【文章內(nèi)容簡介】 統(tǒng)進一步強化了氧的磚移效率，并減少運行費用，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。 四、污水處理新工藝 —— BIOLAK 廢水處理工藝 （一） BIOLAK工藝流程 污水在首先經(jīng)過預(yù)處理和一級處理去除大的漂浮物后，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(dá)標(biāo)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 專業(yè)技能大賽 “善水思源”團隊 16 （二） 工藝流程說明 Ⅰ、 污水的預(yù)處理 來自 南湖學(xué)生 公寓、教學(xué)樓、食堂及各個下水管道 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)立式污水泵提升至細(xì)格柵，細(xì)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(xì)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(fù)荷。 Ⅱ、 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(fù)擔(dān)，從而減輕動力消耗和曝氣區(qū)的體積。混合區(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。 Ⅲ、 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。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。 Ⅳ、 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(dá)標(biāo)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。 專業(yè)技能大賽 “善水思源”團隊 17 由于南湖的污水處理量比較小，所以我們的剩余污泥不會很多，因此我們可以直接做到污泥的及時處理。 Ⅴ、 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)。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。 由于我們校園的使用，我們可以 從以下兩個方面考慮污泥最終用途： 第一我們可以發(fā)揮我校材料學(xué)院的優(yōu)勢，和他們一起聯(lián)合開發(fā)新型的以污泥為原材料的建材。這些建材可以作為南湖新校區(qū)的再建設(shè)的材料。 第二南湖新校區(qū)的大量綠化需要定期的有機肥料，這又是一個良好的解決方法。 通過以上兩個方法，我們不但解決剩余污泥的去向，而且也可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。 （三） 工藝簡介 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)。作為一個校園污水處理站，我們更要考慮到環(huán)保和經(jīng)濟的雙重效益，同時作為一個試點的工程，我們要突出它的創(chuàng)新性和未來可能帶來的經(jīng)濟效益。 專業(yè)技能大賽 “善水思源”團隊 18 因此我們選擇在南湖新校區(qū)污水處理廠運用 BIOLAK 工藝。 BIOLAK 工藝就是一種高效低耗技術(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(fù)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。 BIOLAK 工藝的雛形產(chǎn)生于 20世紀(jì) 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 BIOLAKFriox(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) (BIOLAKR工藝 )。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 BIOLAKL 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。 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) )。由于可以合建曝氣池、沉淀池我們可以節(jié)省大量的地下工程的經(jīng)費。這對我們南湖污水處理廠的建設(shè)有很大的現(xiàn)實意義。 BIOLAK 系統(tǒng)造價較低的主要原因在于懸浮式曝氣器 (BIOLAKFriox)的使用，移動的曝氣方式使得曝氣池中不會發(fā)生明顯的氣體侵蝕現(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(dāng)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， 專業(yè)技能大賽 “善水思源”團隊 19 大型污水處理廠采用混凝土結(jié)構(gòu)則更為安全合理。因此南湖污水處理廠，我們可以直接使用土池加 HDPE 的結(jié)構(gòu)，這樣會大大節(jié)省土建投資。 （四） 工藝原理 BIOLAK 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)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(dá)到最高的凈化度。 圖 1 BIOLAK污水處理流程 S— 細(xì)篩； P— 壓制： FO— 溢流浮子； SP— 泥餅； J— 懸浮氣浮鍵； RS— 回流污泥； ES— 剩余污泥； SW— 過量水； D— 輸送器； SD— 污泥干燥 專業(yè)技能大賽 “善水思源”團隊 20 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(dá)到了最好的除氮效果。 統(tǒng) BIOLAK 曝氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖 2所示，曝氣頭懸掛在浮鏈上，停留在水深 4－ 5 m 處，氣泡在其表面逸出時，直徑約為 50μm 。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?zhǔn)?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?zhǔn)顾a(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。 專業(yè)技能大賽 “善水思源”團隊 21 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)， BIOLAK 廢水處理工藝通過水力緩沖和懸浮及溢流系統(tǒng)有效的解決了這一問題。懸浮溢流采用可浮動的溢流浮子，能使水力緩沖體積達(dá)到總體積的 10%，懸浮溢流系統(tǒng)見下圖 4所示。 圖 4 懸浮溢流系統(tǒng) 專業(yè)技能大賽 “善水思源”團隊 22 3. 工藝參數(shù) 根據(jù)德國 ATV標(biāo)準(zhǔn)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 取 值 污泥負(fù)荷率 [kgBOD/（ kgMLSSd ） ] － DMS（ mg/L） 2020－ 4000 —— （ DMS為曝氣池進水與回流污泥之混合液的懸浮物平均濃度 ） 污泥容積指數(shù) (mg/L) 50－ 80 污泥回流比（％） 50－ 150 回流污泥濃度 (mg/L) 8000－ 12020 通過上表的各個數(shù)據(jù)，我們可以看出運用 BIOLAK 工藝 是完全能達(dá)到污水的出水要求的。同時可以節(jié)省大量投資。 專業(yè)技能大賽 “善水思源”團隊 23 4． 結(jié)構(gòu)設(shè)計 Ⅰ、 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(yán)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。 同時可以選擇 在南湖的角落進行無拆遷的建設(shè)，這又將節(jié)省不少的投資。 以下是設(shè)計后的景觀模擬圖： Ⅱ、 穩(wěn)定池 歐盟國家污水處理廠的出水指標(biāo)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(dá)到 GB8978— 96 一級標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠應(yīng)設(shè)穩(wěn)定池，而出水水質(zhì)需達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠可不設(shè)穩(wěn)定池。 為了達(dá)到我們預(yù)期的可回收利用的效果，我們選擇 出水水質(zhì)達(dá)到 GB8978— 96一級標(biāo)準(zhǔn) 。 專業(yè)技能大賽