Biolak工艺在中小城市污水处理中的应用前景
[摘 要]主要介绍Biolak污水处理工艺特点及在中小城市处理中的应用和注意事项;探讨低成本远行污水处理系统的途径和适用范围。
[关键词]Biolak工艺 活性污泥 爆气池“三低一少”
Biolak工艺就是一种高效低耗、多级、多渠道的废水处理系统。由德国VNO冯·诺顿西工程和技术有限公司从七十代起研究、发展、完善起来的一项低成本、低负荷活性泥,能创造各类特种微生物的良好生长环境,使其更高效地降解有机物(COD.BOD),并通过波浪式氧化工艺对氮与磷进行高效去除的技术(并在雨水期利用整体缓冲系统避免或减轻了雨水滞留的问题),在中小城市污水处理中有较好的前景。
一、Biolak工艺特点
Biolak工艺是一种具有除磷脱氮功能的多级活性污泥、污水处理系统,工艺设计简捷,其特点具体是:
1.低负荷活性污泥工艺。Biolak系统利用了含大量微生物的活性污泥来净水,回流量大、污泥浓度较高、相对曝气时间较长,所以污泥负荷较低。微生物把污染物作为养料来吸收,吸收率高,出水非常干净,污泥量小,不需要硝化处理和污泥矿化程度高,无嗅味以及泥龄长有利于硝化菌的繁殖。
2.曝气池采用土池结构。Biolak系统采用土池结构,使用HDPE防渗膜隔绝污水和地下水,克服了一般土池结构中容易造成对地下水的侵蚀;悬挂在浮管上的微孔曝气头避免了池底池壁孔安装的困难。与钢筋混凝土结构相比,价格低廉,易于开挖并能因地制宜,适用现场地形。HDPE渗膜的土池使用寿命不低于钢筋混凝池。
3.高效的曝气系统。Biolak曝气装置为微孔曝气形式,曝气器由浮管牵引悬挂在池中,曝气器与布气管间用软管相连,通气时曝气器由于受力不均在水中产生运动。在曝气的情况下运动连续不断像波浪一样变化,在反应池中形成耗氧区和厌氧区,随着氧的硝化反应和厌氧的反硝化反应阶段变化,污水中的氮可以去除得非常彻底,由于氧气可以直接从反硝化反应中得到一部分,因此需要的空气很少。它利用分段曝气可以节省能耗。
4.二次曝气和安全池。为了保证负荷变化对出水质量,Biolak工艺利用一个相对独立的池来进行二次曝气,以保证出水清洁且水中有足够的溶解氧。
5.二沉池曝气池中产生的污泥在二沉池中被分离并重新回到曝气池参与污水净化。也可将二沉池和曝气池合并到一起,可节省土建费用,二沉池沉淀的污泥由漂浮式刮泥机吸泥机排入污泥槽回流。
二、Biolak工艺流程
污水在首先经过预处理和一级处理去除大的漂浮物后,出水先进入混合池,由推进器将进水和污泥进行混合,然后自流入Biolak生化池。利用曝气充氧进行好氧处理,处理后的污水,经沉淀池沉淀后达标排放。Biolak反应池产生的剩余污泥用污泥泵送入污泥浓缩池,污泥浓缩池产生的上清液自流入Biolak反应池的混合区。Biolak反应需要的氧气由风机供给,预处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工艺流程如图所示。
1.污水的预处理。
来自城市排水截流干管的污水进入经过粗格栅去除大的漂浮物,然后自流入集水池。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漂浮物和颗粒杂质等,细格栅可把杂物及砂粒从废水中分离出来,同时可除掉一部分有机负荷。
2.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,进水与回流污泥进行充分混合。除了起混合作用外,污水在混合区的缺氧环境下,可能发生部分水解酸化反应,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一定的作用。
3.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扩散装置,以微小气泡的形式向池中提供空气。在曝气装置的搅拌作用下,污水与活性污泥更好地混合,微生物将污水中的有机物降解。
4.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、固液分离。沉淀池中的上清液经溢流堰流出,达标后排放。沉淀下来的污泥大部分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。5.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内源呼吸期,只产生少量容易脱水的、无臭且较为稳定的污泥,不需要再进行厌氧硝化处理。
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三、Biolak污水处理系统在城市污水处理中的应用
Biolak系统有很好的除氮功能,可广泛适用于城市污水和工业废水的处理,在造纸、纺织、化工、制药仪器及生活污水处理上有其独特的优势,武汉晨鸣纸业有限公司、山东潍坊纸业、山东招远城镇污水处理厂都得到很好的应用。以山东招远污水处理为例,其处理效果见下表:
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1.Biolak工艺采用土池结构,前期投资成本较低,又能因地制宜,不受地形限制。
2.有很好的HDPE防渗膜,有利于污水与地下水的隔离,防渗效果好,其使用寿命也不低于钢筋混凝土池。
3.Biolak系统占地面积较少,有利于节约土地。
4.Biolak工艺去除水中的污染物率较高,技术较先进。
通过Biolak工艺与其他工艺比较,可以看出其优势:
1.与氧化沟工艺的比较:氧化沟工艺为环形沟渠状,需全部采用钢筋混凝土结构,两者都具有延时曝气法的优点,但氧化沟工艺消耗的动力大,曝气池容积大。氧化沟工艺需采用20台转刷,每台功率45KW,而Biolak曝气装置的动力效率和氧的利用率高,采用4台分机,共520KW即可。2.与AB工艺的比较:AB工艺中A段正常运行必要条件是进水中必须有足够的已经适应污水的微生物。A段去除率的高低与进水微生物量直接相关,如果城市污水中工业废水比重大,污水中微生物浓度很低。A段曝气池得不到外源微生物的连续补充,生物絮凝吸附作用很弱,影响AB工艺的处理效果。可见Bi2olak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有明显的优势。
四、使用中的注意事项和改进措施
1.污泥负荷与停留时间:Biolak工艺在应用中污泥负荷低,曝气池停留时间一般都在20H以上,有的甚至达到61H以上,因此使用时采用延时曝气法来确定污泥负荷取值,将停留时间控制在20H以内较为科学经济。
2.Biolak系统造价较低的原因之一是采用悬浮式曝气器,使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采用土池防渗结构,节约了土建投资,但使用HDPE膜如果占地面积大,由于土地沉降和温度变化的不均匀,都可能造成膜片撕裂,所以Biolak工艺土池结构只适应小型污水处理厂使用,对中小城市可参考。
3.沉淀池和稳定池是Biolak工艺中可供选择的装置,如果出水中悬浮物含量高,可在设计中增加沉淀池,出水中如果要求水质达到GB8978-96一级污水处理厂标准,应设稳定池。而出水质量只达二级标准可不设稳定池。
4.污泥处理系统:由于Biolak采用延时曝气工艺,污泥泥龄较长,污泥量度较小且稳定。采用污泥贮池和污池干化处理,经消毒检测后可直接农用,简单、经济值得推广,但在污泥干化过程中容易造成磷的释放,影响除磷效果,因此可采用浓缩池加机械脱水的处理方式来解决。
[参考文献]
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[3]胡兴军,安 岗.废水处理技术亮点突现,化工文摘2004年1期.
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