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百乐克工艺之不足浅析

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摘 要: 百乐工艺是近年来出现的一种新型污水处理工艺,目前在中国被广泛使用。但是在运行过程中,百乐克工艺还存在一些不足之处。本文通过对百乐克工艺在运行中所出现的不足之处进行分析,以期能够对百乐克工艺的设计、建造有所帮助,使污水处理达到更好的处理效果。

关键词: 百乐克工艺 流程 不足

一、百乐克工艺的简介

百乐克工艺(Biolak)是一种新型的活性污泥法污水处理工艺。它是采用敷设HDPE防渗膜的土池结构和悬浮式曝气链的一种具有一定特色的污水处理系统。百乐克工艺(Biolak)的主要工艺特点:(1)污泥负荷较低,具有较强的抵御冲击负荷的能力。(2)去除有机物的同时,兼具除磷脱氮的功能。(3)采用投资低廉、易于开挖的土池结构,敷设HDPE防渗膜隔绝污水和地下水。(4)采用悬浮式曝气链,由于其曝气器的特殊结构和运行方式,与其他曝气系统相比,氧气利用率高。(5)工艺设计简便,其池形和结构方式灵活,可根据地形,采用曝气和澄清一体化工艺。百乐克工艺具有投资低廉、布局紧凑、工作稳定、运行可靠、维护简单、运行费用低等特点。该工艺在国内外已有数百座污水处理厂的应用实例,既适用于城市污水的处理,又适用于工厂、企业的工业废水的处理,适合中国国情。

二、百乐克工艺流程

污水经人工格栅、机械粗格栅,截留去除其中粗大的漂浮物和悬浮物后,进入泵房集水池,产生的栅渣经压榨处理后外排。污水由潜污泵提升至细格栅水道,流经机械细格栅,去除较小粒径的漂浮及悬浮物质后,流至旋流沉砂池。栅渣由无轴螺旋输送机运至出渣间外排。污水在旋流沉砂池中去除较大的无机颗粒后,进入百乐克生物池。沉砂经去水处理后外运。污水在厌氧池和曝气池中,在微生物的作用下,去除有机污染物和氮,磷等污染物后,进入沉淀池完成泥水分离。出水进入稳定池,继续沉淀去除残留的悬浮物,并进行加药消毒后,出水可直接排放或经深度处理后回用。

工艺流程图如下:

三、百乐克工艺在运行中的不足

1.沉砂池在百乐克工艺当中,沉砂池多选择旋流沉砂池。这种池型具有结构简单、占地面积小、运行费用低、除砂效果好等优点。沉砂池中沉砂的排出方式大多使用压缩空气气提。这种方法的优点在于系统可靠、耐用,但是设备相对较多,管理较为复杂。在实际运行过程中,压缩空气气提排砂还存在以下问题:(1)压缩空气气提利用压缩空气,将沉砂池底的沉砂提升至池外。在实际运行中,分为气冲和气提两个步骤。使用气冲时,压缩空气会对池中沉砂,尤其是细砂,产生扰动,不仅使出水水质下降,而且细砂进入后续处理构筑物后,会对后续处理造成一定影响。(2)气提排砂时排砂量较小,这使得池中沉砂大量沉积,池体有效容积下降,影响沉砂去除效果。(3)气提排砂管道在使用过程中容易堵塞,且不易疏通。另外,在细格栅间和沉砂池合建时,压缩空气气提所用的鼓风机可以放置在细格栅间中。但是如果在设计中考虑将粗细格栅间合建,则还需考虑气提鼓风机在冬季的保温防冻问题。

2.HDPE防渗膜:百乐克工艺中的主体构筑物,如厌氧池、曝气池和稳定池等,均为土池结构,上敷设HDPE防渗膜。HDPE防渗膜具有良好的抗老化性能,可始终浸泡在污水中,使用寿命长达50年以上。

在实际运行中,当池体面积较大时,所用HDPE防渗膜的面积也会增大,由于池体沉降和温度变化不均匀等情况的发生,有可能造成膜片的撕裂。

3.厌氧池与曝气池采用共壁建造,出水口一般选择在回流泥渠相对一侧的水下,方式为水下过水孔连通。加之附近搅拌机的设置,使得水面上经常出现大量浮沫。

4.曝气池中所使用的悬浮式曝气链,是百乐克工艺的一大特点。其曝气器的特殊结构和运行方式与底部固定式曝气盘比较起来,具有氧气利用率较高、供气方式灵活等优势,但也存在一些问题:(1)悬浮式曝气链的底部曝气器在池中呈悬浮状态,在水流流动和曝气作用下,受力不均匀,会在一定范围内来回摆动,造成曝气不均匀。尤其是在曝气池中的水量和泥量发生变化时,更明显。(2)由于悬浮式曝气链底部装置的潜水深度,以及曝气池池体两侧的坡形结构,会使曝气链两侧出现曝气死角,造成泥水混合不均匀,池体两侧发生污泥沉积,导致池体有效容积减小。(3)悬浮式曝气链为HDPE材质,会随着温度和日照的变化在纵向上发生膨胀和收缩,摆动幅度也会受影响。(4)曝气装置中的空气扩散框架与曝气管连接处所使用的特殊空心螺丝,容易在曝气链摆动过程中,发生松动,甚至是脱落,造成曝气不均匀,使曝气效果削弱。(5)曝气池底的污泥沉积后,会将曝气链的曝气装置托高,造成曝气不均匀,曝气效果削弱。(6)百乐克工艺通过对曝气管道阀门的控制,在曝气池中形成多级A/O反应段,在不需要硝化液内回流的情况下,最终实现脱氮。在实际运行中,因为曝气池中的好氧区和缺氧区未被彻底分隔,仅靠曝气链的交替曝气/不曝气而形成好氧区和缺氧区。由于水的流动、曝气链的摆动及好氧区和缺氧区距离较近,好氧区中的氧气易进入缺氧区,较难形成溶解氧浓度极低或缺氧的环境。

5.沉淀池。(1)百乐克工艺采用平流式沉淀池,由于受池体一体化合建的限制,生物池出水由沉淀池长端进入,因此进水水流的稳定性远低于传统平流式沉淀池短端进水水流的稳定性。(2)百乐克沉淀池由长端进水,进水水流在整个横截面上分布较不均匀,而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池体容积利用率的降低。(3)沉淀池中的桁车式吸泥机沿池体长端刮吸污泥,引起进水水流的紊流扩散与脉动,使得活性污泥颗粒的沉淀受到干扰,从而影响出水水质。(4)沉淀池出水方式为浅层出水,可以对池中的浮渣起到截留作用,却缺少截留浮渣的收集、输送和后续处理的设备。(5)沉淀池中的桁车式吸泥机在冬季运行时容易打滑,在一定程度上增加了运行管理的困难。(6)沉淀池的回流泥渠为露天式建造,在输送污泥的过程中,回流污泥易发生表面富氧,会对前端厌氧池中的厌氧反应造成影响;在冬季,回流污泥温度的下降,也会对厌氧反应产生影响。

6.在沉淀池后增设稳定池,可保证出水稳定性,克服百乐克沉淀池由于长端进水导致横截面上水流分布不均匀、稳定性较差的缺点,并且在稳定池中设置曝气链,提高出水中溶解氧的浓度。

这就出现了富氧与沉淀之间的矛盾。既然稳定池是作为后续沉淀池,对于沉淀池出水进行二次沉淀,那么曝气充氧是如何保证沉淀的正常进行,如何保证出水水质的?另外,在设计中稳定池还兼做接触池,具有消毒的作用。一般在稳定池进水口投加消毒剂,在曝气时可使消毒剂与进水进行混合,但在稳定池中不曝气时,缺乏有效措施。稳定池中二次沉淀的污泥,缺乏有效的排出措施。

参考文献:

[1]王小文主编.水污染控制工程.北京:煤炭工业出版社,2002.

[2]纪轩主编.污水处理工必读.北京:中国石化出版社,2009.

[3]林荣忱主编.污废水处理设施运行管理.北京:北京出版社出版集团北京出版社,2006.

[4]娄金生等.水污染治理新工艺.北京:海洋出版社,1999.