BIOLAK百乐克工艺设计在城市污水处理中的应用

1、-.z.z.BIOLAK 工艺在城市污水处理中的应用概论当前城市建立和开展中存在的突出问题是水体污染严峻，水资源紧缺。污染型的缺水现状，制约着城镇规模建立与工农业开展。据统计，目前我国532 条河流已有 8242 个大城市的 44 条河流，已有 93%受到污染，其中污染较重的占79%668 多座城市中，仅有123 个城市有 307 座不同处理等级的城市污水处理厂，其中城市污水二级处理率 101.56理率不 20。全国 2200 座县城与 21700污水处理率近于 10。据估量，我国每年因水污染所造成的经济损失已达4 000 亿元1响到人们的身体安康及生存环境。可见，城市污水处理问题已刻不容缓，

2、急待解决。的市政设施。目前城市污水处理主要实行好氧生物法技术，由于这些处理工艺技术及其设备普遍存在投资高、处理本钱高、管理要求高、产泥量多的问题，巨额工程投资使我国污水处理事业步履维艰，导致污水厂“建得起，用不起。因此迫切需要经济适用的“三低一少投资低、运行费低、管理要求低、废泥量少的城镇污水处理新技术2。本文所介绍的BIOLAKBIOLAK 系统是一种多级的经常还是多渠道的废水处理系统。它是德国VNO*公司从七十年月起借助6通过制造各类特种微生物的良好生长环境使其高效地降解有机物COD、B OD，并通过波浪式氧化工艺对氮和磷进展高效去除。具有占地紧凑，工艺稳定，投资低廉，维护简洁，运行费用低

3、等特点3。工业用BIOLAK 废水处理系统大方合理的设计及多极处理的方式，使BIOL AK 系统能解决最疑难的废水处理问题。虽然城乡废水较易处理，但有可能BIOLAK 废水处理系统接受其漂移在水面的分流装置及其水力学缓冲，有效地解决了此问题。通过整体力学冲击能得到有效地缓冲。BIOLAK工艺简介BIOLAK20701977 年，德国纽伦堡的StWolfang 市政污水处理厂首次尝试在土池中使用BIOLAK-Frio*(悬浮式曝气器)，并取得了成功。1984 年，德国夏萨克森州的Algormissen 污水处理厂又开展了结合硝化和反硝化过程的新型BIOLAK 系统(BIOLAK-R 工艺)。到了

4、1991BIOLAK除磷脱氮的综合活性污泥处理工艺4。BIOLAK 工艺基于多级A/O 理论和非稳态理论，在同一构筑物中设置了多个A/O 段，使污水能够经过屡次的缺氧与好氧过程，强化了污泥的活性并池可接受土池防渗构造)。工艺原理5BIOLAK 接受地下曝气构造(地盆式)，这种构造可以获得巩固和完全密封的反响池。为防止污水的渗漏，池体接受世界上先进的防渗膜(HDPE)。接受BIOLAK1。BIOLAK 处理系统主要分 51 级接受转速可调的组合筛选装置，把粗物及沙粒从废水中别离出来，浓缩处理。第2 级通过移动性通气处理使污泥处于活动状态，且含氧量稳定。并在一个容量大小可变的反响区进展生物性净化处

5、理以去除磷。第3 级废水的再次处理，时还进展沉淀处理，即所谓的4 级树根区及砂砾构成的过滤层。第5 级再进一步的处理以到达最高的净化度。-图 1 BIOLAKS细筛；P压制：FO溢流浮子；SP泥饼；J悬浮气浮键； RS回流污泥；ES剩余污泥；SW过量水；D输送器；SD污泥枯燥为了加强生物去磷作用，在第2 级前参与了生物去磷区。这样即使要求的净化度低于 1mg 磷/L，也只需要在 1a 中短时间参与分散物。一般状况下，假如1mg/L2及BIOLAK20 次氮的硝化及脱氮反响。通过这种反复过程，到达了最好的除氮效果。曝气系统6BIOLAK2 所示，曝气头悬挂在浮链上，停留在水深 45 m50m。如

6、此微小的气泡意味着氧气接触面积的增大和氧气传送效率的提高。BIOLAKBIOLAK部，它能有效地作用于大池的各个部位，并且供氧费用低。浮动式曝气链使.z.-所产生的气泡在水中的停留时间(11s)是传统固定曝气方式在水中停留时间33 所示。悬浮溢流系统6在废水的处理过程中，存在水力波动的问题特殊是毁灭在降雨顶峰区，BIO.z.-LAK 废水处理工艺通过水力缓冲和悬浮及溢流系统有效的解决了这一问题。悬浮溢流接受可浮动的溢流浮子，能使水力缓冲体积到达总体积的10%，悬4图4悬浮溢流系统工艺参数4依据德国ATV 标准并结合国已建Biolak 污水处理厂运行状况确定的工艺参1表1常见工艺参数的取值项目污

7、泥负荷率kgBOD/kgMLSSdDMSmg/L污泥容积指数(mg/L)污泥回流比.取值0.050.220004000508050150-回流污泥浓度(mg/L)800012000注：DMS 为曝气池进水与回流污泥之混合液的悬浮物平均浓度。BIOLAKBIOLAK6污水在首先经过预处理和一级处理去除大的漂移物后，出水先进入混合池，BIOLAKBIOLAK 反响入BIOLAKBIOLAK理设施产生的机械杂物外运填埋处置，产生的剩余污泥外运用作农肥。BIOLAK 工艺流程图如下所示：.z.-.z.z.工艺流程说明7流入集水池。污水经立式污水泵提升至细格栅，细格栅的作用是拦截污水中较大的飘浮物和颗粒

8、粗杂质等，细格栅可把杂物及砂粒从废水中别离出来，同时可除掉一局部有机负荷。混合池经过预处理后，污水与回流污泥一起进入曝气池前端的混合池，在搅拌的作用下充分混合后，再进入曝气区。在混合区里，借助于搅拌作用，进水与回流污泥进展充分混合。除了起混合作用外，污水在混合区的缺氧环境下，可能发生局部水解酸化反响，提高废水的可生化性，减轻后续曝气区的负担，从而减轻动力消耗和曝气区的体积。混合区与好氧处理区的延时曝气相配 合，对污水的脱氮脱磷可起到确定的作用。曝气池在曝气池中，微生物群体聚居在呈悬浮状的活性污泥上，与进入曝气池的污水广泛接触。鼓风机通过在曝气池底浮动的空气集中装置，以微小气泡的形微生物将污水中

9、的有机物降解。沉淀池经过生物处理后，污水进入沉淀池，使混合液澄清、浓缩、固液别离。沉淀池中的上清液经溢流堰流出，达标后排放。沉淀下来的污泥大局部由污泥泵输送回到曝气池，极少量的剩余污泥排入污泥池浓缩、贮存、待运。污泥处理BIOLAK 工艺的污泥产率很低。由于微生物在曝气池中长期处于源呼吸期，只产生少量简洁脱水的、无臭且较为稳定的污泥，不需要再进展厌氧消化处理。由于污泥量很少，从经济上考虑可不接受污泥机械脱水系统。污水处理厂四周就是农田，莱山区水资源又相对缺乏，含水量很高的污泥可直接作为农业肥料，不需再浇水稀释。剩余污泥泵将少量的剩余污泥排入污泥池。污泥在池中沉淀、浓缩后，上清液排回至曝气池。浓

10、缩的污泥贮存确定时间后，用罐车运出作为肥料。BIOLAKBIOLAK由最初接受自然土池作反响池而开展起来的污水处理系统。自1972 年以来，经多年争辩形成了接受土池构造、利用浮在水面的移动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有确定特色的活性污泥处理系统。的转移效率，并削减运行费用，大大提高了处理效果。工艺设计简捷，不需简洁的管理，在适宜的条件下具有较大的经济和社会效益。它具有一下8 个特点，现在分别表达如下。低负荷活性污泥工艺8,9与废水中的污染水平比拟，BIOLAK来净化污水。BIOLAK 工艺污泥回流量大，污泥浓度较高，生物量大，相对曝气时间较长，所以污泥负荷较低。由于微生物把污染物作为养

11、料来吸取， 废水中的污染物被相对极大量的微生物吸取分解殆尽，所以出水格外 洁净。一般的污水处理厂(污泥负荷高的工艺)，微生物仅分解最有养分的局部，相对来讲净化效率较低。污水的生物处理接受延时曝气工艺有以下优点不需消化处理和污泥矿化程度高，无嗅味以及由于泥龄长，有利于硝化菌的繁殖，可起到确定的脱氮作用。龙田污水厂BOD 污泥负荷率为 0. kgBOD/5(kgMLSSd)，4000 mg/L29 d，所以剩余污泥量很少。曝气池接受土池构造8依据环保局 1992施资金的 54%用于土建工程设施，而只有36%用于设备，造成这种投资支配50020%。大的钢筋混凝土池不仅价格昂贵，而且施工难度大。但对于

12、很多种曝气工艺来讲，都不考虑接受土池，由于土池会造成地下水的侵蚀，同时也由于在土BIOLAKHDPE 防渗膜隔绝污水和地下水，其次是悬挂在浮管上的微孔曝气头防止了在池底池壁穿孔安装。这种敷设HDPE水处理池功能上的要求，并能因地制宜，极好地适应现场的地形，在*些特殊的地质条件下，如地震多发地区、土质疏松地区，其优点得到更充分的表达。敷设HDPE9BIOLAK 曝气装置为微孔曝气形式，转变了传统曝气系统的固定模式，曝气器由浮管牵引，悬挂在池中，曝气器与布气管间用软管连接。通气时，曝气器由于受力不均在水中产生运动。当曝气器偏离浮管垂直轴时，气泡浮至水面并在浮管一侧爆裂，从而对浮管产生反向推动力使浮

13、管运动，浮管又反过的阶段变化，污水中的氮可以被去除得格外彻底。由于氧气可以直接从反硝化反响中得到一局部，因此，需要的空气很少；同时在一般状况下，即使氧的浓度很低时系统也能运行，同传统的方法相比，这样工艺的氧化效果好得多。更重要的是它利用分段曝气，可以节省能耗，同时混合好，当负荷变化时，其优点特殊明显。通过这样的波浪式曝气，可以削减池中生物性磷。很多百乐克污水处理厂的磷的去除率都可到达 8090。与传统曝气装置相比，BIOLAKBIOLAK 曝气装置在水中的运动使池中不存在氧的过饱和区域，氧的利用率提高。BIOLAK利用率明显提高，相应的能耗得以降低。固定式曝气器产生的气泡在水中的5-6 秒，而

14、BIOLAK11 秒以上。BIOLAK80%，外表不简洁堵塞。BIOLAK的区域运动，不会对池子的*一局部造成局部侵蚀，曝气池可接受土池，大大减小了基建投资。BIOLAK链提出水面修理，既便利又经济。同时，由于气泡向上运动的过程中，不断受到水流流淌，浮链摇摆等扰动，因此气泡并不是垂直向上的运动，而是斜向运动，这样延长了在水中的停留时间，同时也提高氧气传递效率。运行说明：BIOLAK部的微孔曝气工艺。BIOLAK 曝气头悬挂在浮动链上，浮动链被松弛地固定在曝气池两侧，每条浮链可在池中的确定区域蛇形运动(见上图 2的自然摇摆就可以到达很好的混合效果，节省了混合所需的能耗。接受BIOLAK1.5 W

15、/m3，而一般1015 W/m3。由于BIOLAK(BI OLAK-Frio*)特殊的构造，即使在很简洁的环境里曝气头也不至于堵塞，这意味着曝气装置可运行几年不修理，所需维护费用很少。曝气系统与配套的高效鼓风机保证了很高的氧气传递效率，供氧力气为2.5 kgO /(kWh)，而传21 kgO2输送管道的费用。简洁而有效的污泥处理BIOLAK 工艺的另一特点是大量地回流活性污泥，剩余污泥的数量很少，所含有机物已被很好地分解、矿化，其剩余污泥比传统工艺少很多。在恒定的负荷条件下，BIOLAK 工艺的污泥在曝气池中的停留时间是传统工艺的几倍。由于污泥池中的污泥是完全稳定的，它不会再腐烂，即使长期存放

16、也不会产生气味，这就是污泥没有臭味的缘由。这也是它同传统工艺相比污泥更简洁处理的缘由。而且污泥池完全可以做成土池构造，节省了土建费用。简洁易行的修理9BIOLAK 系统没有水下固定部件，修理时不用排干池中的水，而用小船到修理地点将曝气链下的曝气头提起即可。实践说明，曝气头运行几年也不用任何修理，这主要是由于曝气管是由很细的纤维(直径约 0.003mm)做成，并用聚合物充填，以到达防水和防脏物的目的。同时，曝气头有大约80% 的自由空隙和 20% 的外表，和传统曝气头刚好相反。因此，微生物可生长的面积很小，并很简洁被去除。当曝气头必需修理时，也不影响整个污水处理场的运行。该工艺的移动部件和易老化

17、部件都很少。在选择设备和材料时，都接受了牢靠耐用的材料。该工艺无需太多的自动化。它既不需要任何易损的探测器，贵的配件。二次曝气和平安池二次曝气，以保证出水清洁，保证水中有足够的溶解氧。二沉池曝气池中产生的污泥在二沉池中被别离，并重新回到曝气池参与污水净化。有的BIOLAK占地面积。二沉池沉淀污泥由漂移式刮泥机、吸泥机排入污泥槽回流。土地的利用9尽管BIOLAK不大，有时甚至更小，这主要有以下缘由：1不需初沉池；2二沉池可以和曝气池合建在一起；3池的设计和布置的自由度大，对地形的适应性强。5 BIOLAKBIOLAK已有 600 多座BIOLAK系统开展到今日 90 万人口使用的大型系统，日处理

18、水量从数千吨到数十万吨不等。其中一半是城市污水处理系统在城市污水处理方面。BIOLAKBIOLAK 系统已广泛应用于造纸、纺织、石化、化工、制药、食品等行业。如在造纸柠檬酸混合废水7、漂白蔗渣浆污水10、制浆造纸废水11和蔗渣浆废水12中都有应用。它鸣纸业*、晨鸣纸业*、潍坊纸业、齐河纸业等的中段废水处理工程中已得到成功应用。BIOLAK 在国城市污水处理中的应用BIOLAKBIOLAK 在国城市污水处理中的应用4。工艺流程招远城镇污水处理厂，1998 年开场建立，1999 年 10 月正式运行，处理规模6。-20 h贮池加带式脱水机的方式。方案比拟从技术方面分析，与常规活性污泥法比拟，BIO

19、LAK 工艺、氧化沟工艺和AB 工艺各有特点，都具有耐冲击负荷力气强、处理稳定性高和处理效果好的优点。但在技术、经济等方面存在确定的差异，其主要方面比拟如下。1与氧化沟工艺的比拟氧化沟工艺和BIOLAK 工艺都接受延时曝气法，同样具备延时曝气法的优点地面积大，氧化沟工艺却很难防止。2045 kW，曝气转刷总功率为 900 kW，加上螺旋桨水下搅拌器，仅氧化沟设备的装机容量就达949.6kW。相比.z.-.z.z.之下，由于BIOLAK5 米水深时为 28.8%)，接受 4130 kW520 kW，能耗明显降低。氧化沟为环形沟渠状，需全部接受钢筋混凝土构造，虽然一体式氧化沟系统不需建二次沉淀池，

20、但氧化沟的土建投资就达650 万元。BIOLAK曝气池接受土池，砌毛石，加上混凝土构造的沉淀池，土建投资共为250 万元。2与AB 工艺的比拟1AB 工艺中A 段正常运行的必要条件是进水中必需有足够的己经适应当污水的微生物，A 段去除率的上下与进水微生物量直接相关。假如城市污水中工业废水比重较大，污水中微生物浓度很低，A连续补充，生物絮凝吸附作用很弱，就会导致A类污水不宜接受AB废水未经处理直接排入，以及没有完善的管网系统，使城市污水的成分比拟简洁，这就影响了AB2 由于ABAB645702 kW。而BIOLAK284616 kW。3三种方案的比拟从上面的分析可以看出，与氧化沟工艺和AB 工艺

21、相比，BIOLAK 污水处理工艺在工程总投资、日常运行能耗和设备维护检修方面都具有明显的优势。依据几方面的综合分析考虑：(1)保证污水处理工程能够稳定、牢靠地运行；(2)保证处理后废水达标排放；有利于今后污水的深度处理和回用；尽可能地使构筑物和主要设备构造简洁、修理便利；(5)最大限度地节省土地、基建投资和日常运行费用。我们推举接受BIOLAKVNO 公司的专利2监测CODBODSSNH 监测CODBODSSNH -NTNTP进水769425384395914出水49231018241.2去除率949597545991指标53在国外的应用4美国Franklin1989 年 101.51043/

22、d，构筑物分为平行的两组，每组包括曝气池、沉淀池、稳定池等三局部，曝气48h，设 172 条曝气3)。表 31996 年 2 月的运行数据mg/L监监测指标TNCODBOD5TSSNH -N3TP进水136844847719.715914出水33150.21241.2去除率59.3299.7899.3396.8598.9391.43存在的问题与改进措施接受土池构造、利用浮在水面的移动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有确定特色的活性污泥处理系统。由于接受土池而大大削减了建立投资，接受曝气链曝气系统进一步强化了氧的砖移效率，并削减运行费用，大大提高了处理效果。工艺设计简捷，不需简洁的管理，在适

23、宜的条件下具有较大的经济和社会效益。但是在实际应用中还是存在不少的问题。4污泥负荷与停留时间BIOLAK 工艺在国外(尤其是在美国)的应用中污泥负荷极低，曝气池的停留20h6d必定导致占地面积增大，过高则处理效果不佳。在国污泥负荷的取值可以参20h构造设计BIOLAK(BIOLAK-Frio*)的使用，移动的曝气方式使得曝气池中不会发生明显的气体侵蚀现象，这样整个曝气池便可以接受土池防渗构造建筑，从而大大节省了土建投资。防渗层依据地质条件的不同接受了不同规格的HDPE 膜片(在垃圾填埋场被广泛使烦，且不均匀沉降和由温度变化引起的伸缩都有可能造成膜片撕裂；二是在地下水位比拟高的状况下，当放空检修

24、时地下水会把防渗层不均匀顶起，将影响构筑物的连续正常使用。依据近几年的经受，对于中、小型污水处理厂HDPE则更为平安合理。沉淀池池型BIOLAK 系统虽然停留时间相对较长，但是占地面积相对于其他工艺并不多，这主要是由于它对构筑物平面外形的要求不严格，而且接受了数池合建的方式(沉淀池两侧池壁与曝气池、稳定池共用)。应当说这样的布置格外简洁，建筑也格外便利，对于小型市政污水处理厂尤其适用。由于沉淀池为长边进水、长边出水，简洁造成有效水流距离缺乏，致使出水中悬浮物含量上升。因此，在设计中也可接受其他形式的沉淀池，具体状况视进水水质状况和对出水指标的要求而定。稳定池欧盟污水处理厂的出水指标包含对溶解氧

25、浓度的要求，因此需设置稳定池。而在中国，加设稳定池的作用主要在于弥补沉淀效果的缺乏。稳定池一般分为曝气段和沉淀段，其主要作用在于调整水中的溶解氧含量和进一步沉淀。一般来说，要求出水水质到达GB897896 一级标准的污水处理厂应设稳定池，而出水水质需到达二级标准的污水处理厂可不设稳定池。污泥处理系统BIOLAK 工艺属于延时曝气工艺畴，污泥龄较长，因此剩余污泥量较少且稳定(在欧洲很多小型污水处理厂仅设污泥贮池而不设污泥脱水机房)。污泥贮3045 d 剩余污泥量考虑。但是污泥贮池容积较大，占地大且污染环境。对于有除磷要求的污水处理厂污泥，长时间停留还会造成磷的释放，影响除磷效果。因此，大、中型或

26、有除磷要求的污水处理厂单纯机械脱水或沿用传统的浓缩池加机械脱水的处理方式。应当说明的是，由于可直接农用，简洁、经济，值得大力推广。工艺运行中活性污泥膨胀的问题活性污泥法治理废水，具有处理出水水质好，工艺比拟稳妥牢靠的优点。但污泥膨胀问题是在运行管理中始终困扰人们的难题之一。目前，虽然对污泥方面的，而这些因素又是相互影响、相互联系、相互制约的，所以至今仍未彻底解决此问题。同样，BIOLAKBIOLAK沫布满于池面，整个曝气阶段都没有衰减，污泥沉降性能变差，SVI污泥体积指数高达 400 mL/g 以上，二沉池有细小污泥不断外漂，出水浑浊， 水质变差。在显微镜下观看，污泥解絮，细碎的污泥絮体散落各

27、处，有较多的草履虫和豆形虫等原生动物散落其中。资料说明，当进水pH6.08.0；曝气池的DO2.0 mg/L 以上；进水COD8001200 g/L状菌，污泥部也没有缺氧迹象，即解体的污泥絮体呈黄褐色中心无缺氧变不存在微观状态中的缺氧。高粘性多糖类物质而形成的。对高粘性膨胀的争辩，在一些专业书籍中只是作了简洁的争辩，未能得到更多的启示。该污水处理系统是如何发生高粘性1.50mg/L，氨氮含量未检出。假设进水BOD 波动围较大，则可依据生化系数COD 近似计算BIOLAK。投加5cr氮、磷的比例是BOD：N：P=100：5：1。在连续进水，连续投加氮、磷的BOD5是造成高粘度膨胀的缘由之二。另外，在夏季的7 月，气温很高，进水温度到达了 3541。据有关经受介绍，在高温状况下，也可能发生非丝状菌污泥膨胀。这是由于，废水中含糖类碳水化合物较多时，微生物在代谢过程中来不及将有机物完全氧化消耗，而以多糖类高粘性物质贮存起