技术交流 | 一个污水厂的进化史

来源 ：纪莎莎城建水业

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情况介绍

华盛顿地区水环境遭受地区性人口增长以及上游污染的双重压力。城市以及郊区地表径流、农业径流以及污水严重影响了Potomac河、Anacostia河以及切萨皮克湾的水环境健康。Blue Plains Advanced Wastewater treatment plant（后续翻译为：Blue plains 污水处理厂）作为世界上同类污水处理厂中规模最大的一座高级污水处理厂，其依旧是保护当地水环境的最有效措施。除了普通大型污水厂所采用的初级及二级处理外，Blue plains 污水处理厂还采取了许多其他措施以保障当地水环境健康，例如：硝化和反硝化、多种触媒过滤等。目前，该厂平均处理水量为3.84亿加仑/天，其处理峰值可达10亿加仑/天，服务人口超过200万人，服务范围超过725平方英里。

图1 污水处理厂服务范围

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进化历史

此污水处理厂始建于1937年，通过多次的升级改造，以达到增加处理环节及处理量，并更新处理技术的目的。此设施随着环保和可持续能源项目持续扩展，目前用地范围达到153英亩。该厂的运行服务商DC WATER为了确保出水质量符合联邦、州和地方法规要求使用承包及现场实验的方法分析样品，其内部实验室每年进行超过10万次测试。

2015年，DC water 开始采用厌氧消化技术，将一半以上的有机物质从水处理过程转化为甲烷发电，使其成为蓝色平原的新能源。剩下的固体则被加工成符合A类标准的生物质固体，此类固体可以作为土壤改良剂用于花园和农场中。

环境保护是一项持续的承诺。DC WATER的工程师不断更新污水处理技术，并提供实施创新式的解决方案，保证其运用于具体工程实践中。目前，新的大规模环境计划正在进行，投资共计约40亿美元，主要用于增加营养物去除设施（降低处理水中的氮含量，使其＜5.0mg/L）。除此之外，主要是由于磷在一级和二级处理中的捕获，并使其储存在可应于于土壤改良的生物质固体中，这就使P这种有价值的营养物质重新回归土壤。

图2 污水厂演变过程

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处理过程

(1)筛捡和除砂

污水通过区域周围1,800英里的下水道和波托马克拦截器来到Blue plains 污水处理厂，这是一个从杜勒斯机场开始的大型污水渠，沿途连接了马里兰州和弗吉尼亚州郊区的污水。

污水从地下抽出，在厂内处理。一系列格栅装置剔除物体及一些大颗粒物质。砂砾室除去岩石和其他不可降解的颗粒。这些颗粒物质被装载到卡车中运往垃圾填埋场。污水流入下一个处理环节。

b)初沉池

初级处理是在锥形罐中进行，其中固体颗粒沉淀并落到底部，而污水则通过堰向外流出。机械撇渣器将轻质漂浮物如：脂肪，油和油脂（FOG）从顶部清除，随后送到往圾填埋场，初沉污泥经过处理后再利用。

c)二级反应器及沉淀池

二次处理是使用微生物处理有机物质（脂肪，糖，短链碳分子）的生物过程。在Blue plains 污水处理厂，采用活性污泥法实现二次处理。

为了使整个处理过程更加有效，微生物需要氧气和食物。Blue plains 污水处理厂通过曝气的方法提供氧气，污水本身含有的物质（有机物或碳）可为微生物提供食物。微生物通过消耗有机物或碳生长出更多的微生物。添加氧会使二次反应器中的污水起泡，并使微生物产生红褐色的活性外观。这是一个微妙的环境，需要长期不断的监测，以确保健康的微生物菌落。微生物在氧气充足的情况下吸收有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，另一部分则供给自身增值繁衍，增值的微生物从二沉池排出，部分定居微生物，重新引入二级反应器，以维持这一进程。

d) 硝化及反硝化反应

在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程。在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌（反硝化菌）的作用，将NO2-和NO3-中的氮通过一系列中间产物还原成N2。通过以上反应，可以有效减少污水中的氮含量。

e)多媒介过滤消毒

经过上述处理后的水通过世界上最大的砂和无烟煤结合的污水过滤设施。在过滤器进水时，用次氯酸钠进行氯化消毒，在排水前使用硫酸氢钠除去残留的氯。最后经过处理的水的外观与我们日常饮用水相似。

f)污泥浓缩、脱水

初沉池中的污泥采用重力浓缩，二沉池及硝化/反硝化沉淀池里的污泥采用气浮浓缩。最终进入热水解环节的污泥含固率为18%。通过热水解后的污泥进行厌氧消化，产生的沼气通过汽轮机进行发电（产生蒸汽，为热水解提供蒸汽），最终的沼渣成为A级生物质固体，待利用。

图3 污水厂处理流程

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污泥利用

Blue plains 污水处理厂的污泥通过热水解+厌氧消化技术可以进行热电联产，其中上网电量可达10MW。DC WATER原本是当地最大的单体耗电用户，现在通过厌氧消化发电，使其耗电量削减三分之一。除此之外，此过程还可产生A级生物质固体（沼渣），其可使用范围及品质远远高于B级产品。通过此技术，Blue plains 污水处理厂在减少温室气体排放，减少厂区碳足迹方面表现出色。其中，A级生物质固体可被用于以下方面：

造林：提高林木产量提升品质

农业：为每英亩的土地提供价值300美元的碳和营养物质

复垦：恢复矿山的自然状态和提供野生动物栖息地

社区花园：为蔬菜、水果及草本植物提供营养元素

城市修复：与海绵城市结合，通过城市植物种植，减少地表径流

图4 污水厂污泥利用途径

文字采编 / 纪莎莎

编图排版 / 许云骅

校对审核 / 汪胜 唐建国

FCR花园式污水处理技术

原创2017-10-25高一军

题目：FCR花园式污水处理技术

报告人: 奥尼卡水处理技术公司 高一军 （业务发展总监）

主持人：天津创业环保集团股份有限公司李金河总工

高一军：

各位专家，各位同行下午好！非常荣幸可以和大家介绍奥尼卡公司以及我们的FCR技术。FCR的中文意思是食物链反应器，奥尼卡水处理技术公司致力于市政污水处理技术的整体解决方案，这个整体解决方案包括核心工艺FCR的整体方案设计，关键设备的供应选型，项目监理，培训，调试等一系列的全方位的服务，奥尼卡FCR技术的主要特点是运行费用低，占地面积地少，污泥少，美观，易维护。

这张照片这是传统的污水处理厂，我们可以看到非常不美观的生化曝气池，而且这些污水处理厂一般都建设在比较偏远地区，需要配套建设很长管路、很多的泵站把污水收集起来，这些管道可能几十公里甚至上百公里，需要耗费大量的资金，我们的想法是将来的污水处理厂是不是要建到一百万吨或者八十万吨那么大，是不是可以小型化，分散化，建在工厂或者是学校里，或者是社区里并且与所在的环境完全融合。我会在后面提出一个FCR工艺的分布式污水处理站工艺和大家分享。

这四个照片是奥尼卡公司设计的漂亮的污水处理厂的照片，是已经运行的项目，中国河源城南污水厂3万吨/天，氧化沟改造升级项目，目前产水水质达到类地表三，排入东江为香港备用水源，项目已经运行三年。另外一个是贵州安顺污水处理厂，从CASS工艺改造而来，水量为5万吨/天一级A，这个位置距离黄果树瀑布非常近，可以这个设计与当地景区环境完美的融合，贵州安顺目前调试已经结束，今年也会交付，已经开始运行。右上角是匈牙利布达佩斯八万吨的A2O改造FCR工艺。

下一张图片可以看到我们的FCR花园式污水处理厂的广泛的应用领域，学校、工厂、市中心，交通枢纽等等，可以建在任何大家想要建的地方，由于有独特的温室结构，使居民和百姓对这个污水处理厂心里反感程度非常低，所以污水处理厂缓冲区非常小，对周围居民的影响就非常小。

下面这个业绩表是在中国区今年或者明年陆续开工做的项目，目前奥尼卡FCR污水厂的全球业绩已经超过90个，可以看到中国的很多项目正在集中建设，所以现在接下来的两三年之内，这些项目都会投入生产，你会发现越来越多的花园一样污水处理厂出现在您的周围。

下面就是奥尼卡的全球布局情况，公司起源于布达佩斯，有100多人的工程技术团队全球服务，布达佩斯也建有研发中心，针对不同的水质、不同的设备进行创新，不断的对工艺技术进行优化，以适应越来越复杂的水质变化以及更加严格的排放标准。目前公司总部设在美国普林斯顿，新德里和雅加达办事处，之前上海是奥尼卡公司的办事处，为了更好的服务中国市场目前已经注册实体公司，奥尼卡公司在中国发展最快，上海办公室从两三个人到现在近三十人，同时有匈牙利的的工程技术人员来到中国参与本地工程技术调试，我们相信中国的FCR污水处理厂一定会越来越多。

接下来是奥尼卡公司的发展历程，从1998年建立，开始匈牙利国内水处理业务，发展到2007年成为匈牙利最大的水处理工程技术公司，并把部分建造的EPC公司销售给法国威立雅，保留了FCR工艺技术的知识产权，并授权威立雅在法国建造FCR污水处理厂，之后开始全球布局，2012年世界银行对奥尼卡公司进行了全面考核之后，成为奥尼卡公司最大的股东，这是2014年世界银行发给水处理技术组织的一封推荐信。

这是一个改造项目的实际情况，这个是匈牙利布达佩斯南佩斯。这是另外一个实际运行的项目，左边改造之前的样子，右边是改造完的样子。

FCR的主要优势优点第一占地面积小，目前优势主要在于取消二沉池，运行费用平均比传统减少30%，污泥产量比传统工艺下降平均30%。

下面看看奥尼卡公司比较典型的FCR污水厂的设计，这是四万吨污水厂位于广东地区一个项目，构筑物同时结合结合当地风土人情的进行设计，奥尼卡公司设计的污水厂几乎没有一模一样。

奥尼卡工艺的介绍，在传统工艺方案的反应池上加上植物支撑，过道，以及植物。植物的本身并不处理污水，我们是利用它的根系，根系就是一个载体的类型，生物膜法提供一个生物附着地方，因为植物根系大量的比表面积所以附着生物量非常大，FCR反应池大概五米深左右，为了这个池的容积，植入人工载体，植物根系新陈代谢作用使这个池里面微生物种类从八百种上升到三千种，生物质的总量也从3-5公斤上升到8-12公斤。

这是一个载体对比，可以看到植物根系成膜是非常是疏松，右边这个塑料载体成膜就比较薄。根系膜蓬松呈现漂浮状态，利于氧气的渗透传递，而塑料成膜比较薄切致密，因此氧气传递的效率大大降低。

这是一个溶氧效率曲线，横轴的TSS于纵轴溶氧效率α的关系图，MBR的TSS比较高，所以α值最低，FCR的TSS最低，所以α最高，越高氧气传递的利用就越高，需要的空气就越少也就越节约能源，请看下面两张图片对于能量，占地面积的对比。

这是我们统计的各种污水处理工艺在建造成本，运行费用，占地面积，美观程度，气味控制等各个指标的对比图。

下面两个图片是微生物种类在常规6个生化池里的分布情况，横轴就是TSS。大家有机会到广东河源，可以看到那个生化池水比较清。

这是一个典型的紧凑型设计，可以看到左边有鼓风机间，污泥处理间，控制室，泥水分离，生化池等。可以在一个建筑物理安装建造整个污水厂，节约土地，容易巡视，节省土建、公建等。

下面的图片就是这是生物模块安装照片，大家可以看一下基本安装流程。

简单介绍一下分布式污水处理站工艺，叫做奥尼卡VILLA，紧凑，美观，占地小。主要300吨到5000吨，适应于小型村镇污水处理厂，区域河道治理等项目，其特点是一种非常容易建设，容易运行，容易维护，处理效果好，投资费用低，运行费用低，环境友好型的小型化污水处理厂，今年我司接到很多客户类似的咨询项目，因此我公司迅速反应，在7月份隆重推出，这个产品是由几个集成的部分整合而成，包括预处理部分，FCR反应池部分，泥水分离部分等。目前正在和几个地方政府就区域性小城镇建设的污水处理进行沟通交流。

下面是一些案例照片，我们的工艺也可以建设在比较寒冷的地方，温室里面保证5度以上就可以保证植物的存活。

以上就是我汇报的内容，大家有任何项目需要进一步进行交流的，请随时联系我。希望有机会合作，谢谢大家。

来源 ：

微信号：CNWW1985

投稿咨询：022-27835707

广告咨询：022-27835639

发行咨询：022-27835231

投稿邮箱：cnwater@vip.163.com

奥尼卡吴大伟：革命性技术工艺 花园式污水处理厂

来源：慧聪水工业网

展会是企业树立品牌形象、结交商务合作伙伴、寻求终端客户的最佳平台。在环保领域，中国环博会已发展成为亚洲最大规模的环保展会，2017年5月4日-6日，中国环博会在上海新国际博览中心隆重召开。

慧聪水工业网作为行业专业媒体，立足水处理行业，深入前沿，与企业面对面交流，充分体现专业媒体特性，结合行业最新发展趋势，为企业传播尖端技术，让更多人了解水处理企业、技术与品牌。此次展会，慧聪水工业网有幸采访到奥尼卡水处理技术公司总经理吴大伟先生。

奥尼卡水处理技术公司总经理吴大伟先生

吴大伟先生表示，奥尼卡是1998年在欧洲成立的一家污水技术处理公司，主要致力于用生物膜法处理市政污水，技术由过去的FBR（无人造根系）升级到目前的FCR（有人造根系），是一种固定床生物膜法，比传统活性污泥法占地小一半以上，运行成本低10%以上，污泥减量25%以上，是一种环境友好的花园式污水处理厂。

在中国,奥尼卡花园式污水厂已有5万吨、4万吨、3万吨等将近20处业绩，同时,在匈牙利亦有8万吨以下的几十处业绩，于全球已建设99家污水处理厂，五十六家已运营。它颠覆人们对传统污水处理厂认知，不再是一个丑陋散发异味的工业建筑，取而代之的是一种花园式建筑，温室内植物四季常绿，各种花卉争芳斗艳，完全符合国家绿色、环保、可持续发展理念，吴大伟先生相信，花园式污水处理厂在中国的市场前景将非常广阔。

奥尼卡花园式污水处理厂

奥尼卡产品非常集中，就是花园式污水处理厂工艺及核心设备。吴大伟先生表示，这些都是生物学家经多年努力，并成功研发的革命性的替代A2/O工艺的技术。

现在市政污水处理技术仍采用已快有100年历史的A2/O工艺，当占地受到限制时也可采用占地相对较少的技术如MBBR、BAF、MBR等技术，但由于投资过高或是运行不太稳定或是运行成本过高等因素并没有得到很好发展，因此，市场上仍是以A2/O为主，占到污水处理厂80%以上。但，A2/O工艺在提标改造包括扩建过程中，在遇到用地限制和环境要求时，就无法满足需要，还会因若环境、气味等达不到要求，会受到当地居民抵触。

吴大伟先生表示，奥尼卡技术可以很好的满足以上要求，在不增加占地的情况下，污水处理厂提标改造能从一级B达到一级A或地表四，地表三；或是在标准不变的情况下，在原有占地的面积上，把产能提高1倍甚至2倍，同时又做到环境友好，不产生气味；而且目前在国际和国内没有类似厂家提供同样技术，是一个独特且非常有竞争力的技术，因此，奥尼卡在众多竞争者当中脱颖而出。

中国水务市场正在快速发展，奥尼卡未来将进一步深入研究，让该生物技术得到不断完善和发展，并将大力推广与各BOT、包括市政部门合作，助力中国污水处理厂提标改造，达到花园式污水处理厂的效果。

奥尼卡水处理技术公司总经理吴大伟先生

奥尼卡花园式污水处理厂项目 理念与技术的一次革新

来源：慧聪水工业网

随着城镇化，都市化的不断深入发展，对城市污水处理能力的的需求不断增加。新增的污水厂尤其是城区内的污水厂提标改造和扩能，导致了用地紧张，环境恶化，居民投诉频发。为避免上述问题而采用地埋式污水处理设施又存在投资运营成本过大等诸多挑战，奥尼卡水处理公司以解决上述问题为己任，提出建立可与当地景观融为一体的花园式污水厂理念——以自然生态的方式提供了高效的污水处理方法。跟其它方式相比更加节约用地，减少能耗，控制气味并与现代都市生活和谐相融。奥尼卡已在全球已建立运行了近80家污水处理厂，充分证明了该技术的突破性优势。

奥尼卡技术

在过去20年里，奥尼卡水处理公司成功开发出一套独一无二的污水生物处理技术：FCR（Food-ChainReactor–食物链反应器），利用多种天然的和人工设计的载体介质为处理污水的各种微生物群落提供稳定生活环境。奥尼卡FCR是在IFAS（IntegratedFixedBedActivatedSludge）综合固定膜活性污泥技术基础上发展出来的最新技术，占地更少，能耗更低。该工艺包括了预处理、生物处理、固液分离等工艺段，根据出水要求标准不同可加设深度处理。所有工艺段都布置在一个紧凑的单一结构体里，可实现良好的气味控制。

跟传统的生物处理技术例如活性污泥法或者MBBR不同，奥尼卡技术创造的微生物膜种群数量和多样性都更高，可达3000多种。稳定丰富生态环境使得生物膜的形成更具稳固性，提高了营养物的去除效率。

完整的系统，包括了预处理、生物处理、固液分离和可供选择的深度处理，把水质提高到回用标准。所有工艺段都可布置在一个设计紧凑而外形美观的结构体内。

封闭式设计

建材可以为玻璃、薄膜或者美观的遮阳棚结构形成的温室，目的都是区隔室内外的环境。

预处理

基于进水水质，去除进水中的大型固体杂质。

串联式反应器

一系列串联式的反应器，让流过的污水在不同的生态环境中得到最高效的净化。

固液分离

生化池产生的低浓度TSS使得我们可以使用盘式过滤器代替占地巨大的二沉池完成悬浮固体的最终去除。

人造根系

人造根系是奥尼卡解决方案的基本单元。成千上万种微生物在这个天然和人工合成的根系结构中形成优质的生物膜，以低能耗高效率的方式净化污水中的污染物。

水生植物

这些植物根系提供了理想的固定生物膜载体和微生物的多样性，另外它们创造了独一无二的美学观感，形成了花园式污水处理厂，植物易于维护。

微孔曝气

为生物系统提供先进的低能耗的氧气供应。

最终处理

根据当地法规标准对出水进行进一步净化和消毒。

独一无二的观感

与传统污水厂的丑陋外形不同，奥尼卡的解决方案不仅无臭无味，而且外形美观，大大改善了周围的环境。其绿色环保和可持续发展的设计理念为选址靠近污染源提供了技术保障，也使污水回用变得经济可行。奥尼卡解决方案从规模和性能上都充满灵活性，所以它也非常适合污水处理厂的升级改造工程。

奥尼卡带来的利益

奥尼卡解决方案保证:

·更好的处理效果和出水水质，可达类地表四类；

·不会影响附近房地产的价值且环境友好；

·水厂外形美观而且无臭无味;

·能耗更低，比活性污泥法降低电耗15%以上；

·占地小，比活性污泥法降低一半以上；

·运行成本更低，比活性污泥法降低10%以上；

奥尼卡解决方案从规模和性能上都充满灵活性，所以它既适用于新建项目，也适用于污水厂的提标改造。

新华社：做必要之事，尽可能之事，成不可能之事。

Start by doing what's necessary, then what's possible, and eventually you can achieve the impossible.