百乐克工艺介绍

百乐克污水处理工艺选择的目的是根据污水量、污水水质和环境容量，在考虑经济条件和管理水平的前提下，选用安全可靠、技术先进、节能、运行费用低、投资省、占地少、操作管理方便的成熟工艺。根据本项工程的水质、水量及处理要求，为实现以最低的建设费用和运行成本取得最佳的出水效果的目的，我们推荐采用国际上先进的对污水处理效果好的百乐克污水处理工艺。百乐克工艺起源于德国，它是在常规活性污泥工艺和曝气氧化塘基础上发展起来的一种新型工艺，其采用低污泥负荷，高污泥泥龄设计，通过无固定的漂浮移动式曝气系统供氧，由于移动式曝气系统的充氧特征，在生化池内能产生多重的缺氧和好氧区域，因而本工艺具有良好的脱氮除磷功能，这种新工艺的主要特点如下：1、浮动曝气延时活性污泥工艺，污泥泥龄长，有机物氧化充分，能满足最严格的污水处理排放要求，出水可靠，抗冲击负荷能力强；采用多级A/0曝气工艺，脱氮除磷效率极高。与传统的氧化沟、A/A/O和SBR工艺相比，工程投资低，占地面积少，运行管理简单。2、 浮动微孔曝气系统所产生的气泡在水中的停留时间是传统固定方式的3倍，因而氧转移效率高，动力消耗低。同时漂浮式曝气系统操作简单，无须固定安装，保养维护方便（无须排空池体），可有效降低人工成本。3、 在曝气池前设置生物选择池,可利用微生物选择生长规律,抑制丝状菌生长，同时提供聚磷菌释放磷的厌氧环境，强化生化除磷效果。4、 采用溶解氧在线控制系统，经济地调节鼓风机输出风量，能极大地节省曝气动力费用。5、池体土建灵活性强，组合布置，占地面积小，紧凑，因地制宜，可采用混凝土、毛石、土池、防渗板等多种护坡各种土建施工方式，土建投资极其节省。污水处理工程是一项技术复杂、投资大、政策性强的基础设施项目。虽然无明显的经济效益，而环境效益和长远的社会效益却是无法估量的。基于这一特点，即使发达国家对于污水处理工程项目的开发和建设，都非常重视。但也必须考虑在如何降低基建投资和运营的成本问题，研究简化污水处理工艺流程，少占地，节电耗，便于管理和提高处理效果等方面有新的突破。百乐克工艺正是做到了这一点，它与传统的二级生化处理和现行氧化沟、SBR工艺比较，工艺流程简单,适用性强,出水水质优良。从建设投资、占地面积、运行成本等方面分析都有明显的优势。2.2工艺方案设计2.2.1污水处理工艺流程污水粗格栅泵站细格栅工艺除砂计量渠百乐克综合池接触池出水排放污水从厂区南侧引入厂内，经粗格栅至进水泵房，由泵提升后依次进入细格栅、工艺除砂、百乐克综合池进行物理和生化处理，最终出水经滩河排放或回用。粗格栅主要功能：截留污水中较大的漂浮物和悬浮物，防止水泵机组的堵塞，减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行结构类型：地下钢混直壁平行渠道设计参数：设计流量Qmax=3300m3/h流速V=0.8m/s渠道宽度B=1400mm渠数2道主要设备：回转式格栅机和配套栅渣输送系统设备类型：高链式平面格栅，输送系统选用无轴螺旋输送机设计参数：栅缝e=20mm格栅宽度B=1200mm过栅流速v=0.9m/s过栅损失h=200mm电机功率N=1.5KW控制方式：根据栅前后液位差控制清污和输送动作设备套数：格栅机两台，互为备用，配栅渣输送机一套。提升泵房主要功能：提升污水，满足后续处理设施水力要求结构类型：地下钢混矩形潜水泵站设计参数：设计流量Qmax=3300m3/h集水池容积V=400m3池数：1座主要设备：潜水泵设备类型：抗堵塞配带自动耦合系统设备参数：流量Q=700m3/h扬程H=11m功率N=55KW控制方式：根据集水池液位控制运行设备套数：6套（1套备用）泵房结构形式采用地下式，泵房的平面尺寸为8.3x11.8m，总高度5.8m。细格栅主要功能：进一步去除污水中的细小悬浮物细小纤维，降低生物处理负荷结构类型高架钢混直壁平行渠道设计参数：设计流量Qmax=3300m3/h过栅流速V=1.0m/S渠道宽度B=1240mm渠数：两条主要设备：格栅机和配套栅渣输送系统设备类型：回转式细格栅，兼具输送、脱水功能设计参数：过栅流量Qmax=3300m3/h栅缝b=6mm过栅损失4h=300mm格栅宽度B=1200mm电机功率N=2.2KW控制方式：根据栅前后液位差控制清污和输送动作设备套数：细格栅两台，一用一备工艺除砂传统的除砂工艺占地较大，投资高，对生物除磷有负面影响。百乐克工艺采用国际流行的旋转式细格栅，一次性除去污水中大于1mm的砂粒和其它杂质，具有工艺简单、操作方便、运行费用低等优点。同时百乐克的悬浮式曝气方式弥补了细小砂粒沉淀的影响。主要设备：旋转细格栅和螺旋压榨机设备类型：NOVA细格栅，兼具输送、压榨功能设计参数：过栅流量Qmax=3300m3/h鼓栅直径d=900mm鼓栅长度L=2500mm栅缝宽度b=1mm设备套数：旋转细格栅三台，两用一备计量井为了提高污水处理厂的工作效率和运转管理水平，积累技术资料以总结运转经验，并正确掌握处理污水量及动力消耗，反映运行成本，在细格栅后设置了计量井，设计选用电磁流量计，将信息输入计算机，可随时了解、记录生化反应池处理的水量。百乐克综合池按6.6万m3/d设计，按8万m3/d校核。本设计采用2条并行工艺线。（1）生物选择池主要功能：对水质水量进行调节，同时进行搅拌，有厌氧处理的功效，能抑制丝状菌生长，防止污泥膨胀。同时具有水解酸化的作用，既能生物除磷又能脱色，为中水回用创造条件。结构类型：钢筋混凝土设计参数：水力停留时间HRT=3.8hr池深：H=5.5m总容积：V=3300m3数量：座主要设备：台潜水搅拌器设备类型：高速混合式潜水搅拌装置设备参数：转速：n=960rpm功率：N=9KW控制方式：由可编程控制系统控制运行或人工控制设备套数：2套（2）生化反应池主要功能：在好氧环境下，利用微生物降解BOD及COD,并能通过波浪式氧化工艺对氮和磷进行有效去除结构类型：半地上土坝矩形池体，浆砌石护坡，土工布防渗设计参数：体积负荷Nv=0.3kgBOD/（m3・d）污泥浓度MLSS=4500mg/l污泥龄：0=30天污泥回流比R=100%水力停留时间HRT二1.1d池深：H=5m总容积：V=72600m3池数：分两座合建主要设备：曝气设备（浮动曝气管）设备参数：空气流量Q=12m3/支.h氧转移效率E=25%有效长度L=2000mm设备套数：两套,30条曝气链（3）一体化澄清池主要功能：垂直分离出水中的活性污泥，污泥在浓缩后回流至生物选择池结构类型：钢筋混凝土设计参数：表面负荷q=0.75m/h总容积V=5800m3主要设备：1套漂浮式污泥抽取系统,1套污泥动力系统设备类型：潜水污泥泵设备台数：2台（1台备用）设备参数：流量Q=300m3/h扬程：H=10m功率：N=18.5KW池数：2座（4）稳定池：设计停留时间2.4hr，池体总容积3050m3,最小水深5米。主要设备：浮动曝气管1条空气流量：Q=12m3/支.h，氧转移效率E=25%,有效长度L=2000mm,池数：两座5.鼓风机房是保证曝气系统正常工作的关键设施，经计算要满足曝气系统正常运行，设6台可自动调节供气量的专用鼓风机，4用2备。每台离心式鼓风机设计流量Q=6800m3/h，设计最大风压P=58.8kPa，功率N=160kW。鼓风机是污水处理厂能耗最高的设备，占全厂能耗的65%左右，降低其能耗对减少污水处理厂常年运转费用十分关键，设计从鼓风机风量调节着手降低能耗。百乐克综合池的池内设有溶解氧检测仪，鼓风机可根据溶解氧的变化，可自动调节供气量，这一措施可节省能耗10%以上。每台风机的进风管上均设有消声器及弹性接头，每台风机的出风管上设有止回阀、安全阀、闸阀弹性接头、出口消声器、压力开关等。鼓风机和出空气管上安有压力计电动阀及流量计、温度计等。进气管设置空气过滤器，对大于1um的灰尘除尘效率99%。鼓风机房内设有起重设施，以利设备检修，并安装有屋顶通风设施。鼓风机房平面尺寸为21x7.2m，高5.5m。二氧化氯发生器城市污水经二级处理后，水质得到改善，细菌含量大幅度减少，但其绝对值仍很可观，并有存在病原菌的可能。根据卫生防疫，环保等监督部门的要求，污水处理厂出水需要消毒，本工程采用二氧化氯消毒。二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、芽子包、配水管网中的异养菌、硫酸盐、还原菌及真菌等均有很高的杀灭作用。二氧化氯具有较强的氧化作用，所以有较好的脱色作用消毒间设计运行按全年不间断运行考虑。当二氧化氯用于水消毒时，其投加量为0.1至1.3mg/L；用于除臭时，其投加量为0.6至1.3mg/L，本工程按1.0mg/L考虑。设计加二氧化氯量按6.6万m3/d进水考虑，加二氧化氯量66kg/d，设计采用亚氯酸钠与盐酸或硫酸合成二氧化氯发生器二台。单台能力3kg/h，配套全部附属设备，并设有双探头报警器，为防止意外事故发生，还另外设两套漏氯吸收装置接触池本工程采用加二氧化氯消毒，消毒的接触时间为0.5hr。为了保证加二氧化氯消毒的接触时间，接触池内的水力停留时间按0.5hr设计。平面尺寸为30mx17m，1座，有效水深4.8m，超高0.5m。钢筋混凝土结构。2.污泥处理工艺设计污泥贮池污泥脱水机无害化处理泥饼外运污泥循环的功能是将澄清池排放的回流污泥泵送到生物选择池和将剩余活性污泥泵送至贮泥池中。回流污泥由澄清池污泥泵提升后自流入生物选择池。剩余污泥泵采用4台潜污泵，2用2备，主要选泵参数为：单台流量Q=45m3/h，扬程10m，功率2.2kW。浓缩贮泥池系统污泥产率为1.03kgDS/kgBOD5，排入的干污泥量为7600kg/d，以含水率99.2%计算，其体积为950m3/d。污泥浓缩脱水机工作时间24小时，污泥贮池按3小时考虑，其尺寸为：LxBxH二8.0mx5.0mx3.5m，有效水深3m。钢筋混凝土结构。贮泥池内为防止污泥中的磷因厌氧析出，设有潜水搅拌器，并采用较短的贮泥时间。脱水机房在ZC市污水处理厂采用生物除磷技术的情况下，为了避免高含磷量的剩余污泥中的磷在厌氧条件下的重新释放，污泥浓缩采用机械浓缩。由百乐克生化系统排出的剩余污泥含水率为99.2%。污泥经过机械浓缩后，其含水率平均为95%，再经过机械脱水后，含水率可降至75-80%左右。在本方案设计中我们采用机械浓缩机和离心脱水机。共选用3套（两用一备），以每天工作三班（即24小时）计，则离心浓缩机的最高处理量为45m3/h,浓缩后平均含固率5%,配套电机功率为1.1kW。离心脱水机的最高处理量为25m3/h，脱水后平均含固率＞20%，配套电机功率为30kW。污泥离心式浓缩脱水机分别配套污泥进料泵、污泥破碎机、絮凝剂投配装置等，污泥脱水间还配套脱水泥饼螺旋输送机等，其中污泥进料泵采用德国产博格泵。浓缩脱水机房的平面尺寸为36mx15m，高8.5m。4、污泥无害化处理城市污水污泥中含有大量有害物质，长期堆放有二次污染，但其中有含有大量有机物，经过适当工艺处理，将污泥无害化处理。处理后的污泥可以直接填埋，或作为营养土、回填土等。污泥无害化处理平面尺寸为48mx22m。平面设计平面设计原则为：布局合理，水流顺畅，布局紧凑，尽量少占地，功能分区明确。功能分区处理厂平面按功能分为厂前区、生产区和预留区，各区之间有道路和绿化带相隔。将厂前区布置在处理厂西北侧，对外向北紧接港城大街，与外界联系方便；对内与生产之间用绿化隔离带分开，保证厂前区优美的环境。厂前区内布置有综合楼、机修间、车库和仓库等。厂前区面积较大，综合楼楼上可俯视全厂。由于进水管在污水厂的西北面，处理厂尾水排入（潍河）。因此，将进水泵房、细格栅以及沉砂池布置于西侧，生化池紧靠其布置，使得工艺流程顺畅。将辅助生产构筑物相对集中，布置于厂区上风向；污泥处理区布置于夏季主导风向的下风向，远离厂前区，以保持厂前区较好的环境。厂区道路为方便交通运输和设备的安装、维护，道路布置成环状，每个构（建）筑物均有道路相通，厂内主干道宽7m,次干道宽4m,主干道转弯半径大于9-12m，混凝土路面。厂区给水由市自来水公司提供，来自于周边供水干管，压力大于4kg/cm2。厂区给水主要用于生活、构筑物及设备冲洗、绿化及消防等。给水干管管径DN200,厂区内呈环网状，利于消防和安全供水。厂区排水为雨污分流制，厂区雨水由道路雨水口收集后汇入厂区雨水管道，并自流排入附近河流；厂区生活污水、生产污水、清洗水池污水、构筑物放空水、上清夜等经厂区污水管道收集后汇入进水泵房，与进厂污水一并处理。中水利用考虑预留远期中水回用系统场地，为远期中水大量回用于工业、农田灌溉、城市景观等奠定了基础。德国BIOLAK污水处理技术深圳市龙田污水处理厂采用德国冯•诺顿西公司提供的西乐卡（BIOLAk）工艺技术。主要处理城镇生活污水和工业废水，处理量一期为3万吨/日，二期为3万吨/日合汁6万m吨/日。与百乐卡工艺相关的设备由德国冯•诺顿西公司提供，进口设备近1000万元。工程总投资2500万元。在我国，龙田污水处理厂应用百乐卡工艺是第二例。第一例是1999年l0月运行的山东招远城镇污水处理厂，规模为2万吨/日。I、百乐卡（BIOLA）工艺特点百乐卡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。它是由最初采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。自1972年以来，经多年研究形成了采用土池结构、利用浮在水面的移动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有一定特色的活性污泥处理系统。由于采用土池而大大减少了建设投资，采用曝气链曝气系统进一步强化了氧的砖移效率，并减少运行费用，大大提高了处理效果。工艺设计简捷，不需复杂的管理，在适宜的条件下具有较大的经济和社会效益。1・1低负荷活性污泥工艺百乐卡工艺污泥回流量大，污泥浓度较高，生物量大，相对曝气时间较长，所以污泥负荷较低。龙田污水厂B0D5污泥负荷率为0・05kgBOD/kgMLSS.d，污泥浓度为4000mg/L,污泥龄为29d,所以剩余污泥虽很少。1.2曝气池采用士池结构根据国家环保局1992年《工业废水处理设施的调查与研究》，我国工业废水处理设施资金的54%用于土建工程设施，而只有36%用于设备，造成这种投资分配格局的主要原因是工艺池大都采用价格昂贵的钢筋混凝土池。而龙田污水厂土建工程造价500万元，仅占总投资的20%。大的钢筋混凝土池不仅价格昂贵，而且施工难度大。但对于许多种曝气工艺来讲，都不考虑采用土池，因为土池会造成地下水的侵蚀，同时也由于在土池基础上安装曝气头是十分困难的。为了减少投资，百乐卡技术在研究土池结构的曝气池上做了大量工作，首先是使用HDPE防渗膜隔绝污水和地下水，其次是悬挂在浮管上的微孔曝气头避免了在池底池壁穿孔安装。这种敷设HDPE防渗膜的土池不仅易于开挖、投资低廉，而且完全能满足污水处理池功能上的要求，并能因地制宜，极好地适应现场的地形，存某些特殊的地质条件下，如地震多发地区、土质疏松地区，其优点得到更充分的体现。敷设HDPE防渗膜的土池使用寿命远远超过钢筋混凝土池。高效的曝气系统百乐卡曝气系统的结构如图1所示，曝气头悬挂在浮链上，停留在水深4一5m处，气泡在其表面逸出时，直径约为50um。如此微小的气泡意味着氧气接触面积的增大和氧气传送效率的提高。同时，因为气泡向上运动的过程中，不断受到水流流动，浮链摆动等扰动，因此气泡并不是垂直向上的运动，而是斜向运动，这样延长了在水中的停留时间，同时也提高氧气传递效率。运行表明：百乐卡悬挂链的氧气传递率，远远高于一般的曝气工艺以及固定在底部的微孔曝气工艺。百乐卡曝气头悬挂在浮动链上，浮动链被松弛地固定在曝气池两侧，每条浮链可在池中的一定区域蛇形运动。在曝气链的运动过程中，自身的自然摆动就可以达到很好的混合效果，节省了混合所需的能耗。采用百乐卡系统的曝气池中混合作用所需的能耗仅为1・5W/m3，而一般的传统曝气法中混合作用的能耗为10—l5W/m3。由于百乐卡曝气头（BIOLAK）-Friox）特殊的结构，即使在很复杂的环境里曝气头也不至于阻塞，这意味着曝气装置可运行几年不维修，所需维护费用很少。曝气系统与配套的高效鼓风机保证了很高的氧气传递效率，供氧能力为2・5kgO2/kW・h），而传统的污水处理厂该值为lkgO2/lkW・h）。鼓风机就设在池边，减少了鼓风机房和空气输送管道的费用。1・4简单而有效的污泥处理百乐卡工艺的另一特点是回流污泥量大，其剩余污泥比传统工艺少许多。在恒定的负荷条件下，百乐卡工艺的污泥在曝气池中的停留时间是传统工艺的几倍。由于污泥池中的污泥是完全稳定的，它不会再腐烂，即使长期存放也不会产生气味，这就是它同传统工艺相比污泥更容易处理的原因。而且污泥池完全可以做成土池结构，节省厂土建费用。1・5简单易行的维修百乐卡系统没有水下固定部件，维修时不用排干池中的水，而用小船到维修地点将曝气链下的曝气头提起即可。实践表明，曝气头运行几年也不用任何维修，这主要是因为曝气管是由很细的纤维（直径约0・003mm）做成，并用聚合物充填，以达到防水和防脏物的目的。同时，曝气头有大约80%的自由空隙和20%的表面，和传统曝气头刚好相反。因此，微生物可生长的面积很小，并很容易被去除。当曝气头必须维修时，也不影响整个污水处理场的运行。该工艺的移动部件和易老化部件都很少。在选择设备和材料时，都采用了可靠耐用的材料。该工艺无需太多的自动化。它既不需要任何易损的探测器，也不需要任何复杂的控制系统，而操作这些控制系统还需要专门的技术和昂贵的配件。1・6二次曝气和安全池为了保证负荷变化时用水质量，百乐卡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，保证水中有足够的溶解氧。1・7二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。有的百乐卡工艺的二沉池和曝气池合并到一起，进一步节省了土建费用和占地面积。二沉池沉淀污泥由漂浮式刮泥机、吸泥机排入污泥槽回流。1・8土地的利用尽管百乐卡系统需要的曝气池体积比所谓密集型的大，但所需的总面积并不大，有时甚至更小，这主要有以下原因：a\不需初沉池;b\二沉池可以和曝气池合建在一起;c\池的设计和布置的自由度大，对地形的适应性强。2、龙田污水处理厂工艺流程污水在厂内首先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组合式旋转细格栅，组合式旋转细格栅可把杂物及砂粒从废水中分离出来，并浓缩址理。旋转细格栅处理出水先进入厌氧池，由推进器将进水和厌氧污泥混合进行厌氧处理，然后自流入BIOLAK生化池，利用悬链式曝气器曝气充氧进行好氧处理，处理后的污水，经沉淀后再进行曝气充氧稳定，污水自流入消毒池，消毒后排放。Bl0lAk反应池产生的剩余污泥用污泥泵送入污泥浓缩池，污泥经浓缩后再由螺杆泵送人带式压滤机脱水。污泥浓缩池产生的上清液和压滤机产生的滤液自流入集水池二次处理。BlOLAK反应池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。一位哲学家曾经说过：所有的技术都是由简单到复杂，再由复杂到简单，百乐卡技术正是这样一种由复杂到简单的工艺，但这种高效、简单的工艺，是在传统活性污泥法的基础上，集合了大量研究工作的先进成果，并在数百例工程实践中不断地完善改进提出的，它是一种较为成熟的工艺。德国百乐克（BIOLAK）污/废水处理工艺百乐克技术设计思想的根本目的在于尽可能发挥并强化自然界本身的能量-生化反应,减少总投资和降低运行费用，提高净化效率.通过精心分析和设计，该技术采用了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轮换阶段曝气以降低能耗,节约运行费用.该项技术在很多方面上都可以发现设计者的匠心独运之处,百乐克污水处理工艺实现了自然的生化处理，它的优越性表现在下面几个方面：1.与废水中的污染水平比较，百乐克系统里利用了大量的微生物即活性污泥来净化污水。该方法叫做低负荷活性污泥工艺。与一般负荷的活性污泥法比较，它有以下几个优点：a） 由于微生物把污染物作为养料来吸收,废水中的污染物被相对极大量的微生物吸收（分解）殆尽，所以出水非常干净。一般的污水处理厂（污泥负荷高的工艺），微生物仅分解最有营养的部分，相对来讲净化效率较低。b） 大量地回流活性污泥，剩余污泥的数量很少，所含有机物已被很好地分解、矿化，这就是污泥没有臭味的原因。c） 由于污泥龄长，并采用了阶段曝气，所以氨氮也被消耗尽了.足够的泥龄是形成硝化菌的基本条件，硝化菌可氧化氨分子。d） 由于工艺设计的简洁，高效，因此不需要复杂的管理。2．曝气池结构为了减少企业的投资压力,百乐克技术在研究曝气池结构上做了大量工作,百乐克技术使用悬挂在浮管上的微孔曝气头避免了在