百乐克(BIOLAK)工艺在污水处理中的应用

摘要：作为城市污水处理必不可少的市政设施—污水处理厂，是城市发展的重要组成部分，目前污水处理工艺常用的是好氧生物法处理技术，由于此类处理工艺在技术及设备方面普遍存在投资高、运行费高、自动化程度高、产泥量多等问题，使我国污水处理事业步履维艰，多数城市尤其是中小城镇的生活污水处理厂存在“建得起，用不起”的尴尬局面。因此迫切需要一种经济适用的“三低一少”的城镇污水处理工艺（投资低、运行费低、管理要求低、产泥量少），而百乐克正符合这一要求。

关键词：百乐克；污水处理

中图分类号： [TU992.3] 文献标识码： A 文章编号：

百乐克工艺是德国VNO 冯·诺顿西工程技术有限公司从20 世纪70 年代起借助五项研究项目，在吸取氧化塘处理工艺低处理成本和活性污泥工艺高效率处理效果的优点下，由氧化塘工艺逐渐系统发展起来的。它采用的是低负荷活性泥工艺，创造各类特种微生物良好生长环境并使其高效地降解有机物（如：COD、BOD），同时利用波浪式氧化工艺对氮和磷进行高效去除。该工艺具有占地紧凑，工艺稳定，投资低廉，维护简单，运行费用低等优点。

1 .百乐克城市污水处理工艺

（1）百乐克工艺组成

常规的百乐克系统由厌氧区、好氧区、沉淀区以及包含二次曝气的稳定区等四部分组成(可合建，但沉淀区和稳定区因设备安装需要易采用混凝土结构)。

百乐克工艺采用地下曝气结构(地盆式)，这种结构可以获得坚固和完全密封的反应池；为防止污水的渗漏，池体采用防渗膜(HDPE)；工艺采用高效率的底部微孔曝气头，移动式曝气链，可以进一步提高氧气的传送效率。

（2）百乐克的工艺特点

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：

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：

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（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池底池壁穿孔安装, 使应用HDPE防渗层隔绝污水和地下水成为可能.多年的工程经验表明, 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,同时在施工灵活性上有更大的优势。

百乐克曝气系统采用高效的微孔曝气器，空气从池底曝出。曝气器悬挂在浮动的气链上，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，加之曝气链的自然摆动,池内的混合效率很高，自然就节省了混合的能耗。

3）有效的曝气系统

过去很少采用低负荷活性污泥系统，这是因为没有高效,合理的工艺及曝气器。

百乐克曝气器（biolak一FluoX）的发展，为我们早已熟悉的并取得一定效果的这个工艺的运用开辟了更广阔的天地。

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1．5瓦/M3，而一般的传统曝气法中混合作用的耗能为10～15瓦/M3，这无疑是非常有价值的改进。

由于百乐克曝气器（B1oLAK一FluoX）特殊的结构，既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。现在运行的百乐克废水处理厂多年的实践证明了这一点。

在废水环境中为2．5kgO2／kwh，而传统的污木处理厂该值为1KgO2/kwh。

4）简单而有效的污泥处置

百乐克工艺通过大量回流污泥，其剩余污泥比传统工艺少许多。在使用污泥以前不再需要任何处理，因此，花在处理污泥上的费用是很低的。

5）不需要在维修和备用部件上投资

百乐克系统没有水下固定部件，这意味着维修时不用排干池中的水，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。

6）波浪式曝气

波浪式曝气控制池中形成耗氧区和厌氧区，它们象波浪一样地变化。随着耗氧的硝化反应和厌氧的反硝化反应的阶段变化,污水中的氮可以被去除得非常彻底，通过下述三条途径，还可以节省很多能耗：

a.氧气可以直接从反硝化反应中得到一部分，因此，需要的空气很少；

b.一般情况下，即使氧的浓度很低时系统也能运行。同传统的方法相比，这样工艺的氧化效果好得多。

c.利用分段曝气，可以节省能耗，同时混合好，当负荷变化时，其优点特别明显。

7）生物性磷的减少

通过利用前述提及的波浪式曝气，可以减少池中生物性磷。很多百乐克污水处理厂的磷的去除率都可达到80～90％。

2． 百乐克工艺流程

污水首先经过预处理去除大的漂浮物后，重力流入百乐克池，利用曝气充氧进行好氧处理，处理后污水经消毒达标后排放；产生的剩余污泥用污泥泵送入污泥脱水间进行脱水；百乐克池需氧量由罗茨风机供给。

3.污水处理厂运行实例

营口经济开发区污水处理厂于1999年立项，规划占地面积8.12公顷，远期规划处理能力为10万吨/日，一期土建5万吨/日，现运行2.5万吨/日，采用百乐克（BIOLAK）工艺，污水经处理后可达国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中二级排放标准。

3.1工艺流程

污水处理厂工艺流程见图2：

图2

图2

4.存在问题与改进措施

通过几个月的运行，在实际应用中还是存在一些问题:

（1）污泥负荷与停留时间

百乐克工艺在国外(尤其是在美国)的应用中污泥负荷极低，反应池停留时间一般都在20 h 以上，有的甚至达到6 d 以上。污泥负荷过低，必然导致占地面积增大，过高负荷则处理效果不佳。

（2）结构设计

百乐克防渗层根据地质条件的不同采用了不同规格的HDPE 膜，但是这样的结构有两点不足：一是与混凝土或管道接口处的处理比较麻烦，且不均匀沉降和由温度变化引起的伸缩都有可能造成膜片撕裂；二是在地下水位比较高的情况下，当放空检修时地下水会把防渗层不均匀顶起，影响构筑物的继续正常使用。根据经验，中、小型污水厂采用土池加HDPE 结构是可靠的，大型污水厂采用混凝土结构更安全合理。

（3）稳定池

百乐克在国外设计中多采用沉淀池后加稳定池的设计方案，主要考虑了国外对于处理后达标外排水中溶解氧的含量要求，而在中国缺少相关规范及检测要求。

5 .结语

从百乐克处理工艺的特点可以看出，该工艺在对城市污水处理上有以下优势：

(1) 无论大小规模的污水处理厂均可达到较好的处理效果；

(2) 采用多级系统，因此处理效果更稳定可靠；

(3) 具有较好的对雨水或突发性污水的适应能力；

(4) 一体化土池结构的设计有效的降低了工程投资和节省了占地面积。

参考文献:

[1] 文一波．发展适合中国国情的城市污水处理技术[J]．环境保护，1999,5:21-23.

[2] 王涛．BIOLAK 工艺及其在设计中应注意的问题[J]．中国给水排水，2003，19(10)：79-80．

[3] 曹向东，穆瑞林，胡国光,等．德国百乐卡(BIOLAK)工艺的设计和运行[J]．给水排水，2000，26(9)：6