因水(shui)環(huan)境污(wu)染(ran)日益(yi)嚴重而造成(cheng)的水(shui)資(zi)源緊缺(que)是當前城市(shi)建設發(fa)展(zhan)(zhan)中存在的突出問(wen)題，而目前的污(wu)染(ran)型缺(que)水(shui)現(xian)狀又(you)制約著城市(shi)進(jin)一步發(fa)展(zhan)(zhan)。

據統計，目前(qian)我(wo)國(guo)(guo)(guo)已(yi)有(you)的(de)(de)532 條河流中(zhong)被不(bu)同程度污(wu)(wu)(wu)染(ran)了的(de)(de)占(zhan)到(dao)(dao)(dao)87%，其中(zhong)44 條流經(jing)我(wo)國(guo)(guo)(guo)42個(ge)大城(cheng)(cheng)市(shi)的(de)(de)河流中(zhong)受到(dao)(dao)(dao)污(wu)(wu)(wu)染(ran)高達(da)93%，污(wu)(wu)(wu)染(ran)較重(zhong)的(de)(de)達(da)到(dao)(dao)(dao)79%。但(dan)與此形(xing)成鮮明對比的(de)(de)是全國(guo)(guo)(guo)668 座(zuo)城(cheng)(cheng)市(shi)中(zhong)，僅(jin)(jin)有(you)173個(ge)城(cheng)(cheng)市(shi)中(zhong)有(you)407 座(zuo)不(bu)同處(chu)理等級(ji)的(de)(de)城(cheng)(cheng)市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理廠，得到(dao)(dao)(dao)處(chu)理的(de)(de)城(cheng)(cheng)市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)僅(jin)(jin)占(zhan)17%左右；全國(guo)(guo)(guo)2 200 座(zuo)縣城(cheng)(cheng)與21 700個(ge)建制鎮的(de)(de)城(cheng)(cheng)市(shi)生(sheng)活污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理率近10％。日益(yi)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)水(shui)環境(jing)污(wu)(wu)(wu)染(ran)，不(bu)僅(jin)(jin)影(ying)響到(dao)(dao)(dao)城(cheng)(cheng)市(shi)持續發(fa)展(zhan)，而且必將影(ying)響到(dao)(dao)(dao)人們自身的(de)(de)健康及(ji)生(sheng)存(cun)環境(jing)。綜(zong)上(shang)所述，城(cheng)(cheng)市(shi)污(wu)(wu)(wu)水(shui)處(chu)理問題已(yi)刻不(bu)容(rong)緩并亟待解(jie)決。

作(zuo)為城(cheng)市污水處理(li)(li)必不(bu)可(ke)少(shao)的市政設(she)施—污水處理(li)(li)廠(chang)，是(shi)城(cheng)市發展(zhan)的重(zhong)要組成(cheng)部(bu)分，目前污水處理(li)(li)工(gong)藝常(chang)用的是(shi)好(hao)氧生物法處理(li)(li)技(ji)術(shu)，由于此類(lei)處理(li)(li)工(gong)藝在(zai)技(ji)術(shu)及設(she)備方面(mian)普遍存在(zai)投(tou)資高、運行費(fei)高、自動化(hua)程度(du)高、產泥(ni)(ni)量多等問(wen)題，使我(wo)國污水處理(li)(li)事(shi)業步履(lv)維(wei)艱，多數城(cheng)市尤(you)其是(shi)中小城(cheng)鎮的生活污水處理(li)(li)廠(chang)存在(zai)“建得起，用不(bu)起”的尷尬局面(mian)。因此迫(po)切需要一(yi)種經濟適用的“三低(di)(di)一(yi)少(shao)”的城(cheng)鎮污水處理(li)(li)工(gong)藝（投(tou)資低(di)(di)、運行費(fei)低(di)(di)、管理(li)(li)要求低(di)(di)、產泥(ni)(ni)量少(shao)），而百樂克正(zheng)符合這一(yi)要求。

百樂(le)克工(gong)藝是德國VNO 馮·諾頓西工(gong)程技術(shu)有限公司(si)從20 世(shi)紀70 年代起借(jie)助五項研究項目，在(zai)吸取(qu)氧化塘(tang)處理(li)工(gong)藝低(di)處理(li)成本和(he)(he)活(huo)性污泥工(gong)藝高效(xiao)(xiao)率處理(li)效(xiao)(xiao)果的(de)優點下，由氧化塘(tang)工(gong)藝逐漸(jian)系(xi)統發(fa)展起來的(de)。它采(cai)用(yong)的(de)是低(di)負荷活(huo)性泥工(gong)藝，創(chuang)造(zao)各類特種微生(sheng)物良(liang)好(hao)生(sheng)長環境并使(shi)其高效(xiao)(xiao)地降解(jie)有機物（如：COD、BOD），同時利(li)用(yong)波浪式(shi)氧化工(gong)藝對氮和(he)(he)磷進行高效(xiao)(xiao)去除。該工(gong)藝具有占地緊湊，工(gong)藝穩定，投資低(di)廉(lian)，維護(hu)簡單，運行費用(yong)低(di)等優點。

1 百樂克城(cheng)市(shi)污水處(chu)理工藝

（1）百樂克(ke)工藝歷史

百(bai)樂克(ke)工(gong)藝(yi)(yi)自1977 年(nian)德國紐倫堡的(de)St ． Wolfang 污水處理(li)(li)廠(chang)嘗試在土池中(zhong)(zhong)使用(yong)BIOLAK-Friox (懸浮式曝氣器)工(gong)藝(yi)(yi)技(ji)術處理(li)(li)城市生活污水以來，取(qu)得了較好的(de)處理(li)(li)效果(guo)；1984 年(nian)，德國夏薩克(ke)森州的(de)Algormissen 污水處理(li)(li)廠(chang)在此基礎上開發了具有硝(xiao)化(hua)和反硝(xiao)化(hua)過程的(de)工(gong)藝(yi)(yi)系統：BIOLAK-R 工(gong)藝(yi)(yi)；1991 年(nian)又將除磷技(ji)術應用(yong)到此污水處理(li)(li)工(gong)藝(yi)(yi)中(zhong)(zhong)，開發了BIOLAK-L 工(gong)藝(yi)(yi)。

至此，百樂克工(gong)藝(yi)發(fa)展(zhan)成為具有結構緊湊、處理效果良好并可以實(shi)現同(tong)步脫氮除磷功能(neng)的綜(zong)合活(huo)性污泥處理工(gong)藝(yi)。

（2）百樂克工(gong)藝組(zu)成(cheng)

常規的(de)百(bai)樂克系統由厭(yan)氧區(qu)、好氧區(qu)、沉淀區(qu)以及包含二次(ci)曝氣的(de)穩定區(qu)等四部分組成(可合建，但沉淀區(qu)和穩定區(qu)因設備安裝需要易采用混凝土(tu)結構)。

百樂(le)克工藝采用(yong)地(di)下曝(pu)氣(qi)(qi)結構(gou)(地(di)盆(pen)式)，這種結構(gou)可以獲(huo)得(de)堅固(gu)和完(wan)全密封的反應池；為防止污(wu)水的滲(shen)(shen)漏，池體采用(yong)防滲(shen)(shen)膜(HDPE)；工藝采用(yong)高效(xiao)率(lv)的底(di)部微(wei)孔曝(pu)氣(qi)(qi)頭，移動式曝(pu)氣(qi)(qi)鏈，可以進一(yi)步(bu)提高氧氣(qi)(qi)的傳送效(xiao)率(lv)。

（3）百樂克工藝設計參數

根(gen)據《德國(guo)ATV 標(biao)準：ATV-DVWK-A 131E》并參考國(guo)內外已建(jian)成的百(bai)樂克工藝污(wu)水處理(li)廠的運行(xing)情況，設(she)計參數如表1。

表1 設計參(can)數

2 百樂克工藝特點

百樂克(ke)工(gong)藝(yi)(yi)是(shi)自1977 年以來，經無數學者多年研究形成的(de)一(yi)種采(cai)用土(tu)池結(jie)構（也可(ke)是(shi)鋼筋混(hun)凝土(tu)結(jie)構）、利用浮在水面(mian)上的(de)移動式曝(pu)氣鏈及其(qi)底部(bu)掛有(you)的(de)微孔曝(pu)氣頭進(jin)行(xing)充氧(yang)曝(pu)氣的(de)一(yi)種具(ju)有(you)同(tong)步脫氮除磷功能的(de)多級(ji)活性污泥處理工(gong)藝(yi)(yi)。

（1）低(di)負荷活性污泥(ni)處理工藝(yi)

百(bai)樂克工藝具(ju)有污(wu)(wu)(wu)泥(ni)回流(liu)量大，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)濃度較高，生物(wu)量大，相對曝氣時間較長(chang)特點。百(bai)樂克處理類似于氧化(hua)溝工藝，具(ju)有可(ke)(ke)不設初沉(chen)池；耐進(jin)水負荷(he)沖擊能力(li)強；剩(sheng)余污(wu)(wu)(wu)泥(ni)量小，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)可(ke)(ke)不經過硝化(hua)濃縮處理即(ji)直接進(jin)行脫水；由于泥(ni)齡(ling)長(chang)，有利于硝化(hua)菌(jun)的繁殖(zhi)，可(ke)(ke)起到一定的脫氮作用。

九(jiu)臺市污(wu)水廠BOD5 污(wu)泥(ni)(ni)負荷率為(wei)0.1 kgBOD/(kg MLSS·d)，污(wu)泥(ni)(ni)濃(nong)度為(wei)4 000 mg/L，污(wu)泥(ni)(ni)齡為(wei)30 d，所以(yi)剩(sheng)余污(wu)泥(ni)(ni)量很少。

（2）池子(zi)結(jie)構

根據(ju)以往工(gong)程統(tong)計，我(wo)國工(gong)業廢(fei)水處理設(she)(she)施資金的54%用(yong)(yong)于(yu)土建工(gong)程設(she)(she)施，而只有(you)36%用(yong)(yong)于(yu)設(she)(she)備(bei)，造成(cheng)這種投資分配格局的主要(yao)原(yuan)因(yin)是工(gong)藝池(chi)大都采(cai)用(yong)(yong)價格昂貴(gui)的鋼筋混凝土材料，不僅(jin)價格昂貴(gui)，而且施工(gong)難(nan)度大、周期(qi)長。而不考慮采(cai)用(yong)(yong)土池(chi)，主要(yao)由于(yu)土池(chi)會造成(cheng)地下水的侵蝕(shi)，同時也由于(yu)在土池(chi)基礎上安裝曝(pu)氣設(she)(she)備(bei)十分困(kun)難(nan)等等。

百樂克工藝克服(fu)了這(zhe)種困(kun)難，首先是(shi)使用HDPE 防滲膜隔絕污水和地(di)下水，池子易(yi)于(yu)開挖(wa)、投資(zi)低廉，而且完全(quan)能(neng)滿足(zu)反應(ying)池功能(neng)上的要(yao)求，并(bing)易(yi)于(yu)因(yin)地(di)制宜，極好地(di)適應(ying)不同場地(di)的需要(yao)；其(qi)次(ci)是(shi)懸掛在浮(fu)管上的微(wei)孔曝氣(qi)頭避免(mian)了在池底(di)和池壁(bi)穿孔安裝的可(ke)能(neng)。

（3）高效曝氣(qi)系統

曝氣(qi)(qi)裝置(zhi)采用(yong)移動式(shi)微(wei)孔曝氣(qi)(qi)形式(shi)，改變了傳(chuan)統曝氣(qi)(qi)系統的固(gu)定模式(shi)，曝氣(qi)(qi)器由浮管牽引(yin)，懸掛在(zai)池中，曝氣(qi)(qi)器與布氣(qi)(qi)管間用(yong)軟(ruan)管連接，兩側采用(yong)地腳螺栓方(fang)式(shi)固(gu)定在(zai)池周邊。

通氣(qi)時(shi)，曝氣(qi)器(qi)由于受力(li)不均(jun)在(zai)水(shui)中產(chan)生運動(dong)，當曝氣(qi)器(qi)偏離(li)浮(fu)(fu)管(guan)垂直軸(zhou)時(shi)，氣(qi)泡浮(fu)(fu)至水(shui)面(mian)并在(zai)浮(fu)(fu)管(guan)一側爆(bao)裂，從而(er)對(dui)浮(fu)(fu)管(guan)產(chan)生反向(xiang)推動(dong)力(li)使浮(fu)(fu)管(guan)運動(dong)，浮(fu)(fu)管(guan)又(you)反過來帶動(dong)曝氣(qi)器(qi)運動(dong)，因(yin)此(ci)實現連續運動(dong)，正是這(zhe)種波浪一樣(yang)地變化(hua)(hua)，在(zai)曝氣(qi)區形成(cheng)耗氧區和厭氧區，隨著(zhu)耗氧的(de)(de)硝化(hua)(hua)反應和厭氧的(de)(de)反硝化(hua)(hua)反應的(de)(de)交替變化(hua)(hua)，污(wu)水(shui)中的(de)(de)氮可以被去除得非常徹底。

由于氧氣(qi)可以(yi)(yi)直接(jie)從反硝(xiao)化(hua)(hua)反應(ying)中得(de)到一部(bu)分(fen)(fen)，因此，需要(yao)的(de)空氣(qi)很少；同時(shi)(shi)在一般情況下，即使氧的(de)濃(nong)度(du)很低時(shi)(shi)系統也能運行，同傳統的(de)方法相比，這(zhe)樣工藝的(de)氧化(hua)(hua)效果(guo)更(geng)多。更(geng)重要(yao)的(de)是它(ta)利用分(fen)(fen)段(duan)曝氣(qi)，可以(yi)(yi)節省能耗，當負荷變化(hua)(hua)時(shi)(shi)，其適應(ying)性強的(de)優點(dian)特別明顯。

（4）污泥(ni)處(chu)理

工藝(yi)采用了大量(liang)的回(hui)流污(wu)(wu)泥(ni)，污(wu)(wu)水中(zhong)所含有機物已被很好(hao)地(di)分解，剩余污(wu)(wu)泥(ni)數(shu)量(liang)很少。由于(yu)剩余污(wu)(wu)泥(ni)是完全穩定的，它同傳統工藝(yi)相比污(wu)(wu)泥(ni)更容(rong)易處理，節省了相應的消(xiao)化、濃縮(suo)費用。

（5）沉淀區

好氧區產生的(de)污(wu)(wu)泥在沉淀(dian)區被分離，其中一部分通過(guo)污(wu)(wu)泥回(hui)流泵提升重新回(hui)到好氧區參與污(wu)(wu)水凈化(hua)。

（6）穩定區

為保證(zheng)負荷變(bian)化時(shi)出(chu)水(shui)質量(liang)，設(she)(she)置(zhi)一個相(xiang)對(dui)獨立(li)的池以保證(zheng)曝(pu)氣后(hou)的出(chu)水(shui)穩(wen)定(ding)，根據國外運行經(jing)驗（對(dui)于(yu)出(chu)水(shui)的含(han)氧量(liang)有嚴格要求），在穩(wen)定(ding)區內設(she)(she)置(zhi)曝(pu)氣裝置(zhi)。

3 百樂(le)克工藝流程

污(wu)(wu)水首先經(jing)過預(yu)處理去除大的(de)漂浮物后，重(zhong)力流(liu)入百(bai)樂克(ke)池，利用曝(pu)氣充(chong)氧(yang)進(jin)行好(hao)氧(yang)處理，處理后污(wu)(wu)水經(jing)消(xiao)毒達標后排放；產生(sheng)的(de)剩余污(wu)(wu)泥用污(wu)(wu)泥泵送入污(wu)(wu)泥脫水間進(jin)行脫水；百(bai)樂克(ke)池需氧(yang)量由(you)羅茨風(feng)機供給。

工藝流程如圖1 所示。

圖1 百樂克工(gong)藝流(liu)程

4 污水(shui)處理廠運(yun)行實(shi)例

九臺(tai)市污(wu)水(shui)處理廠(chang)，2009 年10 月運行，處理水(shui)量(liang)3 萬m3/d，構筑物分(fen)為平行2 組(zu)(zu)，單池尺寸：111.9 m×32.0 m×6.0 m，每組(zu)(zu)包括厭氧(yang)區(qu)(qu)(qu)、好氧(yang)區(qu)(qu)(qu)、沉淀區(qu)(qu)(qu)和穩定區(qu)(qu)(qu)四(si)部分(fen)，厭氧(yang)區(qu)(qu)(qu)和好氧(yang)區(qu)(qu)(qu)采用(yong)(yong)土池+HDPE 防(fang)滲膜結構，設14×2 條曝氣(qi)鏈，停留時間22.9 h。百樂克池自投入使用(yong)(yong)以來運轉(zhuan)正常，處理效果良好(見表2)。

表2 九臺市污水處理(li)廠處理(li)監(jian)測(ce)數值 mg/L

5 存在問(wen)題與改進措(cuo)施

通(tong)過幾個月的(de)運行，在實際(ji)應用中(zhong)還是(shi)存在一(yi)些問題(ti)。

（1）污泥負荷(he)與停(ting)留時(shi)間

百樂克工藝在(zai)國外(wai)(尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)美國)的(de)應用中(zhong)污泥負(fu)(fu)荷極低(di)，反應池停留(liu)時間一般都在(zai)20 h 以(yi)(yi)上(shang)，有的(de)甚至(zhi)達到(dao)6 d 以(yi)(yi)上(shang)。污泥負(fu)(fu)荷過(guo)低(di)，必然導致占地面積增(zeng)大，過(guo)高負(fu)(fu)荷則處理效果不佳(jia)。

（2）結構設計(ji)

百樂克防滲層根據地質條件(jian)的(de)(de)(de)不同(tong)采用(yong)(yong)了不同(tong)規格的(de)(de)(de)HDPE 膜，但是(shi)這樣的(de)(de)(de)結構有(you)兩點不足：一是(shi)與混凝土(tu)或(huo)管道(dao)接口處(chu)的(de)(de)(de)處(chu)理比較麻煩，且不均勻沉降和由溫度變化引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)伸縮都有(you)可(ke)能造成膜片撕(si)裂；二是(shi)在地下(xia)水(shui)位比較高的(de)(de)(de)情況下(xia)，當(dang)放(fang)空(kong)檢修(xiu)時地下(xia)水(shui)會把防滲層不均勻頂起(qi)，影響構筑物的(de)(de)(de)繼續正常使(shi)用(yong)(yong)。根據經驗，中、小(xiao)型(xing)污水(shui)廠采用(yong)(yong)土(tu)池加(jia)HDPE 結構是(shi)可(ke)靠的(de)(de)(de)，大型(xing)污水(shui)廠采用(yong)(yong)混凝土(tu)結構更安全合理。

（3）穩定池

百樂克在國外(wai)設計中多采用(yong)沉淀(dian)池后加穩定池的(de)設計方案，主要考慮了國外(wai)對于處理后達(da)標外(wai)排水(shui)中溶解氧(yang)的(de)含量(liang)要求，而在中國缺少相(xiang)關(guan)規范及檢測要求。

6 結束語

 從百樂克處理工藝(yi)的特點(dian)可以(yi)看出，該(gai)工藝(yi)在對(dui)城市污水(shui)處理上有以(yi)下優勢：

(1) 無論大小規模的污(wu)水處理廠均可達到較好的處理效果(guo)；

(2) 采(cai)用多級系統，因此處理效果更(geng)穩定可靠(kao)；

(3) 具有(you)較好的(de)對雨水或突發性污水的(de)適應(ying)能力(li)；

(4) 一(yi)體化(hua)土池結(jie)構的設計(ji)有效的降低(di)了工(gong)程投資和節(jie)省了占地(di)面積。

參考文獻:

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[2] 王濤．BIOLAK 工藝及其(qi)在設計中應注意的問題[J]．中國(guo)給(gei)水(shui)(shui)排水(shui)(shui)，2003，19(10)：79-80．

[3] 曹(cao)向東，穆瑞林，胡國(guo)光(guang),等．德(de)國(guo)百樂卡(BIOLAK)工藝的(de)設計和運行[J]．給水排水，2000，26(9)：6-8.

作者簡介：許薇（1980-），女，工程師。

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