一种新型污水处理工艺_百乐克 4页

'第28卷第2期舰船科学技术Vol.28,No.22006年4月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYApr.,2006文章编号:1672-7649(2006)02-0109-04一种新型污水处理工艺———百乐克陈现明,原培胜,李勇华(中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北邯郸056027)摘要:介绍了百乐克污水处理工艺流程、特点以及处理效果,并指出百乐克工艺是一种投资少、效果好的水处理技术,为我国污水治理提供了一个新的选择。关键词:百乐克工艺;悬浮链;移动曝气中图分类号:X703文献标识码:AAnewtypewastewatertreatmenttechnology———biolakCHENXian2ming,YUANPei2sheng,LIYong2hua(The718ResearchInstituteofCSIC,Handan056027,China)Abstract:Thepaperintroducestypicaltechnologyflow,characteristicandtreatmenteffectofthebi2olakwastewatertreatmenttechnology,andpointsoutthatthebiolaktechnologyisawastewatertechnologyofsmallinvestmentsandgoodeffect,itisoneofournewchooseinwasterwatertreatmentinchina.Keywords:biolaktechnology;suspendedchain;movingaeration护简单和运行费用低等优点,目前我国已有几十家污0引言水厂采用或打算采用这种工艺。百乐克(Biolak,Biologicalaerationchain)工艺在1百乐克工艺原理20世纪70年代中期产生于德国,发展初期只能处理几百口人产生的生活污水,自1990年美国环保局百乐克工艺是一种采用低负荷活性污泥工艺的[1](EPA)在环保集会上作了“百乐克技术评估报告”新型高效生物延时曝气系统。从其原理和工艺流程后,百乐克工艺在全球应用逐渐加快。据统计,目前上来说,百乐克工艺我们并不陌生。山东省莱芜市第在世界各地已有600多家采用百乐克工艺的污水处二污水处理厂采用的就是典型的百乐克工艺流程理厂在运行,其中约一半用于市政污水处理,一半用(见图1)。于工业废水处理,其处理的规模也越来越大,达到了从其流程图中可以看出,前期的污水预处理阶段十几吨/日。与一般工艺是相同的,差别只在于曝气部分,百乐克我国在20世纪90年代才开始接触百乐克工艺,工艺曝气过程是由微生物耗氧分解完成的,在曝气前但直到最近几年该工艺才引起我国环保行业的重视,部设有一个缺氧混合区,好氧区内局部可形成很多缺国内最早采用该工艺的是山东招远污水厂,随着该厂氧区,通过不断地缺氧和好氧交替从而完成污染物的成功运行,其他厂家也逐渐开始采用,从温暖潮湿的去除,此过程类似于A/O工艺。A/O工艺是缺氧—南方到寒冷干燥的北方,都有百乐克成功运行的例好氧(Anoxic-Oxic)生物处理系统的简称,它是随着子。从处理单一生活污水到处理生活污水和工业废对废水脱氮要求的提高而出现的。A/O工艺主要由水的混合水,该工艺都能胜任,适用范围极其广阔,并缺氧和好氧两个生化过程组成。A/O系统有多种组且该工艺相对于其他传统工艺还具有投资少、日常维合和运行方式。按缺氧—好氧反应器的级数分有单收稿日期:2006-03-20 ·110·舰船科学技术第28卷态交替的好氧区和缺氧区,可反复地进行硝化和反硝化作用起到一定的脱氮除磷作用。每条悬浮曝气链配备多套曝气器,各单套曝气管由浮筒、曝气链、悬挂软管、配气管、微孔曝气管及配重组成,如图3所示。图1山东莱芜市第二污水处理厂工艺流程级系统和多级系统。多级系统中包含有一系列交替排列的缺氧和好氧段,缺氧和好氧段分布于独立的池[2]体中。百乐克工艺的缺氧和好氧都在同一个池体(图1图3曝气链下微孔曝气器(正/侧面)示意图曝气处理区)中完成,这不同于A/O工艺需要多个独立的池体,而正是这些不同导致了两种工艺在处理效微孔曝气管是曝气的关键,国外设备最初采用陶果和经济投资上的差异。瓷打孔制造,后来发展成膜管式的,即在中空支撑管2工艺的关键部分外覆盖一层膜,更换时只需更换外面的膜,可以节省成本降低维修难度。目前,国际比较流行的膜为硅橡2.1曝气系统胶,而国内生产的微孔曝气器多采用国外早期直接在百乐克工艺的核心设备是悬挂链式曝气器,所以管上打孔的技术,也有少量的使用三元乙丙橡胶国内多称其为悬挂链式曝气工艺,其关键部分为微孔(EPDM)做外膜的,但效果不如硅橡胶好。曝气器。曝气系统由悬浮在曝气池面上的若干条曝每条曝气链所悬挂的曝气器数量由需氧量决定,气链、悬挂其上的若干个微孔曝气器以及连接软管等每套曝气器下有的悬挂一支微孔曝气管,有的悬挂几部件组成(见图2)。支微孔曝气管,前者一般是从曝气管的两端进气,而当工作时,鼓风机按充氧需要提供大量空气,空后者多从曝气管的中间进气。气经过悬浮链、悬挂软管进入水下的曝气管(见图2.2曝气池体3),再以微小气泡的形式进入污水。从鼓风机鼓入曝气池体是曝气系统的载体,也是整个污水厂的的空气通过阀门控制进入曝气管,在适当压力作用下主体设备。根据国家环保局1992年《工业废水处理空气顶开膜表面的细孔以很小的气泡分散进入水体,设施的调查与研究》,我国工业废水处理设施资金的达到充氧的目的。空气在较大压力下穿过膜进入水54%用于土建工程设施,而只有36%用于设备(其余体时,由于受力不均导致曝气管在水下左右摆动,进10%用于招标和备用金等),造成这一现象的原因是而带动悬浮链左右摆动。而水面上的悬浮链在曝气工艺池采用的钢筋混凝土结构造价昂贵。而百乐克管、水流和风力作用下也带动下面的曝气管摆动,在工艺的最大贡献就在提高处理效率的同时能够节约这种相互作用下,使得曝气管服务面积更大,池体中土建费用,在建设曝气池体的时候可以兼顾当地原有充氧“死角”更少,从而增大曝气系统充氧面积,提高地形(如水塘等)。充氧效率。同时,曝气管在水体中摆动形成无数个动曝气池体池壁不是传统的垂直水平面形状,而是下宽上窄呈梯形,池壁与水平面约成30°～60°角,池内先用粘性土壤夯实,再铺上一层防渗膜,防渗膜一般采用高密度聚乙烯(HDPE)制成,在接缝处用专用焊机焊牢。国内也有部分污水厂由于当地地下水水位较高,不适合采用土池结构而采用了钢筋混凝土结图2曝气系统示意图 第2期陈现明,等:一种新型污水处理工艺———百乐克·111·构,即便如此,如前所述曝气设备都是从水面上进气,过构筑物时,连续经过缺氧—好氧—⋯⋯缺氧—好氧不需要在池壁穿孔,所以也可节约池体造价和延长使区域。每经过1组停气—曝气区域,也就经历了1个用寿命。A/0工艺周期,完成了1次A/0工艺处理,处理效率[4]2.3沉淀池是依次累加的。对污染物的处理效率为n曝气池中流出的泥水混合物在沉淀池中被分离,E总=1-(1-E)。(1)大部分活性污泥回流到曝气池再次参与污水净化。式中:E总为污染物总处理效率;E为每个A/O周期污有的百乐克工艺的沉淀池、曝气池以及后面所述的稳染物处理效率;n为A/O工艺周期的个数。定池合并到一起,进一步节省了土建费用和占地面在连续不断开启关闭曝气链端阀门的过程中,气积。沉淀池污泥由漂浮式刮泥机、吸泥机排入污泥槽泡在微孔曝气器表面逸出,直径约为50μm。如此微外运,处理后的滤液回流入集水井继续处理。小的气泡意味着氧气接触面积的增大和氧气传送效2.4稳定池率的提高(见图5)。百乐克曝气器悬挂在悬浮链上,为了保证负荷变化时用水质量,百乐克工艺利用悬浮链被松弛地固定在曝气池两侧,每条悬浮链可在[5]一个相对独立的池来进行二次曝气,以保证出水清池中的一定区域蛇形运动,同时气泡在向上运动洁,同时保证水中有足够的溶解氧。的过程中,不断受到水流流动等扰动,因此气泡并不是垂直向上运动,而是斜向运动,这样就延长了气泡3工艺运行特点在水中的停留时间,同时也提高氧气传递效率。实践3.1高效运行运行表明:百乐克工艺的氧气传递率,远远高于一般当正常工作时悬挂链一端的控制阀门打开后,空的曝气工艺以及固定式微孔曝气工艺。气通过悬浮曝气链、悬挂软管后,冲开止回瓣膜,输送到微孔曝气管中,从表面逸出气泡扩散到水中,气泡向上升到水面爆裂,推动浮筒向一个方向运动,当浮筒到达极限位置在悬挂链两端绳索的拉力下停止运动,而曝气管和配重在惯性作用下继续沿原来运动方向运动,气泡会越过浮筒在另一侧爆裂,推动其向与原来运动方向相反的方向运动,而曝气管在配重重力图5微小气泡逸出表面作上升运动的作用下达到极限位置后随浮筒运动方向运动,周而复始。整个曝气链在水中来回移动(即移动曝气),3.2剩余污泥少[3]形成了交替不断的好氧区和缺氧区(见图4)。百乐克工艺的另一个特点是回流污泥量大,污泥在一般情况下,百乐克工艺在构筑物中实现多级浓度较高,生物量大,相对曝气时间较长,所以污泥负A/O工艺,也就是A/O/A/O/A/O⋯⋯工艺。在运行荷较低,其剩余污泥比传统工艺少许多。在恒定的负中,连续开启关闭曝气链端的阀门,人为造成停气—荷条件下,百乐克工艺的污泥在曝气池中的停留时间曝气—⋯⋯停气—曝气区域,构筑物中也就形成连续是传统工艺的几倍。由于污泥池中的污泥是完全稳的缺氧—好氧—⋯⋯缺氧—好氧段,这样,污水在经定的,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。3.3维修方便百乐克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管提起即可。实践表明,曝气管运行几年都不需要维修。同时,曝气管有大约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。当曝气管必须维修图4曝气器在曝气链带动下的移动时,也不影响整个污水处理厂的运行。 ·112·舰船科学技术第28卷表1百乐克工艺及曝气器与其他工艺及曝气器的比较工艺属项百乐克SBR氧化沟(转刷、转碟)曝气方式悬挂链式曝气器固定式曝气器表曝式氧利用率25%～35%15%～25%≤20%动力效率6～8kgO2/kW·h4.5kgO2/kW·h≤3.0kgO2/kW·h气泡停留时间11s5～6s/处理构筑物土池铺设防渗膜钢筋混凝土钢筋混凝土在不影响曝气的情况下,将单套系统完全停止运行,且需要放空停止设备运转,降低水位以后才维修方式曝气器直接提出水面进行维修池体中的水能维修工程总投资600～1000元/t1000～1300元/t1000～1500元/t运行费用0.3～0.5元/t0.7元/t0.75元/t3.4节能降耗前,越来越多的污水处理厂选择了百乐克工艺。由于百乐克工艺在曝气池中需要的氧气可以部分美中不足的是由于我国对百乐克工艺的研究较从反硝化反应中得到,可以减轻鼓风机的送气量。在曝晚,导致国内采用百乐克工艺的污水厂的设备(尤其气链的运动过程中,自身的自然摆动就可以达到很好的是曝气系统)几乎完全靠进口,昂贵的进口设备从一混合效果,节省了混合所需的能耗。曝气链来回摆动形定程度上削弱了百乐克投资少的优势。要让这种工成的好氧和缺氧交替区相当于分段曝气,可以节省能艺真正体现出它的优势,当务之急是要开发出性能可耗。根据山东省莱芜市第二污水处理厂的统计,曝气系靠、价格优廉的国产设备。3统中混合作用所需的能耗仅为2～3W/m,而一般的传3统曝气法同等条件下耗能为10～15W/m。参考文献:3.5性能比较[1]EPA.AssessmentoftheBiolactechnology[C].Washing2百乐克工艺与其他工艺相比较无论是在费用投ton,DC:U.S.DepartmentofcommerceNTIS,1990.[2]蒋展鹏.环境工程学[M].北京:高等教育出版社,1996.资、处理效果以及维护上都有一定的优势,百乐克工[3]王涛.悬挂链曝气技术应用于河流污染治理[J].城市艺与其他工艺在多方面进行比较,可以直观地了解百环境与城市生态,2003,10(5):16-18.乐克工艺的优点,比较结果见表1。[4]楼上游.悬挂链脉动波式曝气系统及相关工艺的研究4结语[J].环境工程,2002,12(6):22-24.[5]杨淑琴.德国BIOLAK污水处理技术的特点[J].黑龙江随着百乐克工艺在山东招远污水厂、深圳市龙岗环境通报,2001,7(3):17-19.区龙田污水处理厂、莱芜第一、二污水处理厂以及内蒙古呼伦贝尔市海拉尔区污水处理厂等地的成功运行,百乐克工艺所具有的投资少、处理效率高以及运作者简介:陈现明(1977-),男,助理工程师,现从事水污染行费用低等特点逐渐受到了国内环保市场的青睐,目治理技术研究和环保设备的研究开发。'