百乐克(BIOLAK)工艺不足分析及优化设计
1 工艺流程
污水首先经粗格栅去除漂浮物,然后自流进入集水池。经污水泵提升至旋转细格栅(栅条间距为1 mm),使杂物及砂粒分离并压缩处理。出水先进入厌氧池由搅拌器将水和回流污泥混合进行厌氧处理,目的是去除污水中的磷;然后自流进入百乐克(BIOLAK)生物池,悬链式曝气器沿水流方向前后摆动并向水中充氧,对污水进行交替的好氧与缺氧处理,去除污水中的BOD 氮、磷等污染物;处理后的混合液在澄清池(二沉池)实现固液分离,上清液经稳定池充氧稳定后流人接触池加氯消毒处理,出水可直接排放或经深度处理后回用。
2 存在问题及分析
2.1 缺少沉砂预处理步骤
百乐克工艺流程中不设沉砂池,仅靠间距为1mm的细格栅来拦截砂粒。此细格栅间距较有沉砂池的细格栅(栅条间距一般为5~6 mm)小很多,这使栅渣量增多,且由于颗粒物质表面附着粘性有机物质而使栅渣中有机物含量较高,易造成二次污染。同时,因细格栅无法去除粒径≤1 mm的细砂,细砂进入后续生物处理池的除磷区时,由于流速较低而易堆积,甚至板结,难以清除。
2.2 多级A/O法难以保证稳定的脱氮效果
百乐克工艺的缺氧区和好氧区未严格分离且距离较近,仅靠曝气链的交替曝气/不曝气而形成缺氧区和好氧区,由于水的流动、缺氧区和好氧区距离较近及曝气链的摆动,好氧区中的氧气易带人缺氧区,较难形成一个溶解氧浓度极低或缺氧的环境,因此百乐克工艺虽然有一定的脱氮效果,但要达到稳定的脱氮效果尚有一定难度。特别是2002年《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中控制了TN的排放标准,百乐克工艺脱氮效果的稳定性问题更应引起重视。
2.3 二沉池沉淀效果稳定性不理想
《给水排水工程快速设手册》中确定的平流沉淀池设计数据为:① 池子的长宽比以3~5为宜,大型沉淀池可考虑设导流墙;② 池子的长深比一般采用8~12;③ 一般按表面负荷计算,按水平流速校核,二沉池最大水平流速为5 mrn/s。百乐克工艺采用平流沉淀池,受池体一体化合建的限制,生物池出水由二沉池长边进入,二沉池的长宽比为0.2~0.5,长深比为3~5,表面负荷为0.85~1.0 m /(m •h),最大水平流速为1.0~2.0 mm/s。可以看出,百乐克工艺的平流沉淀池与常规平流沉淀池的设计参数相比,除表面负荷一致外,其长宽比、长深比、最大水平流速均低于常规平流沉淀池的设计参数,特别是长宽比相差约10倍。两种平流沉淀池池型的水力参数指标比较见表1。
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从表1可以看出,百乐克沉淀池的弗罗德数远远小于传统平流沉淀池,说明其长端进水水流的稳定性远低于传统平流沉淀池短端进水水流的稳定性。两池雷诺数基本相当,均为紊流。百乐克工艺的沉淀池由长端进水,使水流在整个横断面上分布较不均匀,横向速度分布不均比竖向速度分布不均更易引起沉淀效率及沉淀池容积利用率的降低。另外百乐克工艺沉淀池沿池子长端刮吸泥,这将引起进水水流的紊流扩散与脉动,也使得颗粒的沉淀受到干扰。
3 优化设计
3.1 增加沉砂系统
沉砂系统主要去除污水中密度为2.65 t/m 、粒径>0.2 mm的砂粒,使无机砂粒与有机物分离开来,便于后续生物处理。
百乐克一级处理采用栅条问隙为1 mm的细格栅(含自清洗装置)去除污水中无机砂粒及固体杂质,现将其与目前市政污水常用的一级处理细格栅+沉砂池系统(Q=4×lO m /d)进行比较,具体见表2
表2 两种沉砂系统比较
从表2可以看出,百乐克细格栅系统的工程总造价较高,且存在栅渣中有机物含量较高和细砂板结问题,故建议采用细格栅问+沉砂池系统取代百乐克细格栅。
3.2 设置独立脱氦区
针对百乐克工艺缺氧区难以形成一个溶解氧浓度极低或缺氧的环境从而影响脱氮效果的问题,建议在除磷区后设置独立的脱氮区,由于土池不便分隔,故脱氮区可采用钢筋混凝土结构,同时方便安装墙壁式混合液回流泵。厌氧、缺氧和好氧三个区严格分开后可提高脱氮效果。
3.3 在沉淀池后增设稳定池
为保证出水稳定性,克服百乐克沉淀池由于长端进水导致横断面上水流分布不均匀、稳定性较差的缺点,可在沉淀池后增设稳定池,以进一步延长沉淀时间、增加沉淀池长度、改善长宽比,提高水流稳定性。
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