【技术】BFBR立体生态污水处理技术介绍

BFBR技术主要应用于生活污水或类似的有机废水处理，生化处理系统由连续串联的6-12级(具体级数根据进出水水质要求确定)生物反应器组成。通过工程技术措施(包括布设曝气系统、设置人工生物填料、种植挺水植物、配置回流泵及搅拌机等)，创造有利于微生物生长繁殖的良好环境，加速微生物繁殖及新陈代谢生理功能，利用反应池内存有的大量微生物，氧化分解污水中有机物，并将其转化为稳定的无机物，从而实现去除污水中有机物污染物的目的。

BFBR反应池构造原理示意图

BFBR处理系统属典型的全固定生物膜反应器，具有固定生物膜所有优点。BFBR技术的不同点在于，在反应系统植入先进的生态工程技术，通过所嵌入挺水植物，即可利用植物生长去除部分有机物，又可利用植物根系构建生物载体，从而达到减少剩余污泥量和净化污水处理过程所产生的臭味，改善生化单元小气候和景观环境的目的。

工程经验表明，我国可供BFBR技术选用的挺水植物多达一百五十多种，是生态工程技术得以成功使用的坚实基础。

三、植物净化原理

(1)引入植物，构建生态系统

1、通过引入植物，分段分级构建适宜生物生长繁殖的生态系统，使等级较高和生命周期较长的微生物(如轮虫，线虫，熊虫等)可在生物膜上附着生长，提高生物量。研究表明，该生态系统中微生物种类超过三千种，可分解部分难降解的有机物。

2、庞大的植物根系悬浮在反应器内，为高级动物和微生物提供健康的生长栖息地，所形成的生态系统不仅稳定，且非常有活力，在生物有机体自我合成和太阳光能的作用下，最大限度的降解污染物。

3、植物根系有着更高数量级的比表面积，能附着更多的生物量，所形成的生物膜结构疏松，在生物膜内层之间也能够发生质量传递，这些疏松的结构能够为高等猎食性生物提供栖息地。

4、沼生植物(芦苇，莎草及香蒲等等)能够将氧输送到它们的根系，增加生物膜的活性。

5、植物在根部表面可分泌少量有机酸，作为生物膜的食物，这点很重要。因为贫营养阶段，它能帮助细菌存活下来，使污水负荷重置时有大量的细菌保留在系统里，具有更好地灵活性。

(2)引入植物，构建除臭系统

1、BFBR技术通过引入植物，在生化池上部填充除臭填料和种植植物构建内置式立体生态生物除臭系统，对生化池恶臭进行脱臭处理。除臭填料选用多孔硅酸盐材料或多孔陶瓷材料，属填充式微生物脱臭法。植物选用适宜当地气候特点，容易成活，喜温和阳光，能利用污水中氮、磷有机物，根系长，能开花，花期长，气味芳香的植物。

2、反应过程产生的臭味在微正压条件下随曝气空气向上移动，通过植物根系和除臭填料层时，被其上微生物吸附吸收，利用微生物细胞个体小、比表面积大、吸附性强、代谢类型多样的特点，将恶臭物质转化为无毒害的 CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无机物

3、BFBR立体生态除臭技术与传统的生物过滤除臭技术比较，无需建设风机及管道等臭气收集系统，无需配置加湿系统、循环液系统、滤液排放系统，无需控制净化器的温度、酸碱度和营养成分。

4、BFBR技术在生化池上种植植物，在光合作用下吸收CO2,产生O2，同时释放出宜人的香味，使空气更清新。在一定程度上实现了碳减排目的。

四、BFBR技术与其它处理技术的对比

BFBR立体生态污水处理技术在去除有机物、脱氮、除臭、污泥脱水方面具有明显优势，主要包括：

1、硝化反硝化效果好

氨氮去除率大于98%、总氮去除率大于85%，优于国内其他市政生活污水处理技术。工程实例证明，市政污水处理后出水氨氮指标可达到地表水Ⅱ类水质要求。

2、出水水质全面达标

出水水质可全面达到国家地表水Ⅴ类标准，直接作为生态景观补充水或再生用水等，且可根据客户要求，提高标准至地表水类Ⅳ类或Ⅲ类标准，真正实现出水资源化，有效缓解水资源短缺的突出矛盾。

目前已建设完成国内第一个利用生化处理工艺将市政污水处理达到地表水Ⅲ类标准的示范工程。

3、实现污泥源头减量

BFBR技术的生态系统中会出现复杂的多等级食物链，处理污水的细菌被其他生物体捕食，其他生物体又被更高的捕食者捕食。传统活性污泥法剩余污泥产量一般为处理水量的0.8‰，BFBR生态处理技术剩余污泥量为处理水量的0.4‰，是活性污泥法剩余污泥产量的40-50%，可减少污泥处置成本约一半一下，采用BFBR技术，可控制在0.1元，运行成本优势明显。

4、生态景观环境优美

BFBR技术有别于其他污水处理技术设计理念，处理站就像一个充满生机的花园，改变大众对污水处理设施的传统形象，可解决污水处理厂选址困难的难题，提升污水处理厂周边土地的价值，实现人、自然和污水处理厂的和谐。

5、冬季保温效果良好

由于处理系统采用全封闭方式，可大大延缓反应池内热量的散发，可保持污水合适温度，进水本身涵有的热量、反应热和曝气空气涵有热量得到充分利用，可维持较高的污染物去除效率，在北方及南方的冬天其污染物去除效率明显高于其他处理装置。

6、工程投资合理，占地面积较小

生化反应单元生物膜上污泥浓度高，因此构筑物容积小于传统活性污泥法及其他常规处理工艺，节约土建投资，同时也可减少占地面积约10-20%。

7、专业动态模型软件辅助设计

目前针对生物膜法和高标准出水水质，尚无合适的计算软件，公司在现有水处理模型基础上，自行研究开发一套专有的动态模型软件和流态最优化模型软件进行计算和辅助设计。

8、专利填料寿命长易维护

自行开发的专利填料，彻底解决常规填料使用寿命短、脱挂膜困难、安装复杂、检修困难的不足，其具有以下特点：

使用寿命长：设计使用寿命达15年，彻底克服传统固定式填料寿命短的难题。

生物量很大：传统填料生物量3-5公斤，BFBR生物填料的生物量达到14-18公斤。

特殊的结构：立面看为板式结构，从剖面分析为管式或园形、菱形结构，可形成特殊流态。每一串填料有90-100个基本单元组成，每个基本单元在水中均形成立体结构，保证了生物膜在反应池的均布和生物膜量。

永不会堵塞：仿植物根系人工填料，有防止生物膜逐渐形成造成填塞反应区的解决措施;能确保生物量的转移能发生在生物膜更深层上发生，因而可达到更高的处理效果。

维护较简单：采用标准模块设计，不但安装简单劳动强度低，而且容易维护，松开填料在池顶的固定绳，通过简易吊架，即可将生物填料整块吊出。

五、BFBR在市政污水处理厂提标升级改造的优势及特点

1、利用既有生化池，改造无需新增占地

采用BFBR立体生态处理技术提标升级改造，，不需扩建生化池，新增占地面积，彻底解决提标升级工程征地困难。

2、土建工程量小，工程施工周期较短

采用BFBR立体生态处理技术提标升级改造，主要是增加生物填料，土建工程仅需优化现有生化池的分隔等，土建工程量小，施工周期短，可采用分线改造方式，减少对污水处理厂正常连续运行的影响。

3、污泥源头减量，缓解污泥处置困难

采用BFBR立体生态处理技术进行提标升级，脱水污泥产量(污泥含水量相同)可削减40-60%，实现污泥源头减量化，在一定程度上缓解目前脱水污泥处置非常困难的局面。

4、提升出水水质，并提升污水厂景观

采用BFBR立体生态处理技术进行提标升级，可提高生化池保温效果，在冬季水温比其它污水处理工艺高5摄氏度左右，保证了冬季处理效果，且在生化池上部以无土栽培的方式种植挺水植物，不但可实现碳减排，完成生化池除臭，同时可大大提升污水处理厂的景观，改善生化池上方的局部气候环境，实现人与自然环境的和谐统一。

5、改造前后直接成本持平或略有降低

采用BFBR立体生态处理技术进行提标升级，污水厂电耗可持平或降低，污泥外运处置费减少40-60%，随着自控水平的提高，可不增加操作人员，化学除磷费用增加0.04-0.06元/吨污水，故提标改造前后的电费、药剂费、人工费、污泥处置费四项合计的直接运行费用不但不会增加，可保持在持平甚至略有降低。