百乐克污水处理工艺在小城镇污水处理的应用

来源:用户上传      作者: 孔令辉

　　我国小城镇污水处理设施建设已经呈现高速增长的态势。由于小城镇污水处理的兴起,我国城镇污水处理发展的总趋势是数量越来越多,分布越来越广,规模更趋小型化,技术类型和建设、运营、管理模式更趋多样化。
　　一、小城镇污水处理的特点及原则
　　在我国,小城镇的经济实力较弱,科技水平较低,城镇管理不够健全。小城镇污水处理设施因所处的自然地理环境条件各不相同,当地经济结构、产业结构不同,经济、社会、科技发展水平不同,导致污水水质千差万别。在进行污水处理设施设计时应充分考虑这些特点。处理工艺的选择应遵循以下原则:投资较省,建设周期短,日常运行成本低;污水水质、水量变化较大,需要设置调节池减少冲击负荷的影响;技术要求较低,操作简单,较易实现自动化运行,维护费用低;处理效果稳定,产泥量少,剩余污泥以回归自然的处理方法为宜。
　　二、百乐克污/废水处理工艺
　　20世纪90年代,我国从德国引入了百乐克污/废水处理工艺,各地也相继建设和投产了一批具有试点意义的污水处理厂。
　　(一)百乐克污/废水处理工艺的特点
　　第一,该技术采用高效率的底部微孔曝气头,并使用移动式曝气链以进一步强化氧气的传送效率,同时主体工艺使用非常新颖的换轮阶段曝气以降低能耗,节约运行费用。第二,悬挂链技术中核心构筑物可以采用合建土池结构,也可以利用现有的坑塘和自然水系。池形可以根据实际情况设计成不规则形状。占地面积和土建费用的大大节省,因此投资降低,建设周期缩短。经核算,百乐克污/废水处理工艺的污水处理厂的直接建设成本为1000元/m3-1200元/m3,大大低于采用其他工艺的污水处理厂。第三,与环境协调性好,大多数情况下处理后的水能就近排放,可作为地面水体的补充水源。第四,管理方面,操作简单,较容易实现自动化运行。由于没有水下固定部件,降低了维修时的工作量,当曝气器需要维修时也不需要储备池。实践表明,曝气器运行几年也不用任何维修。
　　(二)百乐克污/废水处理工艺的核心技术
　　1、曝气池结构。曝气池可直接利用露天的土池,直接降低了土建工程投资。施工时,现场开挖基坑,坑底经压实处理后,直接在坑底安装HDPE防渗层。悬挂在浮管上的微孔曝气头避免了在池底池壁穿孔安装。因此,安装HDPE防渗层的土池的投资低廉,且易开挖,对地形的适应性也很强,完全达到了混凝土池的使用要求,同时在建设周期上有更大的优势。
　　2、有效的曝气系统。曝气系统采用高效的悬挂链曝气装置。微孔曝气器悬挂在浮动的气链上,由浮筒牵引,悬挂在池中。曝气器与浮筒/布气管间用软管连接,在向曝气器通气时,单个曝气器由于受力不均,在水中产生运动,当曝气器偏离浮筒垂直轴时,气泡升到水面并在浮筒一侧爆裂,对浮筒产生反向推力,推动浮筒运动,浮筒的运动反过来带动曝气器运动,在曝气情况下运动持续不断每条浮链可在池中的一定区域运动。由于曝气链是可移动的,池内的混合效率很高,自然就节省了混合的能耗。采用百乐克曝气器的系统曝气池中混合作用所需的耗能仅为传统曝气法中混合作用的耗能为1/8左右。波浪式曝气控制池中形成耗氧区和厌氧区。随着耗氧的硝化反应和厌氧的反硝化反应的阶段变化。利用分段曝气,可以节省能耗,同时混合好,污水中的氮可以被去除的非常彻底,其优点非常明显。氧气可以直接从反硝化反应中得到,因此,所需空气很少。经实际运行反馈的数据表明在废水环境中其曝气能力为2.5kgO2/kwh(每度电),而传统的污水处理厂该值为1kgO2/kwh(每度电)。同传统的处理工艺相比,这样的工艺氧化效果好得多。通过波浪式曝气,可以减少池中生物性磷。经实际运行反馈的数据表明磷的去除率基本可达到80%-90%。由于百乐克曝气器特殊的结构,即使在很复杂的环境里曝气器也不至于阻塞,这意味着曝气装置可运行几年不维修,所需维护费用很少。
　　3、简单而有效的污泥处置。百乐克系统里利用了大量的低负荷活性污泥来净化污水。悬挂链工艺采用低负荷,一般情况下采用0.05-0.3kgBOD5/kgNLSS.d,在纬度较高地区采用0.02-0.1kgBOD5/kgNLSS.d;停留时间为12-48h。与传统活性污泥法比较,它有以下优点:第一,低污泥负荷的长停留时间使得废水中的污染物被彻底吸收(分解)。第二,由于污泥龄长,并采用了阶段曝气,足够的泥龄是形成硝化菌的基本条件。第三,水中的污染物被大量的低负荷活性污泥吸收(分解)殆尽,所以出水非常干净。大量的回流活性污泥,剩余活性污泥的数量很少,所含有机物已经被彻底分解,因此污泥没有臭味,对周边环境影响较小。
　　三、百乐克工艺污水处理厂的设计体会
　　第一,根据小城镇的市政状况和发展状况来确定小型污水处理厂的处理规模,充分考虑分期建设的可行性。污水处理厂设计年限可选用5-10年。第二,污水处理厂集水系统应采用雨污分流,尽量避免雨水汇入形成较大的水力负荷。如果集水区有小型小型企业污水排入,应搞清楚废水的组成和排放规律,采取有针对性的技术处理措施,污水处理构筑物应选用调试容易、运转灵活的设备搭配和工艺流程。第三,根据污水水源的实测数据,选定合理的设计参数,并选择具有深度除磷脱氮功能的技术。第四,由于百乐克污水处理厂的剩余污泥产量很少,污泥总量相对不大,应审慎选择妥善处理污泥的技术和剩余污泥的处置方式。
　　总而言之,百乐克污水处理工艺由于具有投资省、处理效果好、维修方便、管理简单等特点,其在小城镇污水处理厂的建设方面具有很大的优势。随着污水处理设施的发展,百乐克污水处理工艺会有更大更广泛的应用前景。
　　(作者单位:河北华艺建筑设计有限公司)

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