負荷低，易產生污泥膨脹，不易控制管理，故近年來在小型污水處理站中的使用越來越少。

SBR法

SBR法即序批式活性污泥法，是近年發展起來的一種較為先進的活性污泥處理法，該處理工藝集曝氣池、沉淀池為一體，連續進水，間歇曝氣，停氣時污水沉淀，撇除上清液，成為一個周期，周而復始。SBR法不設沉淀池，無污泥回流設備，但SBR法為間歇運行，需設多個處理單元，進水和曝氣相互切換，造成控制較為復雜。SBR工藝對自動化控制要求很高，并需要大量的電控閥門和機械潷水器，稍有故障將不能運行。為了保證溢流率，SBR法對潷水器設備制造要求高，制作時必須精益求精，否則極易造成最終出水水質不達標。國內目前還沒有質量較好的潷水設備，進口設備采購麻煩，且價格昂貴，同時今后維修費用也高。SBR法池內污泥濃度由濃度儀測定以便控制排出多余污泥量，目前國內濃度儀質量尚不過硬，造成污泥排放控制較困難。由于一池有多種功能，相關設備不得已而閑置，曝氣頭的數量和鼓風機的能力必須稍大，因而增加了投資成本和運行費用。此外，SBR屬于變水位運行，電耗增大，也增加了運行費用，其脫氮除磷效率不太高，而且污泥穩定性也不是很好，因此SBR不是本工程最佳的工藝選擇。

DY-MBBR一體化技術介紹

“MBBR一體化技術”是達云環境與中國工程物理研究院、國家城市污水處理及資源化工程技術研究中心、西南科技大學合作，自主研發的“MBBR技術”，其徹底解決出水氮、磷不能達標等問題。

（一）技術原理

    MBBR是流化床生物膜反應器（Moving Bed Biofilm Reactor）的簡稱，該工藝兼具傳統流化床和生物接觸氧化兩者的優點，運行穩定可靠，抗沖擊負荷能力強，脫氮效果好，是一種經濟高效的污水處理工藝。目前，國外應用較多。具有生化系統啟動快、脫氮除磷效果好、剩余活性污泥少、投資運行費用低的特點。

（1）污水污泥同步處理（剩余活性污泥少）

MBBR一體化技術在實現污水處理回用的同時，實現了有機污泥的大幅度減量，剩余活性污泥少，成功助力解決剩余污泥處置難題。

F/M比是影響污泥增值的重要因素，低F/M將使得生化系統中污泥處于高度內源呼吸相，進入系統有機基質最終被內源呼吸而代謝成為二氧化碳、水及少量無機鹽。

新增有機物在活性菌的作用下一部分被分解為小分子有機物，繼而被氧化分解為CO2、H2O等無機物；另一部分被合成為細胞。在低污泥負荷條件下，該細胞作為營養物在活性菌作用下一部分又被分解為小分子有機物，繼而又被氧化分解為CO2、H2O等無機物；另一部分又被合成為新細胞。依此類推，在低污泥負荷條件下，該新細胞又作為營養物在活性菌的作用下繼續作分解與合成的代謝，直至細胞最后全部代謝為CO2、H2O等無機物。從整個分解、合成代謝的過程來看，有機物已被徹底代謝，系統內有機污泥沒有富集增長。

在MBBR工藝過程中，部分COD被轉化為新的活性污泥，同時部分老化污泥被消化和礦化，實現了污泥的自動消化和降解平衡，減小有機性污泥排放。

當系統內新增細胞等于代謝速率時，有機污泥零增長。實踐證明當污泥自身消化與增殖達到動態平衡時，系統內的污泥負荷基本維持在0.072kg（COD）/kg（MLSS·d）。進水有機污染物濃度高，新增細胞多，代謝速率高，MLVSS升高；反之，進水有機污染物濃度低，新增細胞少，代謝速率低，MLVSS降低。由于膜生物反應器能夠將細菌截留下來，污泥濃度隨進水濃度可以在比較寬的范圍內波動，確保系統能在0.072kg（COD）/kg（MLSS·d）這個污泥負荷下運行，實現有機剩余污泥減量排放。且通過不排泥或微排泥方式的運行，可以維持較長污泥齡，抑制了絲狀菌的增殖，解決了的污泥膨脹問題。

（2）同步脫氮（同步硝化反硝化）

由于MBBR移動膜的存在，當使溶解氧控制在合適濃度時，由于活性污泥絮體尺寸或生物膜厚度的變化，使其可以形成表面DO高，內層DO低的一個濃度梯度，進而形成不同的溶解氧條件，進而給同步硝化反硝化創造必要的條件，使其在同一個反應器內同時發生成為可能。同步硝化反硝化可大大減少反應時間和反應器的容積，提高氨氮總氮去除效果。

（二）MBBR技術工藝流程

（1）處理工藝中，污水通過粗/細格柵去除污水中大塊懸浮物固體后流入調節池；

（2）污水在調節池中進行均質、均量處理；

（3）通過提升泵將調節池中污水送入MBBR一體化設備中，進行生化處理，并經紫外線消毒后達標排放；

（4）系統產生的污泥排入污泥池，濃縮后污泥定期外運處理，上清液回流至調節池。

（三）工藝特點

Ø 占地面積小，基礎設施配套簡單；

Ø 集中與分散處理相結合，節省管網投資；

Ø 遠程監控及自動化設計，運營維護成本低；

Ø 模塊化組裝設計，安裝、運輸、升級高效；

Ø 針對甘肅地區溫度低的特點，設備在生產過程中考慮到保溫措施；

Ø 封閉式設計，防止氣味揮發，杜絕二次污染；

Ø 專業化外觀設計，與周圍環境相融合。

（四）裝備化優勢

與現有污水處理廠及其他一體化污水處理設備相比，MBBR一體化污水處理裝置具有以下獨特優勢：

（1）最優工藝設計，其設計水量不留余量，只需預留后期建設用地；

（2）建設選點可集中也可分散，大大減少污水主管網及中間泵站的建設，大幅度降低基建投資。

（3）一體化結構設計，污水站土建工程量少，投資少；

（4）全自動化設計，維護管理技術低，員工人數少，勞動強度低；

（5）采用變頻設備，模塊化組裝，抗風險能力強，能耗低；

（6）采用復合式工藝，脫氮除磷效率高，出水中N、P指標穩定正常；

（7）反應器中微生物處在內源呼吸區，剩余污泥的產生量很少，濃度大，可直接進行脫水，大大節省了污泥處理的費用；

   因此，DY-MBBR一體化設備在農村生活污水處理中是很有優勢的。

2017村鎮污水處理市場情況解析

來源： 中國水網

導讀： 2017年，在生態文明、建設美麗鄉村等政策的指導下，村鎮污水治理受到了國家層面的高度重視。本次匯報將從三個緯度、兩大板塊，分別是需求側，交易側，供給側三個維度，鄉鎮和村兩大板塊進行2017年村鎮污水處理市場解析。

    2017（第三屆）環境施治論壇在福建福州舉行。論壇中，E20研究院產業研究部經理井媛媛針對村鎮污水政策與市場進行了解析。

2016年，E20研究院首次發布了《村鎮污水處理市場分析報告》，從政策、市場、技術、商業模式、競爭格局五大維度解析村鎮污水領域，認為村鎮污水處理行業正在“百慕大”中前行。2017年，在生態文明、建設美麗鄉村等政策的指導下，村鎮污水治理受到了國家層面的高度重視。本次匯報將從三個緯度、兩大板塊，分別是需求側，交易側，供給側三個維度，鄉鎮和村兩大板塊進行2017年村鎮污水處理市場解析。

需求側

井媛媛主要從政策和市場兩個層面展開論述。

政策層面上，政策是釋放村鎮污水市場的源動力。與2016年相比，目前政策發展總方向與2016年保持一致，主要方向為建設美麗鄉村、城鄉環境公共服務均等化、全國農村環境連片整治，根本目標仍為改善農村環境質量。

在具體的政策變化方面，井媛媛從四個點展開說明。

污水處理率方面，“十二五”規劃要求建制鎮污水處理率達到30%，“十三五”規劃將比例提高至70%，提高了兩倍以上，且提出在京津冀、長三角、珠三角等區域提前一年完成，因此該區域的市場釋放要快于其他區域。另外，據E20研究院統計，目前城市、縣城的處理率已超過90%，但建制鎮為30%，村污水處理率不足20%，未來的污水處理主戰場將從城市向村鎮轉移。

環境綜合整治方面，“十二五”規劃要求新增完成6萬個環境綜合整治的建制村，“十三五”規劃提高至13萬個。重點整治范圍方面，“十二五”規劃主要針對重點河流沿岸以及部分特區，“十三五”規劃優先整治南水北調東線中線水源地及其輸水沿線、京津冀和長江經濟帶三大區域，涉及880個縣（市、區），8.14萬個建制村，約占全國市場的58%。

執行措施方面，“十三五”規劃鼓勵在農村生活垃圾和污水處理領域采取 PPP 模式，完善商業模式，并且要求將項目成效評估考核的權利由地方上收到中央，表明了整治力度與決心。

此外，在村鎮污水治理標準方面，大部分項目仍采用《城鎮污水處理廠污染物排放標準》，據E20數據中心數據顯示，村鎮小集中項目采用該標準的比例為96%，村鎮分散式項目采用該標準的比例為73%。但是，村鎮與城市在水質水量和經濟技術上都有很大差距，污水處理工藝也有很大差別，強行要求農村污水執行城鎮排放標準，對村鎮是一項沉重的負擔。

市場層面上，井媛媛從以下幾點進行解析。

首先，排水占總建設投入比例基本不變，污水占比明顯增加，表明在村鎮建設方面對污水治理的重視。

其次，鄉鎮生活污水的處理比例明顯高于村，2016年，鄉鎮生活污水進行處理的比例為18.8%，同期，村的處理比例為12.8%，高6個百分點，且處理比例增速亦快于村。

第三，村鎮污水處理廠總能力高于處理裝置總能力，據E20研究院數據顯示，2016年村鎮污水廠處理總能力為1527萬立方米/日，處理裝置總能力為1315萬立方米/日。但村鎮污水處理裝置能力增速略高于污水廠。井媛媛在此處提到，村鎮污水治理，污水廠和處理裝置的選擇應因地制宜，適合的才是最好的。

最后，目前村鎮污水處理廠存在“建而不能用”的情況，其原因與排水管網增速與處理能力增速不匹配有關。據悉，排水管網與污水廠的建設投資為3：1， 管網的建設對村鎮污水治理投資是一個不小的壓力。

綜合以上市場現狀分析，井媛媛指出，據E20研究院測算， “十三五”期間 村鎮污水市場空間超1400億元。

交易側

交易側上，通過E20數據中心數據庫對村鎮項目的不完全統計，村鎮小集中以生物膜法為主，分散式技術中人工濕地凸顯。但同時指出村鎮的污水處理，在技術上仍存在爭議，技術的選擇應根據具體情況具體分析。

商業模式方面，村鎮小集中采用政府不建設不運營的比例最高，即BOT模式，占比達到48.1%；村鎮分散式采用政府建設不運營模式，即EPC+O，占比達63.51%。未來在政策的推動下，PPP模式是村鎮治理的發展方向。

在PPP項目分析，井媛媛指出，目前財政部PPP入庫項目落地率為31.6%，環保類項目落地率為15%，村鎮污水項目落地率為16.1%，略高于環保項目。投資回報率在6%-10%之間，未來在村鎮環境綜合治理趨勢下，在規模優勢等條件下，回報率或會有所提高。

但不容樂觀的是，村鎮項目前也面臨一些挑戰，主要是資金供給不足、項目模式設計、項目機制設計等問題。

供給側

在供給側層面，井媛媛表示，E20在《面向未來五年的戰略地圖》中將環境企業分為ABCD四大方陣，四大方陣企業都有直接或間接的參與到村鎮污水治理項目中。村鎮污水治理供給方未來將形成兩大交易界面，第一交易界面是政府和AB及部分C類企業，第二交易界面為投資運營服務商和工程建設方及設備材料提供商。

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