Biolak工艺处理工业废水
摘要：介绍了采用百乐克工艺处理工业废水的工程实例，并给出了主要构筑物的设计参数，调试及运行表明：百乐克工艺具有结构紧凑，曝气产生的泡沫少，回流污泥量大，剩余污量很少，运行稳定，维护方便，处理成本低，效率高，并可实现脱氮除磷效果等优点。
关键词：工业废水； 百乐克工艺； 移动式曝气链；污泥回流
Biolak（国内称之为百乐克）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，使污水能够经过多次的缺氧与好氧过程，进而强化了污泥的活性，[1]创造了各类特种微生物的良好生长环境。微生物的新陈代谢高效地降解了有机物，波浪式氧化工艺对氮和磷进行了高效去除，达到了净化水质的目的。百乐克工艺是一种低负荷活性污泥法处理技术，它采用数池（除磷池、曝气池、沉淀池、稳定池）一体化合建的方式，布置简洁，建造方便，负荷高，出水水质稳定良好。
1.废水特征
山东省安丘市污水处理厂处理量一期为3万m3/d，主要为当地造纸厂的中段水和柠檬酸厂的工业废水，另外还有少量城镇居民生活水（含城市公共设施排出的污水），二期为3万m3/d，合计6万m3/d。该混合水的水质指标详见（表1）。
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项目
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pH
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CODcr(mg/L)
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BOD5(mg/L)
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TP(mg/L)
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NH3-N(mg/L)
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SS(mg/L)
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原水
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6.6~7.9
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800~1000
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300~500
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3~4
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40~50
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300~400
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设计值
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6~8
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1000
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500
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4
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50
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400
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排放标准
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6~9
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≤120
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≤30
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≤1
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≤25
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≤30
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2.处理工艺及主要构筑物
废水经过粗格栅去除大的漂浮物后，自流入集水井，由立式污水泵提升至组合式旋转细格栅,细格栅把杂物及砂粒从废水中分离出来,并浓缩处理。旋转细格栅处理出水先进入旋流式沉砂池,然后进入除磷池由推进器将进水和厌氧污泥混合进行厌氧处理,然后自流入百乐克生化池,利用悬链式曝气器曝气充氧进行好氧处理,处理后的污水,经沉淀后再进行曝气充氧稳定,出水经消毒后排放。百乐克反应池需要的氧气由鼓风机供给,预处理设施产生的机械杂物外运填埋处置，工艺流程见图1。
图1 工艺流程图
①旋流式沉砂池（兼作调节池），按一、二期合计6万m3/d考虑，设两座，有效池容为57.6m3，有效水深1.2m，污水水力停留时间55s，水平流速0.22m/s，主要去除0.25mm以上的砂粒。进水沿沉淀池切线方向，出水沿圆心方向，采用气提方式除砂。
②除磷池有效池容为2500m3，有效水深5.0m，水力停留时间2.0h，三台搅拌器由德国冯·诺顿西公司制造，配电功率10KW。
③曝气池采用钢筋混凝土结构，有效池容为21065m3，有效水深5.5m，污水水力停留时间16.8h，池内的MLSS浓度为4kgDS/m3，采用溢流堰出水。池内设12条移动式曝气链，；一台溶解氧仪，采用PLC控制系统，溶解氧上限为2mg/L，下限为1mg/L；一台pH在线检测仪。曝气池内污泥负荷Ns=0.08kgBOD5/kgMLSS.d，容积负荷Nv =为0.28kgBOD5/m3.d，污泥浓度MLSS为4g/L，污泥龄SRT为29天。百乐克微空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,每条浮动链可在池中的一定区域蛇形摆动(见图2) 。在曝气链的运动过程中,自身的自然摆动就可以达到很好的混合效果,节省了混合所需的能耗。
图2 曝气链的运动过程
④沉淀池采用钢筋混凝土结构，有效池容为5400m3，污水水力停留时间为4.3h，设有轨道式行车一台，驱动装置功率功率为0.18KW；污泥回流系统设吸泥机一台，配两台污泥泵（功率N=9KW，扬程H=6.0m，流量Q=600m3/h），以上设备均为德国冯·诺顿西公司制造，污泥回流比为100％，其中回流至除磷池和曝气池的分别约占70％和30％，采用闸门方式控制。
⑤稳定池有效池容3200m3，有效水深10.0m，其中曝气段及沉淀段各为5.0m，污水水力停留时间2.6h，池内设一条移动式曝气链，用来增加水中溶解氧的含量。设稳定池的作用主要在于调节水中溶解氧的含量和进一步沉淀，以弥补沉淀效果的不足。
⑥配套设施
集水井为砖砌体，尺寸L×B×H=9.5×9.3×7.5m，有效池容为162.0m3，污水提升泵采用浸式安装，台阶式组合，其中两台型号均为400QW1500-10-75（Q=1500m3/h,H=10m,N=75KW），另外两台型号为250QW700-11-37（Q=700m3/h,H=11m,N=37KW）。采用两台粗格栅，格栅宽度B=900mm，栅条间距e=20mm，配电功率N=1.1KW，安装角度a=75。。采用两台组合式旋转细格栅，格栅宽度B=900mm,栅条间距e=5mm，配电功率N=1.1KW，安装角度a=75。（格栅的设计按一、二期6万m3/d考虑）。两台罗茨鼓风机采用户外布置的方式，相应参数：功率为160KW，风量为105m3/min，出口风压为60kPa；同时配有隔音罩、消音器、空气滤清器及安全阀，确保距风机1m以外区域的噪音低于75分贝（dBa）。
3.调试及运行
采用接种与驯化同步进行的方式，接种污泥为潍坊市污水处理厂经压榨脱水后的污泥，接种量为0.5kgDS/m3，总计0.5kgDS/m3×21065m3=10532.5kg，（DS为干污泥量Dry Sludge的英文缩写）。调试过程进水分三步：第1～5天，进水水量1万m3/d，第6～10天，进水水量2万m3/d，第11～15天，进水水量3万m3/d。整个调试过程历时两个多月，进水水量达到3万m3/d后，逐步使曝气池中的活性污泥达到设计值4g/L。本工程自调试结束至今已稳定运行四个多月。
4.运行效果及经济分析
由当地的环境监测部门连续三天现场取样进行检测，结果见下表。经过该工艺处理后的工业废水完全达到GB8978－96的二级排放标准。（表2）
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项 目
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pH
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CODcr(mg/L)
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BOD5(mg/L)
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TP(mg/L)
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NH3-N(mg/L)
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SS(mg/L)
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出 水水质
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6.5~8.2
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55~70
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17~26
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0.7~1.0
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15~21
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17~25
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结论该工程总投资2700万元（不包括管网），其中土建投资约700万元，国内设备约500万元，国外设备1000多万元，电气仪表设备及安装费用200多万元，调试费用每天8000元左右（主要是电费，每天的用电量约7000度）。工程占地面积56530m2，建筑物占地面积21317m2，道路占地面积5520m2，绿化用地13000m2，整个围墙长度956m。污水的处理成本为0.48元／方。山东招远市污水处理厂自1999年采用百乐克工艺处理污水以来运行一直很稳定，深圳市龙田污水处理厂采用百乐克工艺以来运行也一直很稳定。
5.结论
①百乐克工艺启动快，操作简便，运行稳定，污泥回流量大，剩余污泥很少，能长时间存放不腐烂，不产生臭味，经贮存池干化，消毒后可做农业肥料。
②生产实践运行表明百乐克工艺由于采用移动式曝气链系统，能够把空气分散为极其微小的气泡，氧的传质利用率高，COD去除率高；曝气产生的泡沫少，百乐克工艺配置了四只喷射式水枪进行消泡，效果很理想，妥善解决了常规曝气容易产生大量泡沫的问题。
③曝气头的维护简单、方便，不需停产，放空。
④采用百乐克工艺处理工业废水，出水水质达到GB8978－96的二级排放标准。该系统日常运行费用低，处理效率高，出水效果好，进一步处理后可考虑回用。