BIOLAK百樂克工藝在城市污水處理中的應(yīng)用

1、BIOLAK工藝在城市污水處理中的應(yīng)用1概論當前城市建設(shè)和發(fā)展中存在的突出問題是水體污染嚴重，水資源緊缺。污染 型的缺水現(xiàn)狀，制約著城鎮(zhèn)規(guī)模建設(shè)與工農(nóng)業(yè)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，目前我國532條河流已有82%受到不同程度的污染，流經(jīng)全國 42個大城市的44條河流， 已有93%受到污染，其中污染較重的占79%。全國的668多座城市中，僅有 123個城市有307座不同處理等級的城市污水處理廠，其中城市污水二級處 理率10%左右。全國日排污水量億立方米，其中達到國家一級排放標準的處 理率不20%。全國2200座縣城與21700個建制鎮(zhèn)的生活污水及類似水質(zhì)的 污水處理率近于10%。據(jù)估計，我國每年因水污染所造成的

2、經(jīng)濟損失已達 4 000億元1。日益嚴重的水環(huán)境污染，不僅影響到工農(nóng)業(yè)的繼續(xù)發(fā)展，而且 影響到人們的身體健康及生存環(huán)境?？梢?，城市污水處理問題已刻不容緩， 急待解決。城市污水處理廠是城市建設(shè)的主要組成部分， 是用來處理城市污水不可缺少 的市政設(shè)施。目前城市污水處理主要采取好氧生物法技術(shù)，由于這些處理工 藝技術(shù)及其設(shè)備普遍存在投資高、處理成本高、管理要求高、產(chǎn)泥量多的問 題，巨額工程投資使我國污水處理事業(yè)步履維艱，導(dǎo)致污水廠 建得起，用 不起”。因此國家迫切需要經(jīng)濟適用的 三低一少”（投資低、運行費低、管 理要求低、廢泥量少）的城鎮(zhèn)污水處理新技術(shù)2。本文所介紹的BIOLAK工藝就是一種高效低耗技

3、術(shù)。BIOLAK系統(tǒng)是一種 多級的常常還是多渠道的廢水處理系統(tǒng)。它是德國 VNO馮.諾頓西工程技術(shù)有限公司公司從七十年代起借助 6項研究項目吸取了氧化塘工藝的低成本和活性污泥工藝的高效率，由氧化塘工藝逐漸系統(tǒng)發(fā)展起來的，它采用低負荷活性泥工藝， 通過創(chuàng)造各類特種微生物的良好生長環(huán)境使其高效地降解有機物（ COD、 BOD ），并通過波浪式氧化工藝對氮和磷進行高效去除。具有占地緊湊，工藝穩(wěn)定，投資低廉，維護簡單，運行費用低等特點 3 。工業(yè)用 BIOLAK 廢水處理系統(tǒng)大方合理的設(shè)計及多極處理的方式，使BIOLAK 系統(tǒng)能解決最疑難的廢水處理問題。雖然城鄉(xiāng)廢水較易處理，但有可能出現(xiàn)水力學(xué)問題，

4、尤其是在雨水高峰期。 城鄉(xiāng)用 BIOLAK 廢水處理系統(tǒng)采用其漂浮在水面的分流裝置及其水力學(xué)緩沖，有效地解決了此問題。通過整體緩沖系統(tǒng)避免或減輕了雨水滯留的總是， 因此由于雨水及工業(yè)排水造成的水力學(xué)沖擊能得到有效地緩沖。2 BIOLAK 廢水處理工藝工藝簡介BIOLAK 工藝的雛形產(chǎn)生于 20世紀 70年代。 1977年， 德國紐倫堡的St Wolfang 市政污水處理廠首次嘗試在土池中使用 BIOLAK-Friox（ 懸浮式曝氣器），并取得了成功。1984年，德國夏薩克森州的Algormissen污水處理廠又發(fā)展了結(jié)合硝化和反硝化過程的新型BIOLAK 系統(tǒng) （BIOLAK-R 工藝 ）。

5、到了1991 年該技術(shù)被進一步完善，即在構(gòu)筑物中考慮了除磷區(qū)，稱之為 BIOLAK-L 工藝。至此， BIOLAK 工藝發(fā)展成為結(jié)構(gòu)緊湊、處理效果良好并可以實現(xiàn)除磷脫氮的綜合活性污泥處理工藝 4 。BIOLAK 工藝基于多級A/O 理論和非穩(wěn)態(tài)理論， 在同一構(gòu)筑物中設(shè)置了多個A/O 段，使污水能夠經(jīng)過多次的缺氧與好氧過程，強化了污泥的活性并兼有脫氮效果。通常情況下， BIOLAK 系統(tǒng)由可選設(shè)除磷區(qū)的曝氣池、沉淀池、包含二次曝氣區(qū)的穩(wěn)定池等三部分組成（三部分可以合建，曝氣池和穩(wěn)定池可采用土池防滲結(jié)構(gòu) ） 。工藝原理 5BIOLAK 采用地下曝氣結(jié)構(gòu)（地盆式） ，這種結(jié)構(gòu)可以獲得堅固和完全密封的

6、反應(yīng)池。 為防止污水的滲漏， 池體采用世界上先進的防滲膜（HDPE） 。 采用高效率的底部微孔曝氣頭，移動式曝氣鏈，進一步提高氧氣的傳送效率。 BIOLAK 處理系統(tǒng)的原理圖見 1。BIOLAK 處理系統(tǒng)主要分5級。第1 級采用轉(zhuǎn)速可調(diào)的組合篩選裝置，把粗物及沙粒從廢水中分離出來，濃縮處理。第 2 級通過移動性通氣處理使污泥處于活動狀態(tài)，且含氧量穩(wěn)定。并在一個容量大小可變的反應(yīng)區(qū)內(nèi)進行生物性凈化處理以清除磷。第 3 級廢水的再次處理，時還進行沉淀處理，即所謂的保險級。第 4 級樹根區(qū)及砂礫構(gòu)成的過濾層。第 5 級再進一步的處理以達到最高的凈化度。13的窖水平7由前窖水空g*a曾求室第二級第三級

7、 第四蝮第五一Kma生物除磷三 RS EST聞R用引圖1 BIOLAK污水處理流程S一細篩；P壓制：FO溢流浮子；S底泥餅；J一懸浮氣浮鍵；RS一回流污泥；ES一剩余污泥；SW一過量水；D輸送器；SD一污泥干燥為了加強生物去磷作用，在第2級前加入了生物去磷區(qū)。這樣即使要求的凈 化度低于1mg磷/L,也只需要在1a中短時間內(nèi)加入凝聚物。一般情況下， 如果要求的凈化度低于1mg磷/L,需要采用凝聚劑。在第2級中通氣鏈的輪 換作用及BIOLAK池特有的水力學(xué)特性相結(jié)合，能產(chǎn)生至少 20次氮的硝化 及脫氮反應(yīng)。通過這種反復(fù)過程，達到了最好的除氮效果。曝氣系統(tǒng)6BIOLAK曝氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖2所示，曝

8、氣頭懸掛在浮鏈上，停留在水深 4-5 m處，氣泡在其表面逸出時，直徑約為 50 pm。如此微小的氣泡意味著 氧氣接觸面積的增大和氧氣傳送效率的提高。BIOLAK工藝采用的浮動曝氣、移動性通氣鏈是 BIOLAK通氣系統(tǒng)的核心部分，它能有效地作用于大池的各個部位，并且供氧費用低。浮動式曝氣鏈使所產(chǎn)生的氣泡在水中的停留時間（11s）是傳統(tǒng)固定曝氣方式在水中停留時間的3倍。其曝氣鏈的運動過程見下圖3所示圖2日。aK曝氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖插入水中器廢可受圖工 曝氣鏈的運動過程BIO懸浮溢流系統(tǒng)6 在廢水的處理過程中，存在水力波動的問題特別是出現(xiàn)在降雨高峰區(qū),LAK廢水處理工藝通過水力緩沖和懸浮及溢流系統(tǒng)有效

9、的解決了這一問題。懸浮溢流采用可浮動的溢流浮子， 能使水力緩沖體積達到總體積的10%,懸 浮溢流系統(tǒng)見下圖4所示& - 凈際口瞑）圖4?懸浮溢流系統(tǒng)工藝參數(shù)4根據(jù)德國ATV標準并結(jié)合國內(nèi)已建Biolak污水處理廠運行情況確定的工藝 參數(shù)值如表1所示。表1?常見工藝參數(shù)的取值項？目??？值污泥負荷率kgBOD/(kgMLSS d)一DMS (mg/L)20004000污泥容積指數(shù)（mg/L）50 80污泥回流比（）50150回流污泥濃度（mg/L）8000 12000注：DMS為曝氣池進水與回流污泥之混合液的懸浮物平均濃度。BIOLAK工藝流程BIOLAK工藝流程6污水在首先經(jīng)過預(yù)處理和一級處理去

10、除大的漂浮物后，出水先進入混合池， 由推進器將進水和污泥進行混合，然后自流入BIOLAK生化池，利用曝氣充 氧進行好氧處理，處理后的污水，經(jīng)沉淀池沉淀后達標排放。BIOLAK反應(yīng)池產(chǎn)生的剩余污泥用污泥泵送入污泥濃縮池，污泥濃縮池產(chǎn)生的上清液自流入BIOLAK反應(yīng)池的混合區(qū)。BIOLAK反應(yīng)池需要的氧氣由風(fēng)機供給，預(yù) 處理設(shè)施產(chǎn)生的機械雜物外運填埋處置，產(chǎn)生的剩余污泥外運用作農(nóng)肥。BIOLAK工藝流程圖如下所示：進水預(yù)處理污泥版水體統(tǒng) 鼓風(fēng)機一蛆處理圖5 BWUK工藝流程圖工藝流程說明(1)污水的預(yù)處理7來自城市排水截流干管的污水首先進入經(jīng)過粗格柵去除大的漂浮物， 然后自流入集水池。污水經(jīng)立式污

11、水泵提升至細格柵，細格柵的作用是攔截污水中較大的飄浮物和顆粒粗雜質(zhì)等，細格柵可把雜物及砂粒從廢水中分離出來，同時可除掉一部分有機負荷。(2)混合池經(jīng)過預(yù)處理后，污水與回流污泥一起進入曝氣池前端的混合池，在攪拌的作用下充分混合后，再進入曝氣區(qū)。在混合區(qū)里，借助于攪拌作用，進水與回流污泥進行充分混合。除了起混合作用外，污水在混合區(qū)的缺氧環(huán)境下，可能發(fā)生部分水解酸化反應(yīng)，提高廢水的可生化性，減輕后續(xù)曝氣區(qū)的負擔(dān)，從而減輕動力消耗和曝氣區(qū)的體積?；旌蠀^(qū)與好氧處理區(qū)的延時曝氣相配合，對污水的脫氮脫磷可起到一定的作用。(3)曝氣池在曝氣池中，微生物群體聚居在呈懸浮狀的活性污泥上，與進入曝氣池的污水廣泛接觸

12、。鼓風(fēng)機通過在曝氣池底浮動的空氣擴散裝置，以微小氣泡的形式向池中提供空氣。 在曝氣裝置的攪動作用下， 污水與活性污泥更好地混合，微生物將污水中的有機物降解。(4)沉淀池經(jīng)過生物處理后，污水進入沉淀池，使混合液澄清、濃縮、固液分離。沉淀池中的上清液經(jīng)溢流堰流出，達標后排放。沉淀下來的污泥大部分由污泥泵 輸送回到曝氣池，極少量的剩余污泥排入污泥池濃縮、貯存、待運。(5)污泥處理BIOLAK 工藝的污泥產(chǎn)率很低。由于微生物在曝氣池中長期處于內(nèi)源呼吸期，只產(chǎn)生少量容易脫水的、無臭且較為穩(wěn)定的污泥，不需要再進行厭氧消化處理。由于污泥量很少，從經(jīng)濟上考慮可不采用污泥機械脫水系統(tǒng)。污水處理廠周圍就是農(nóng)田，萊

13、山區(qū)水資源又相對缺乏，含水量很高的污泥可直接作為農(nóng)業(yè)肥料，不需再澆水稀釋。剩余污泥泵將少量的剩余污泥排入污泥池。污泥在池中沉淀、濃縮后，上清液排回至曝氣池。濃縮的污泥貯存一定時間后，用罐車運出作為肥料。BIOLAK 工藝特點BIOLAK 工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性污泥污水處理系統(tǒng)。 它是由最初采用天然土池作反應(yīng)池而發(fā)展起來的污水處理系統(tǒng)。 自 1972年以來，經(jīng)多年研究形成了采用土池結(jié)構(gòu)、利用浮在水面的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統(tǒng)。由于采用土池而大大減少了建設(shè)投資， 采用曝氣鏈曝氣系統(tǒng)進一步強化了氧的轉(zhuǎn)移效率，并減少運行費用，大大提高了處理效果

14、。工藝設(shè)計簡捷，不需復(fù)雜的管理，在適宜的條件下具有較大的經(jīng)濟和社會效益。它具有一下 8 個特點，現(xiàn)在分別敘述如下。低負荷活性污泥工藝8,9與廢水中的污染水平比較， BIOLAK 系統(tǒng)里利用了大量的微生物即活性污泥來凈化污水。 BIOLAK 工藝污泥回流量大，污泥濃度較高，生物量大，相對曝氣時間較長，所以污泥負荷較低。由于微生物把污染物作為養(yǎng)料來吸收，廢水中的污染物被相對極大量的微生物吸收（分解）殆盡，所以出水非常干凈。一般的污水處理廠（污泥負荷高的工藝） ，微生物僅分解最有營養(yǎng)的部分，相對來講凈化效率較低。污水的生物處理采用延時曝氣工藝有以下優(yōu)點同氧化溝工藝。 具有可不設(shè)初沉池； 耐進水負荷沖

15、擊能力強； 剩余污泥量小，不需消化處理和污泥礦化程度高，無嗅味以及由于泥齡長，有利于硝化菌的繁殖，可起到一定的脫氮作用。龍?zhí)镂鬯畯S BOD5污泥負荷率為kgBOD/（k gMLSSd）,污泥濃度為4000 mg/L,污泥齡為29 d,所以剩余污泥量很少。曝氣池采用土池結(jié)構(gòu) 8根據(jù)國家環(huán)保局 1992 年工業(yè)廢水處理設(shè)施的調(diào)查與研究，我國工業(yè)廢水處理設(shè)施資金的54%用于土建工程設(shè)施，而只有 36%用于設(shè)備，造成這種投資分配格局的主要原因是工藝池大都采用價格昂貴的鋼筋混凝土池。 而龍?zhí)镂鬯畯S土建工程造價500 萬元，僅占總投資的 20%。大的鋼筋混凝土池不僅價格昂貴，而且施工難度大。但對于許多種曝

16、氣工藝來講，都不考慮采用土池，因為土池會造成地下水的侵蝕，同時也由于在土池基礎(chǔ)上安裝曝氣頭是十分困難的。為了減少投資， BIOLAK 技術(shù)在研究土池結(jié)構(gòu)的曝氣池上做了大量工作， 首先是使用 HDPE 防滲膜隔絕污水和地下水，其次是懸掛在浮管上的微孔曝氣頭避免了在池底池壁穿孔安裝。這種敷設(shè) HDPE 防滲膜的土池不僅易于開挖、 投資低廉， 而且完全能滿足污水處理池功能上的要求，并能因地制宜，極好地適應(yīng)現(xiàn)場的地形，在某些特殊的地質(zhì)條件下，如地震多發(fā)地區(qū)、土質(zhì)疏松地區(qū)，其優(yōu)點得到更充分的體現(xiàn)。敷設(shè) HDPE 防滲膜的土池使用壽命遠遠超過鋼筋混凝土池。高效的曝氣系統(tǒng) 9BIOLAK 曝氣裝置為微孔曝氣

17、形式，改變了傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)的固定模式，曝氣器由浮管牽引，懸掛在池中，曝氣器與布氣管間用軟管連接。通氣時，曝氣器由于受力不均在水中產(chǎn)生運動。當曝氣器偏離浮管垂直軸時，氣泡浮至水面并在浮管一側(cè)爆裂，從而對浮管產(chǎn)生反向推動力使浮管運動，浮管又反過來帶動曝氣器運動， 在曝氣的情況下運動連續(xù)不斷。 它們象波浪一樣地變化，在反應(yīng)池中形成耗氧區(qū)和厭氧區(qū)， 隨著耗氧的硝化反應(yīng)和厭氧的反硝化反應(yīng)的階段變化，污水中的氮可以被去除得非常徹底。由于氧氣可以直接從反硝化反應(yīng)中得到一部分，因此，需要的空氣很少；同時在一般情況下，即使氧的濃度很低時系統(tǒng)也能運行，同傳統(tǒng)的方法相比，這樣工藝的氧化效果好得多。更重要的是它利用分段

18、曝氣，可以節(jié)省能耗，同時混合好，當負荷變化時，其優(yōu)點特別明顯。通過這樣的波浪式曝氣，可以減少池中生物性磷。很多百樂克污水處理廠的磷的去除率都可達到 80 90。與傳統(tǒng)曝氣裝置相比， BIOLAK 曝氣系統(tǒng)有以下優(yōu)點：(1)傳統(tǒng)曝氣器頂部至水面的區(qū)域， 始終處于過飽和狀態(tài)， 而其它水域則處于不飽和狀態(tài)，氧的利用率低。 BIOLAK 曝氣裝置在水中的運動使池中不存在氧的過飽和區(qū)域，氧的利用率提高。(2)BIOLAK 曝氣器產(chǎn)生的微氣泡在水中的運行距離長， 停留時間長， 使氧的利用率明顯提高，相應(yīng)的能耗得以降低。固定式曝氣器產(chǎn)生的氣泡在水中的停留時間為 5-6 秒，而 BIOLAK 曝氣裝置產(chǎn)生的氣

19、泡可在水中停留 11 秒以上。(3)BIOLAK 曝氣器的空隙率為80%，表面不容易堵塞。(4)傳動的固定式曝氣器固定在池底， 可能造成池底局部侵蝕， 曝氣池通常采用混凝土結(jié)構(gòu)， 而 BIOLAK 曝氣器安裝在浮動的懸鏈上， 每條鏈在池中一定的區(qū)域內(nèi)運動，不會對池子的某一部分造成局部侵蝕，曝氣池可采用土池，大大減小了基建投資。(5)固定式曝氣器的檢修或更換需停止曝氣并排空水池， 不但費時費力， 還要重新培養(yǎng)活性污泥。 而 BIOLAK 系統(tǒng)可在不停氣放水的情況下， 直接將曝氣鏈提出水面維修，既方便又經(jīng)濟。同時，因為氣泡向上運動的過程中，不斷受到水流流動，浮鏈擺動等擾動，因此氣泡并不是垂直向上的

20、運動，而是斜向運動，這樣延長了在水中的停留時間，同時也提高氧氣傳遞效率。運行表明： BIOLAK 懸掛鏈的氧氣傳遞率，遠遠高于一般的曝氣工藝以及固定在底部的微孔曝氣工藝。BIOLAK 曝氣頭懸掛在浮動鏈上，浮動鏈被松弛地固定在曝氣池兩側(cè)，每條浮鏈可在池中的一定區(qū)域蛇形運動 (見上圖2) 。在曝氣鏈的運動過程中，自身的自然擺動就可以達到很好的混合效果，節(jié)省了混合所需的能耗。采用 BIOLAK 系統(tǒng)的曝氣池中混合作用所需的能耗僅為 W/m3 ， 而一般的傳統(tǒng)曝氣法中混合作用的能耗為10 15 W/m3。由于BIOLAK曝氣頭(BIOLAK-Friox) 特殊的結(jié)構(gòu)，即使在很復(fù)雜的環(huán)境里曝氣頭也不至

21、于阻塞，這意味著曝氣裝置可運行幾年不維修，所需維護費用很少。曝氣系統(tǒng)與配套的高效鼓風(fēng)機保證了很高的氧氣傳遞效率，供氧能力為kgO2/(kWh) ，而傳統(tǒng)的污水處理廠該值為 1 kgO2。 鼓風(fēng)機就設(shè)在池邊， 減少了鼓風(fēng)機房和空氣輸送管道的費用。簡單而有效的污泥處理BIOLAK 工藝的另一特點是大量地回流活性污泥，剩余污泥的數(shù)量很少，所含有機物已被很好地分解、礦化，其剩余污泥比傳統(tǒng)工藝少許多。在恒定的負荷條件下， BIOLAK 工藝的污泥在曝氣池中的停留時間是傳統(tǒng)工藝的幾倍。由于污泥池中的污泥是完全穩(wěn)定的，它不會再腐爛，即使長期存放也不會產(chǎn)生氣味，這就是污泥沒有臭味的原因。這也是它同傳統(tǒng)工藝相比

22、污泥更容易處理的原因。而且污泥池完全可以做成土池結(jié)構(gòu)，節(jié)省了土建費用。簡單易行的維修9BIOLAK 系統(tǒng)沒有水下固定部件，維修時不用排干池中的水，而用小船到維修地點將曝氣鏈下的曝氣頭提起即可。實踐表明，曝氣頭運行幾年也不用任何維修，這主要是因為曝氣管是由很細的纖維(直徑約0.003mm)做成，并用聚合物充填，以達到防水和防臟物的目的。同時，曝氣頭有大約 80% 的自由空隙和 20% 的表面，和傳統(tǒng)曝氣頭剛好相反。因此，微生物可生長的面積很小，并很容易被去除。當曝氣頭必須維修時，也不影響整個污水處理場的運行。該工藝的移動部件和易老化部件都很少。在選擇設(shè)備和材料時，都采用了可靠耐用的材料。該工藝無

23、需太多的自動化。它既不需要任何易損的探測器，也不需要任何復(fù)雜的控制系統(tǒng)， 而操作這些控制系統(tǒng)還需要專門的技術(shù)和昂貴的配件。二次曝氣和安全池為了保證負荷變化時出水質(zhì)量， BIOLAK 工藝利用一個相對獨立的池來進行二次曝氣，以保證出水清潔，保證水中有足夠的溶解氧。二沉池曝氣池中產(chǎn)生的污泥在二沉池中被分離，并重新回到曝氣池參與污水凈化。有的 BIOLAK 工藝的二沉池和曝氣池合并到一起， 進一步節(jié)省了土建費用和占地面積。二沉池沉淀污泥由漂浮式刮泥機、吸泥機排入污泥槽回流。土地的利用 9盡管BIOLAK 系統(tǒng)需要的曝氣池體積比所謂密集型的大， 但所需的總面積并不大，有時甚至更小，這主要有以下原因：（

24、 1）不需初沉池；2）二沉池可以和曝氣池合建在一起；（ 3）池的設(shè)計和布置的自由度大，對地形的適應(yīng)性強。BIOLAK 在城市污水處理中的應(yīng)用BIOLAK 系統(tǒng)可廣泛適用于城市污水和工業(yè)廢水的處理。 到目前為止全世界已有 600 多座 BIOLAK 污水處理廠在穩(wěn)定運行， 由初期幾百人口使用的小型系統(tǒng)發(fā)展到今天 90 萬人口使用的大型系統(tǒng)，日處理水量從數(shù)千噸到數(shù)十萬噸不等。其中一半是城市污水處理系統(tǒng)在城市污水處理方面。BIOLAK 技術(shù)已在我國市政污水處理上成功應(yīng)用。 BIOLAK 系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、石化、化工、制藥、食品等行業(yè)。如在造紙檸檬酸混合廢水7 、漂白蔗渣漿污水10、制漿造紙

25、廢水11 和蔗渣漿廢水12 中都有應(yīng)用。它正以其獨特的工藝特點越來越受到造紙廢水處理界的關(guān)注。 該技術(shù)先后在武漢層鳴紙業(yè)有限公司、山東晨鳴紙業(yè)有限公司、山東濰坊紙業(yè)、山東齊河紙業(yè)等的中段廢水處理工程中已得到成功應(yīng)用。BIOLAK 在國內(nèi)城市污水處理中的應(yīng)用在我國， 第一個應(yīng)用 BIOLAK 工藝的是山東招遠城鎮(zhèn)污水處理廠， 龍?zhí)镂鬯幚韽S是第二例。 以山東招遠城鎮(zhèn)污水處理廠為例探討一下 BIOLAK 在國內(nèi)城市污水處理中的應(yīng)用 4 。5.1.1 工藝流程山東招遠城鎮(zhèn)污水處理廠， 1998年開始建設(shè)， 1999年 10月正式運行，處理規(guī)模為2xi04m3/d,原水包括市政污水和部分工業(yè)廢水。工藝

26、流程圖見下圖6整個系統(tǒng)僅設(shè)一組構(gòu)筑物： 污水在廠內(nèi)先經(jīng)粗格柵去除大的漂浮物后自流入集水井，再用泵提升至轉(zhuǎn)鼓式格柵，然后依次流經(jīng)除磷段 (由推進器將進水和污泥混合)、曝氣段和澄清段，最后進入二次曝氣段和穩(wěn)定段進行曝氣充氧穩(wěn)定。曝氣池和穩(wěn)定池采用土池防滲結(jié)構(gòu)， 停留時間約為20 ho污泥處理 采用污泥貯池加帶式脫水機的方式。-粗格翻-集水井一|HI鼓式珞劇In定段 瞪總段 爾氣理 除璘段干化后的冠泥毓麗索舞空巴一圖8山東招近城旗污水處理廠BIOLM三流程圖5.1.2方案比較從技術(shù)方面分析，與常規(guī)活性污泥法比較，BIOLAK工藝、氧化溝工藝和A B工藝各有特點，都具有耐沖擊負荷能力強、處理穩(wěn)定性高和

27、處理效果好的 優(yōu)點。但在技術(shù)、經(jīng)濟等方面存在一定的差別，其主要方面比較如下。(1)與氧化溝工藝的比較氧化溝工藝和BIOLAK工藝都采用延時曝氣法，同樣具備延時曝氣法的優(yōu) 點。而延時曝氣法的主要缺點：曝氣時間長使動力消耗大以及曝氣池容積大， 占地面積大，氧化溝工藝卻很難避免。1氧化溝工藝需采用20臺轉(zhuǎn)刷，每臺功率45 kW,曝氣轉(zhuǎn)刷總功率為900kW,加上螺旋槳水下攪拌器，僅氧化溝設(shè)備的裝機容量就達。相比之下，采用 4 臺風(fēng)機，每臺 130 kW ，共520 kW ，能耗明顯降低。2 氧化溝為環(huán)形溝渠狀，需全部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，雖然一體式氧化溝系統(tǒng)不需建二次沉淀池，但氧化溝的土建投資就達650

28、 萬元。 BIOLAK 工藝的曝氣池采用土池，內(nèi)砌毛石，加上混凝土結(jié)構(gòu)的沉淀池，土建投資共為 250萬元。（ 2）與AB 工藝的比較1AB 工藝中 A 段正常運行的必要條件是進水中必須有足夠的己經(jīng)適應(yīng)該污水的微生物， A 段去除率的高低與進水微生物量直接相關(guān)。如果城市污水中工業(yè)廢水比重較大，污水中微生物濃度很低， A 段曝氣池得不到外源微生物的連續(xù)補充，生物絮凝吸附作用很弱，就會導(dǎo)致A 段去除率與初沉池相近，這類污水不宜采用 AB 工藝。 我國很多中小城市的排水現(xiàn)狀，由于大量的工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排入，以及沒有完善的管網(wǎng)系統(tǒng)，使城市污水的成分比較復(fù)雜，這就影響了 AB 工藝的處理效果。2 由于

29、 AB 法工藝比傳統(tǒng)的活性污泥法多了一個處理階段， 需要增加吸附池、中間沉淀池和污泥回流系統(tǒng)等， 使土建、 設(shè)備的投資以及能耗費用大為增加。AB 工藝的處理構(gòu)筑物土建費用 645 萬元，處理設(shè)備的裝機容量為 702 kW 。而 BIOLAK 工藝的處理構(gòu)筑物土建投資為 284 萬元，處理設(shè)備裝機容量616 kW 。3）三種方案的比較從上面的分析可以看出，與氧化溝工藝和 AB工藝相比，BIOLAK污水處理 工藝在工程總投資、日常運行能耗和設(shè)備維護檢修方面都具有明顯的優(yōu)勢。根據(jù)幾方面的綜合分析考慮：(1)保證污水處理工程能夠穩(wěn)定、可靠地運行；(2)保證處理后廢水達標排放；(3)有利于今后污水的深度

30、處理和回用；(4)盡可能地使構(gòu)筑物和主要設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、維修方便；(5)最大限度地節(jié)省土地、基建投資和日常運行費用。我們推薦采用BIOLAK污水處理工藝，曝氣裝置采用德國VNO公司的專利 產(chǎn)品。其處理效果如下表2所示。表2?招遠污水處理廠的處理效果4? mg/L監(jiān)測指標CODBOD5SSNH3-NTNTP進水769425384395914出水4923101824去除率94%95%97%54%59%91%在國外的應(yīng)用4 美國Franklin污水處理廠，1989年10月投入運行，處理量為 M04m3/d,構(gòu)筑物分為平行的兩組，每組包括曝氣池、沉淀池、穩(wěn)定池等三部分，曝氣池和穩(wěn)定池采用土池防滲結(jié)構(gòu)。曝

31、氣池的停留時間為48h,設(shè)17X2條曝氣鏈，污泥經(jīng)貯池干化后外運。自投入使用以來運轉(zhuǎn)正常，處理效果良好（見表3）。表3? 1996年2月的運行數(shù)據(jù)？?mg/L監(jiān)測指標CODBOD5TSSNH3-NTNTP進水13684484775914出水331524去除率%6存在的問題與改進措施百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性污泥污水處理系統(tǒng)。它是由最初采用天然土池作反應(yīng)池而發(fā)展起來的污水處理系統(tǒng)。經(jīng)多年研究形成了采用土池結(jié)構(gòu)、利用浮在水面的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統(tǒng)。由于采用土池而大大減少了建設(shè)投資，采用曝氣鏈曝氣系統(tǒng)進一步強化了氧的磚移效率，并減少運行

32、費用，大大提 高了處理效果。工藝設(shè)計簡捷，不需復(fù)雜的管理，在適宜的條件下具有較大 的經(jīng)濟和社會效益。但是在實際應(yīng)用中還是存在不少的問題 工藝設(shè)計中應(yīng)注意的問題 4污泥負荷與停留時間BIOLAK 工藝在國外（尤其是在美國） 的應(yīng)用中污泥負荷極低，曝氣池的停留時間一般都在20h 以上， 有的甚至達到 6d 以上 （稱為流通池） 。 污泥負荷過低，必然導(dǎo)致占地面積增大，過高則處理效果不佳。在國內(nèi)污泥負荷的取值可以參照延時曝氣法確定，這樣就可使停留時間控制在20h 以內(nèi)。結(jié)構(gòu)設(shè)計BIOLAK 系統(tǒng)造價較低的主要原因在于懸浮式曝氣器（BIOLAK-Friox） 的使用，移動的曝氣方式使得曝氣池中不會發(fā)生

33、明顯的氣體侵蝕現(xiàn)象，這樣整個曝氣池便可以采用土池防滲結(jié)構(gòu)建造，從而大大節(jié)省了土建投資。防滲層根據(jù)地質(zhì)條件的不同采用了不同規(guī)格的 HDPE 膜片 （在垃圾填埋場被廣泛使用 ） ，但是這樣的結(jié)構(gòu)有兩點不足：一是與混凝土或管道接口處的處理比較麻煩，且不均勻沉降和由溫度變化引起的伸縮都有可能造成膜片撕裂；二是在地下水位比較高的情況下，當放空檢修時地下水會把防滲層不均勻頂起，將影響構(gòu)筑物的繼續(xù)正常使用。根據(jù)近幾年的經(jīng)驗，對于中、小型污水處理廠而言， 采用土池加 HDPE 的結(jié)構(gòu)是可靠的， 大型污水處理廠采用混凝土結(jié)構(gòu)則更為安全合理。沉淀池池型BIOLAK 系統(tǒng)雖然停留時間相對較長，但是占地面積相對于其他

34、工藝并不多，這主要是因為它對構(gòu)筑物平面形狀的要求不嚴格，而且采用了數(shù)池合建的方式（沉淀池兩側(cè)池壁與曝氣池、穩(wěn)定池共用）。應(yīng)該說這樣的布置十分簡潔，建造也十分方便，對于小型市政污水處理廠尤其適用。由于沉淀池為長邊進水、長邊出水，容易造成有效水流距離不足，致使出水中懸浮物含量升高。因此，在設(shè)計中也可采用其他形式的沉淀池，具體情況視進水水質(zhì)情況和對出水指標的要求而定。穩(wěn)定池歐盟國家污水處理廠的出水指標包含對溶解氧濃度的要求， 因此需設(shè)置穩(wěn)定池。而在中國，加設(shè)穩(wěn)定池的作用主要在于彌補沉淀效果的不足。穩(wěn)定池一般分為曝氣段和沉淀段， 其主要作用在于調(diào)節(jié)水中的溶解氧含量和進一步沉淀。一般來說，要求出水水質(zhì)達

35、到GB897896 一級標準的污水處理廠應(yīng)設(shè)穩(wěn)定池，而出水水質(zhì)需達到二級標準的污水處理廠可不設(shè)穩(wěn)定池。污泥處理系統(tǒng)BIOLAK 工藝屬于延時曝氣工藝范疇，污泥齡較長，因此剩余污泥量較少且穩(wěn)定（在歐洲很多小型污水處理廠僅設(shè)污泥貯池而不設(shè)污泥脫水機房） 。污泥貯池的容積一般按照30 45 d 剩余污泥量考慮。但是污泥貯池容積較大，占地大且污染環(huán)境。對于有除磷要求的污水處理廠污泥，長時間停留還會造成磷的釋放，影響除磷效果。因此，大、中型或有除磷要求的污水處理廠單純采用污泥貯池進行污泥干化處理顯然是不合適的， 可以采用小型污泥貯池加機械脫水或沿用傳統(tǒng)的濃縮池加機械脫水的處理方式。應(yīng)當說明的是，由于小城

36、鎮(zhèn)污水處理廠距離農(nóng)村比較近， 采用貯池干化后的污泥經(jīng)消毒和檢測后可直接農(nóng)用，簡單、經(jīng)濟，值得大力推廣。工藝運行中活性污泥膨脹的問題活性污泥法治理廢水，具有處理出水水質(zhì)好，工藝比較穩(wěn)妥可靠的優(yōu)點。但污泥膨脹問題是在運行管理中一直困擾人們的難題之一。目前，雖然對污泥膨脹的成因及其控制措施已有較多的研究， 但由于引起污泥膨脹的原因是多方面的，而這些因素又是相互影響、相互聯(lián)系、相互制約的，所以至今仍未徹底解決此問題。同樣， BIOLAK 污水處理系統(tǒng)也存在污泥膨脹現(xiàn)象。BIOLAK 處理系統(tǒng)發(fā)生污泥膨脹。 其現(xiàn)象是有較多細碎污泥絮體的高粘性泡沫彌漫于池面，整個曝氣階段都沒有衰減，污泥沉降性能變差， S

37、VI （污泥體積指數(shù)）高達400 mL/g 以上，二沉池有細小污泥不斷外漂，出水渾濁，水質(zhì)變差。在顯微鏡下觀察，污泥解絮，細碎的污泥絮體散落各處，有較多的草履蟲和豆形蟲等原生動物散落其中。資料表明， 當進水 pH 值在； 曝氣池的 DO 值在 mg/L 以上； 進水 COD 濃度在8001200 mg/L,亦不可能造成負荷沖擊。鏡檢沒有發(fā)現(xiàn)絲狀菌，污泥內(nèi)部也沒有缺氧跡象，即解體的污泥絮體呈黃褐色（中心無缺氧變黑的區(qū)域），輪蟲和鐘蟲等后生動物活躍，說明溶解氧的傳遞和滲透性良好，不存在微觀狀態(tài)中的缺氧。上述因素不是引起污泥膨脹的主要原因， 這種沒有大量的絲狀菌存在的活性 污泥的膨脹稱為非絲狀菌污泥

38、膨脹。 這種膨脹是由于在活性污泥菌體外積蓄高粘性多糖類物質(zhì)而形成的。對高粘性膨脹的研究，在一些專業(yè)書籍中只是作了簡單的討論，未能得到更多的啟示。該污水處理系統(tǒng)是如何發(fā)生高粘性膨脹呢？蔗渣漿廢水中，磷的平均含量為 L ，氨氮含量未檢出。若進水BOD5波動范圍較大，則可按照生化系數(shù)CODcr近似計算BIOLAK。投加氮、磷的比例是 BOD： N ： P=100： 5： 1。在連續(xù)進水，連續(xù)投加氮、磷的過程中，由于無法及時掌握BOD5 的波動數(shù)值，是造成整個生化系統(tǒng)缺乏氮、磷狀態(tài)下運行的原因之一。所使用化肥含氮、磷量的準確含量及其溶解性能，是造成高粘度膨脹的原因之二。另外，在夏季的 7 月，氣溫很高，進水溫度達到了 35 41 。 據(jù)有關(guān)經(jīng)驗介紹， 在高溫情況下， 也可能發(fā)生非絲狀菌污泥膨脹。這是因為，廢水中含糖類碳水化合物較多時，微