隨著水資源短缺問題日益嚴峻，污水再生回用成為解決供需矛盾的重要途徑。本文將系統闡述Bardenpho-臭氧催化氧化-雙膜法組合工藝的技術原理、工程應用優勢以及實際運行效能，為再生水處理提供創新解決方案。該工藝通過生物脫氮、高級氧化與膜分離技術的有機結合，實現了污染物高效去除與鹽分深度削減的雙重目標，具有出水水質優、運行成本低、系統穩定性高等顯著特點。山東某經濟開發區污水處理廠的實踐表明，該組合工藝可將一級A標準出水提標至地表水準Ⅳ類水質，再經雙膜法處理后滿足企業回用要求，為工業園區水資源循環利用提供了可靠的技術路徑。

工藝原理與技術組成

Bardenpho-臭氧催化氧化-雙膜法組合工藝是一種集生物脫氮、高級氧化和膜分離技術于一體的再生水處理系統，其核心在于三種技術的協同與互補。Bardenpho工藝作為生物處理單元，采用五段式設計（厭氧/一級缺氧/一級好氧/二級缺氧/二級好氧），通過兩級A/O串聯顯著提升脫氮效率。與傳統A2O工藝相比，其獨特之處在于第二缺氧池可利用內源碳源進行深度反硝化，使總氮去除率從70%提升至90-95%。山東某污水廠改造案例中，各分區停留時間優化為厭氧1.85h、一級缺氧3.7h、一級好氧11.68h、二級缺氧2.66h、二級好氧2.66h，在總停留時間不變的條件下實現了出水TN≤10mg/L的嚴苛標準。

臭氧催化氧化單元是難降解有機物去除的關鍵環節。該技術通過均相催化機制（金屬離子促進臭氧分解產生·OH）和非均相催化作用，大幅提高氧化效率。實際工程中將普通臭氧接觸池改造為催化氧化池，采用高效溶氣裝置和射流曝氣技術，使臭氧投加量從25mg/L降至20mg/L，而出水COD反而從30mg/L以上穩定降至30mg/L以下。催化氧化不僅破解了難降解有機物，還改善了后續膜處理單元的運行條件，有效緩解膜污染問題。

雙膜法（超濾UF+反滲透RO）作為深度處理屏障，承擔著鹽分去除和水質凈化的最終使命。超濾采用孔徑0.02μm的PVDF中空纖維膜，以死端過濾模式運行，可去除絕大部分懸浮物和膠體；反滲透則選用卷式芳香聚酰胺復合膜，脫鹽率高達99%。山東某再生水工程數據顯示，雙膜系統使TDS從4000mg/L降至57mg/L，電導率從6240μS/cm降至77μS/cm，硬度完全未檢出，出水水質遠超《城市污水再生利用工業用水水質》標準。

工程設計與運行優化

在工藝設計方面，該組合技術強調單元協同與參數匹配。山東省某縣經濟開發區污水處理廠的提標改造工程頗具代表性，其設計規模4.5×10?m3/d，分兩期建設。二期工程將原A2O工藝改造為五段Bardenpho，同時保留一期出水作為再生水源，通過分質處理實現水資源梯級利用。工程設計中最具創新性的在于臭氧催化氧化池的結構優化——保留原池體外壁，重做內部隔墻，新增高效溶氣裝置、二次混合設備和均相催化反應器，在60分鐘反應時間內完成有機物深度氧化。

運行參數調控是保證處理效果的核心。Bardenpho系統維持MLSS在3500mg/L，污泥齡21天，通過低速潛水推進器（5.5kW，460r/min）強化混合效果。臭氧催化氧化單元控制DO在2-3mg/L，ORP在200-300mV范圍，既保證催化效率又避免臭氧浪費。膜系統運行采用"2用1備"模式，超濾通量保持28LMH，反滲透操作壓力2.1MPa，通過變頻調節實現能耗優化。值得注意的是，該廠通過智能控制系統實時監測各池液位、ORP、pH等參數，實現全流程自動化運行，大幅降低了人工干預需求。

針對水質波動的應對策略體現工藝韌性。當進水碳氮比偏低時，Bardenpho系統投加乙酸鈉作為外碳源，確保反硝化充分進行；對于工業廢水占比高的時段，前置渦凹氣浮和水解酸化工藝可有效去除油脂并提高可生化性。膜系統則通過化學清洗周期調整應對污染負荷變化——超濾采用次氯酸鈉+檸檬酸交替清洗，反滲透使用專用阻垢劑，使膜壽命延長30%以上。

技術經濟性與環境效益

Bardenpho-臭氧催化氧化-雙膜法組合工藝在處理效能上表現卓越。實際運行數據顯示，該系統出水COD穩定在20-30mg/L，TN≤10mg/L，NH??-N≤1mg/L，TP≤0.3mg/L，主要指標達到地表水準Ⅳ類標準；經雙膜處理后，再生水TDS≤57mg/L，電導率≤77μS/cm，濁度≤1NTU，完全滿足電子、制藥等高要求行業的回用標準。與傳統工藝相比，其突出優勢在于對特征污染物的廣譜去除——不僅對常規污染物有極高去除率，對 endocrine disruptors（內分泌干擾物）和PPCPs（藥物及個人護理品）等新興污染物的去除率也超過90%。

從經濟運行角度考量，該組合工藝展現出顯著優勢。提標改造增量成本僅0.6元/m3，再生水處理全成本為2.0元/m3，遠低于當地5.3元/m3的非居民自來水價。成本優勢主要來源于三個方面：臭氧催化氧化減少臭氧用量20%，能耗降低；Bardenpho工藝提高內源反硝化比例，碳源消耗減少40%；雙膜系統的高回收率（UF>90%，RO>75%）減小了濃水處理壓力。與MBR工藝相比，該組合工藝單位經營成本可降低0.35元/m3，且膜更換頻率更低。

環境可持續性是該工藝的另一亮點。與傳統芬頓氧化相比，臭氧催化氧化不產生鐵污泥危廢，污泥產量減少30%；Bardenpho工藝通過延長污泥齡（21天）和優化曝氣，使剩余污泥量減少15%；雙膜法實現水資源的高品質回用，使園區水重復利用率從20%提升至60%以上。據測算，該工藝每處理1萬噸水可減少CO?排放2.1噸，契合"雙碳"戰略目標。

應用前景與挑戰

Bardenpho-臭氧催化氧化-雙膜法組合工藝在工業園區再生水回用領域具有廣闊前景。隨著《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的日趨嚴格，特別是對TN、TDS等指標的嚴控，該工藝可有效解決常規處理難以達標的難題。山東案例的成功實踐表明，該技術特別適合水質復雜、回用要求高的場景，如電子、制藥、化工等行業的供水系統。蘇州某印染園區采用類似工藝后，處理成本從3.68元/m3降至1.96元/m3，出水穩定達到準Ⅳ類標準，印證了技術的普適性。

工藝耦合創新是未來發展方向。深井曝氣Bardenpho工藝通過100-150m深井實現高壓溶氧（氧利用率達90%），可進一步降低能耗；與電化學氧化耦合可增強難降解有機物去除；智能加藥系統和膜污染預測模型將提升運行精確度。此外，催化氧化材料的革新（如納米催化劑、石墨烯復合催化劑）有望將臭氧利用率提高30%以上，進一步降低運行成本。

該工藝面臨的技術挑戰也不容忽視。高鹽廢水對生物系統的抑制需要強化預處理；膜濃縮液處理要求更嚴格的管控措施；復雜工業廢水可能導致催化劑中毒，需開發抗污染催化材料。此外，高達6483萬元的投資成本（山東案例）對中小水廠構成壓力，未來需通過模塊化設計和設備國產化降低初始投資。隨著技術進步和規模效應顯現，Bardenpho-臭氧催化氧化-雙膜法組合工藝有望成為再生水處理的主流選擇，為水資源可持續利用提供關鍵技術支撐。