百樂克(BIOLAK)工藝是一種多級AO污水處理工藝，適用于中小型污水處理廠，可以采用土池結(jié)構(gòu)的曝氣池，具有預(yù)處理簡單、投資經(jīng)濟、占地面積小、運行維護簡單等優(yōu)點。但是在實際運行中，百樂克(BIOLAK)工藝存在缺少沉砂預(yù)處理步驟、脫氮效果不穩(wěn)定、二沉池沉淀效果不理想等問題。
本文通過實際案例介紹了采用百樂克(BIOLAK)工藝的污水處理廠如何在有限用地的情況下進行提標(biāo)改造。
1 項目概況和存在的問題
高郵市某污水處理廠一期工程規(guī)模為2.5萬m3/d，實測污水處理規(guī)模為1.61萬m3/d，工業(yè)廢水為0.56萬m3/d。主體工藝為百樂克（BIOLAK），尾水排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)中的一級B標(biāo)準(zhǔn)，尾水就近排入北澄子河。隨著提升區(qū)域環(huán)境質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展和南水北調(diào)東線水質(zhì)的要求，高郵市某污水處理廠出水需達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。
隨著高郵市東北工業(yè)園區(qū)和東南工業(yè)園區(qū)的污水的接入，總污水量中的工業(yè)污水量在逐漸增加。而原有的工藝沒有考慮預(yù)處理，造成難溶解COD對生化處理的沖擊，出水的COD和脫氮所需的碳源品質(zhì)都受到很大影響，使整體出水指標(biāo)難以得到保障。
百樂克（BIOLAK）工藝的缺氧區(qū)和好氧區(qū)未嚴(yán)格分離且距離較近，僅靠曝氣鏈的交替曝氣/不曝氣而形成缺氧區(qū)和好氧區(qū)。好氧區(qū)中的氧氣易帶入缺氧區(qū)，較難形成一個溶解氧濃度極低或缺氧的環(huán)境，但要達到穩(wěn)定的脫氮效果尚有一定難度。
污水處理廠已處在周邊居民較多的地塊，新增用地已無可能，改造中需要充分挖掘原水池能力和用好預(yù)留用地。
2 設(shè)計水量水質(zhì)
擴建工程是在一期工程的基礎(chǔ)上擴建，總設(shè)計水量將達到6.0萬m3/d。根據(jù)國內(nèi)外大量實際運行工程經(jīng)驗，設(shè)計進水水質(zhì)指標(biāo)保證率多取為80％~90％。為保障污水廠的安全運行角度考慮，按90％保證率取值。根據(jù)環(huán)評要求，尾水排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。
生化擴建工程按3.5萬m/d規(guī)模進行設(shè)計，水解酸化池和深度處理的擴建工程按6.0萬m/d規(guī)模進行設(shè)計。
3 擴建工程處理工藝流程
針對一期工程實際運行存在的問題，以及提標(biāo)改造工程的出水水質(zhì)要求，主要有以下針對性的擴建改造。
（1）水解酸化池
設(shè)計B/C在0.39左右，水質(zhì)可生化性一般，所以增加水解酸化池可以將大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)。同時，采用的水解酸化工藝對污水中的COD、BOD、SS進行預(yù)處理降解，減少對生化過程的污染物沖擊負荷。
（2）改良AAO生化池
改良AAO工藝由于將前置反硝化、厭氧、缺氧、好氧各工藝單元分隔清晰，有利于除磷菌、硝化菌、反硝化菌在各自有利的環(huán)境中生長，更好地發(fā)揮生物脫氮除磷的功能。特別是改良AAO的厭氧段，不僅可以有效地為除磷提供生物環(huán)境，而且因為前置反硝化和后置缺氧的協(xié)同作用，對高濃度的COD有一定的預(yù)處理作用，可以有效地緩解開發(fā)區(qū)工業(yè)廢水的沖擊，從而避免對后段生化的影響，以保證生化指標(biāo)的有效降解。
（3）高效沉淀池+深床反硝化濾池
高效沉淀池不僅可以滿足除磷要求，而且可以進一步降低污水中的懸浮物濃度，減少對深床反硝化濾池的堵塞，降低反沖洗的次數(shù)，提高處理效率。而深床反硝化濾池作為集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元，在提標(biāo)改造中應(yīng)用很廣，不僅是因為它脫氮效果好，而且占地小，非常適合城區(qū)污水處理廠的提標(biāo)改造需要。
（4）粗格柵間及進水泵房、細格柵及旋流沉砂池、鼓風(fēng)機房、污泥脫水房的設(shè)備進行優(yōu)化改造，進一步提高進水污染物的去除效率。
擴建及提標(biāo)改造工程處理工藝流程如圖所示。
4 主要擴建和改造構(gòu)筑物設(shè)計
設(shè)計流量為6.0萬m/d，1座2組，中間設(shè)置管廊，鋼砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸為45.0 m×41.0 m，有效水深為6.80 m。主要設(shè)計參數(shù)：停留時間4.5 h，上升流速1.5 m/h。
改良AAO生化池
設(shè)計流量為3.5萬m/d，1座2組，鋼砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸為74.8 m×55.0 m，有效水深為5.50 m。主要設(shè)計參數(shù)：停留時間15.5 h，其中前置反硝化段0.6 h、厭氧段1.5 h、缺氧段4.0 h、好氧段為9.4 h；污泥濃度為3 500 mg/L，污泥齡為16 d，污泥負荷為0.065 kgBOD5/kgMLSS·d，內(nèi)回流比為250％~300％，外回流比為50％~100％；氣水比為7∶1。
二沉池
設(shè)計流量為3.5萬m/d，2座，鋼砼結(jié)構(gòu)，圓形，每座直徑為35 m，有效水深3.0 m。采用中心進水周邊出水的幅流式沉淀池。主要設(shè)計參數(shù)：表面負荷為0.76 m/（㎡·h），停留時間為4.0 h。
污泥回流泵房
設(shè)計流量為3.5萬m/d，1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，圓形，直徑為8 m。主要設(shè)計參數(shù)：外回流比為50％~100％。
高效沉淀池
設(shè)計流量為6.0萬m/d，1座2組，鋼砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸為28.0 m×20.6 m，每組沉淀池直徑為10 m，有效水深為6.5 m。主要設(shè)計參數(shù)：機械混合時間3.0 min，絮凝反應(yīng)時間15.0min，沉淀區(qū)表面負荷16.0m/（㎡·h），PAC藥劑量為15 mg/L，PAM藥劑量為3 mg/L。
深床反硝化濾池
設(shè)計流量為6.0萬m/d，1座2組，每組4格，鋼砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸為36.0 m×25.0 m，池體高為6.0 m。主要設(shè)計參數(shù)：平均濾速為6.0 m/h，單格過濾為70 m，濾床深度為2.5 m，反沖洗過程：氣洗2~3 min；氣水聯(lián)合沖洗10~15 min；水洗5~10 min；氣洗反沖洗強度46.8 m/（m·h），水洗反沖洗強度12 m/（m·h）；碳源為醋酸鈉，投加量為5 mg/L。
接觸消毒池
原有紫外消毒池改為反沖洗廢水池，新建接觸消毒池，設(shè)計流量為6.0萬m/d，1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸為20.0 m×18.5 m，有效水深為4.0 m。主要設(shè)計參數(shù)：次氯酸鈉藥劑用量10 mg/L，接觸消毒時間35 min。
粗格柵間及進水泵房
設(shè)計流量為6.0萬m/d，1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸為15.9 m×18.5 m，地下部分深約為6.90 m，地上部分凈高5.0 m。土建工程已建，本次工程增加粗格柵1臺，柵隙為20 mm，N=1.5 kW；增加污水提升泵2臺，1用1備，Q=1 460 m/h、H=12 m、N=55 kW，與一期組成2臺大泵3臺小泵，共5臺，3用2備。
細格柵及旋流沉砂池
設(shè)計流量為6.0萬m/d，1座，鋼砼結(jié)構(gòu)，平面尺寸為18.5 m×21.0 m；旋流沉砂池設(shè)兩組，每組處理水量3.0萬m/d，沉砂池直徑為4.0 m。土建工程已建，本次工程采用轉(zhuǎn)鼓細格柵替換一期的階梯式細格柵，共設(shè)置2臺，柵隙為1 mm，格柵傾角為35°，N=1.5 kW；旋流沉砂池設(shè)備一期已安裝。
污泥脫水房
設(shè)計流量為6.0萬m/d，1座，磚混結(jié)構(gòu)，平面尺寸為22.0 m×10.5 m；土建工程已建，本次工程增加帶式濃縮脫水一體機1臺，帶寬為2 500 mm，配套污泥供料泵1臺、PAM加藥裝置2套。
5 工藝設(shè)計特點
（1）預(yù)處理應(yīng)用水解酸化工藝，為使配水均勻采用脈沖布水器
為了保障布水均勻，防止死角，高效應(yīng)用水解酸化池，采用了脈沖布水器。脈沖布水器可以將污水在極短時間內(nèi)均勻布水到水解酸化池各點，瞬時使布水管的流量成倍增加，進而促使污泥與污水混合均勻，避免池內(nèi)的死角和短流，提高了水解酸化的效率。
（2）升級改造設(shè)備，以適用新工藝
采用轉(zhuǎn)鼓式細格柵，不僅對柵渣等物質(zhì)截留效率高，而且可以對細小纖維進行有效攔截，最大作用就是防止對改良AAO生化池底部橡膠膜片式微孔曝氣器的堵塞，有利于設(shè)備的運行維護。
（3）改良AAO生化池進水分配渠的應(yīng)用
改良AAO生化池的是在傳統(tǒng)AAO工藝的厭氧池之前設(shè)置前置反硝化段，所有的污泥回流到前置反硝化段，而水解酸化池的污水進入分配渠實現(xiàn)多點進水，分配渠中設(shè)置有插板閘，通過插板閘調(diào)節(jié)堰寬而對進入前置反硝化段和厭氧段的污水進行不同比例分配，提高同步脫氮除磷的效果。
（4）充分挖掘原水池能力和用好預(yù)留用地
充分應(yīng)用粗格柵及進水泵房和細格柵及旋流沉砂池的預(yù)處理能力，即使在水量增加的情況下，也能保障污水對生化處理的沖擊；同時，應(yīng)用占地少、處理效果佳的水解酸化池、高效沉淀池、深床反硝化濾池，以優(yōu)化預(yù)留用地。
（5）針對一二期脫氮差別較大混合水，優(yōu)化深床反硝化濾池設(shè)計和運行
一期生化因工藝原因無嚴(yán)格區(qū)分缺氧而反硝化區(qū)存在脫氮效果偏差，但改造路線中維持現(xiàn)狀運行，脫氮功能由深床反硝化濾池完成；二期生化擴建嚴(yán)格按照缺氧反硝化設(shè)計，脫氮效果好。因此，深床反硝化濾池的進水為一、二期脫氮后差別較大的混合水，為此深床反硝化濾池在設(shè)計方面采用比較保守的濾速，以保障脫氮的出水要求，同時在運行控制方面采用較短的反沖洗周期，以保障出水TN的達標(biāo)。
6 運行效果和經(jīng)濟性分析
經(jīng)過改良AAO生化、高效沉淀池和深床反硝化濾池工藝處理后，不僅COD、BOD和SS去除率達到90%以上，而且難易去除的NH3-N、TN和TP也達到85%以上，大大改善了出水的水質(zhì)安全。
擴建及提標(biāo)改造后實際進出水水質(zhì)
從運行效果來看，對COD的降解可以達到30~35%，對BOD的降解可以達到20%~25%，由于污泥層的存在，SS可以降解可以達到50%~60%，但NH3-N、TN和TP的效果欠佳，降解幾乎可以忽略。
擴建及提標(biāo)改造工程總投資為8 950萬元，其中，建筑工程4 525萬元，安裝工程651萬元，設(shè)備及工器具購置2 788萬元，其他費用986萬元；運行總成本1.50元/m，經(jīng)營成本1.20元/m，直接運行成本1.00元/m，污水廠噸水投資2 557元。
來源：凈水技術(shù)
作者：白王軍
