百乐克工艺介绍及与其他工艺的对比分析

百乐克工艺采用了土池结构， 使用 ＨＤＰＥ 防渗 膜隔绝污水和地下水。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 生 化 处理池功能上的要求， 并能因地制宜， 极好的适应 现场地形， 在某些特殊的地形条件下， 如地震多发 区， 土质疏松地区， 其优点得到更充分的体现。采用 ＨＤＰＥ 防渗层现场焊接铺设后， 做打压实验确保质 量。防渗效果和使用寿命都高于混凝土结构， 因此 土建费用大大节省（ 仅约占总投资的 ２０％） 。 １．３ 高效的曝气系统
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｕｅ ｔｏ ｓｔｏｒａｇｅ ｔａｎｋB ｌｅａｋａｇｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎC ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
３６
天津化工
２００８ 年 １ 月
百乐克工艺的核心设备， 就是悬挂链曝气装 置， 它属于移动微孔曝气形式， 改变了传统曝气系 统的固定模式， 与传统曝气系统相比， 有氧的利用 率高、能耗低、安装方便等优点。目前曝气系统用的 较多的是引进德国冯诺西顿的设备， 也有采用国产 设备的。
７５０ ２０
９７
７０．１ １３．１
８１
ＳＳ 平均（ ｍｇ ／Ｌ）
１７２ ２０
８８ １１５ ２０
８３
ＮＨ３－ Ｎ 平均（ ｍｇ ／Ｌ） ４５ １２
７３
１２．４ ７．９
３６
Ｔ－ Ｐ 平均（ ｍｇ ／Ｌ）
１５ １
９３
１．０７ ０．３３ ６９
３ 百乐克工艺与其它工艺的比较
几种污水处理工艺的技术经济比较见表 ３。 ３．１ 与氧化沟工艺的比较
虽然进口曝气设备价格相对较高， 但其质量 好， 使用寿命长、耗 能 低 。 如 关 键 构 件 曝 气 器 的 膜 片， 德国进口的膜片使用寿命为 ８～１０ ａ 左右， 而国 产膜片寿命为 １～２ ａ 左右， 一般城市污水处理厂寿 命期内国产设备的更换次数 １０ 次左右， 而进口设 备为 ２ 次左右； 进口曝气器结构特殊， 即使在复杂 的环境里也很少严重的阻塞， 曝气装置几乎不需要 更换， 维修工作量小， 所需的维修费用很少， 国产设 备曝气器装置则经 常 阻 塞 ， 需 要 经 常 冲 洗 、更 换 才 能保证出水质量， 维修工作量较大， 所需的维修费 用较高； 从运行成本上分析， 主体工艺曝气系统及 其配套设备采用进口的， 污水厂运行成本为 ０．３～０．４ 元 ／ｔ， 采用国产设备的运行成本是 ０．５～０．６ 元 ／ｔ。
也被消耗尽了， 而足够的泥龄是形成硝化菌的基本 条件， 硝化菌可将氨态氮氧化成硝态氮。（ ４） 该工艺
收稿日期： ２００７－ ０３－ ２６ 作 者 简 介 ： 赵 美 姿 （ １９８１－ ） ， 女 ， 河 北 省 石 家 庄 ， 硕 士 ， 主 要 从 事 城 市
设计简洁、高效， 因此不需要复杂的管理。
百乐克工艺采用低活性污泥负荷， 与一般负荷 的活性污泥法比较， 它的低活性污泥负荷和长停留 时间有以下优点： （ １） 百乐克工艺属延时曝气， 曝气 池内的微生物处于内源呼吸期， 所以， 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。（ ２） 大量的回流活性污泥， 使剩余污 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。（ ３） 由于污泥龄长， 一 般都在 ３０～７０ ｄ 左右， 并采用了阶段曝气， 所以氨氮
中 ， 大 多 依 靠 经 验 数 据 ， 缺 乏 一 定 的 合 理 性 、科 学 性， 这为日后的污水处理达标埋下隐患。（ ２） 依赖自 动化程度过高， 关键部件质量不过关。ＣＡＳＳ 工艺在 很大程度上依靠 先 进 的 设 备 、仪 器 、仪 表 来 实 现 各 种功能， 但国内产品在质量上远不如国外产品， 国 内 环 保 产 品 在 技 术 水 平 、质 量 等 多 个 环 节 上 还 有 很 长的路要走。（ ３） 时间空间控制方式上不易掌握。由 于国内对 ＣＡＳＳ 工艺的反应过程数据了解不够， 所 以对 ＣＡＳＳ 工艺采用的控制方式大多是严格的时间 控制， 而这种依赖于经验数据的控制方式并不能适 应水量、水质的 要 求 ， 也 不 能 体 现 出 ຫໍສະໝຸດ Baidu 动 化 控 制 的 特点， 无法保证出水水质， 而且对操作管理人员的 素质要求也较高。
ｏｆ ｉｔｓ ｌａｒｇｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ， ｌｅａｋａｇｅ ｍａｙ ｏｃｃｕｒ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｉｔｓ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｌｅａｋａｇｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ
ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｂａｓｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｖｏｌｕｍｅ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ
只需泵入进水
泵入进水的同时， 还需要将水泵
入单个池
泵入管网投资和运行费用低
泵及管网投资和运行费用较高
分隔生化除磷区， 易于实现生化除 无法采用经济措施除磷
磷
因没有时间限制， 便于运行
有一定时间限制， 运行控制难度
较高
没有更多故障， ２ 条单独工艺处理 如果其中有一个工艺发生问题，
线， 每条活性污泥池体积为 ４ 万 ｍ３， 整个系统也将产生问题。因此，
表 ４ 百乐克工艺与 ＣＡＳ Ｓ 工艺比较［３］
百乐克工艺（ 处理量 １ 万 ｍ３ ／ｄ）
ＣＡＳＳ（ 处理量 １ 万 ｍ３ ／ｄ）
综合池具有活性污泥池和澄清池 每池只能作为活性污泥池和澄
功能（ ＡＳＢ 和 ＣＬ）
清池运行
不需要单纯的预缓冲池
绝对需要预缓冲池
池 Ｂ２ ／Ｂ３ 为安全段， 提供了安全性 没有安全池
ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｂｙ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｌａｗ ｏｆ ｌｅａｋａｇｅ ａｎｄ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｏｆ ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃａｎ ｂｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ
ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌｅａｋａｇｅ ｏｆ ｓｕｃｈ ｇａｓｅｓ．
深圳龙田污水处理厂 ３ 万 ｍ３ ／ｄ ３ ０００ 万元 ０．４０ 元 ／ｔ 采用全套德国冯诺顿 西公司设备 国家一级排放标准
表２
指标
山东招远污水处理厂 深圳龙田污水处理厂 进水 出水 去除率％ 进水 出水 去除率％
ＣＯＤ 平均（ ｍｇ ／Ｌ） １ ２００ ６０
９５ １４９．５ ３６．８
７５
ＢＯＤ 平均（ ｍｇ ／Ｌ）
摘 要 ： 本 文 较 详 细 地 介 绍 了 百 乐 克 工 艺 的 主 要 特 点 及 其 优 势 ， 并 与 氧 化 沟 、ＣＡＳＳ 等 工 艺 进 行 了 比 较 ， 为 设 计 人 员 在 方 案 选 定 、工 艺 设 计 等 方 面 提 供 了 参 考 。 关键词： 百乐克工艺； 污水处理； 悬挂链 中图分类号： Ｘ５０５ 文献标志码： Ａ 文章编号： １００８－ １２６７（ ２００８） ０１－ ００３５－ ０３
１ 百乐克工艺简介及其主要特点
百乐克（ Ｂｉｏｌａｋ） 工艺， 又称悬挂链曝气工艺， 是 我国近年来由德国引进的一种污水处理新工艺， 是 一种低投资、低运行成本、高效低耗的工艺。其曝气 池采用土池结构， 池底铺设防渗膜， 曝气装置采用 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， 因此， 百乐克工艺又有多级 Ａ／Ｏ 工艺 之称。该工艺主要有以下特点。 １．１ 低负荷活性污泥工艺［１］
其工艺参数根据德国 ＡＴＶ 标准并结合国内已 建百乐克污水处理厂运行情况确定， 取值为：
污 泥 负 荷 率 ［ｋｇＢＯＤ ／（ ｋｇＭＬＳＳ·ｄ） ］： ０．０５ ～０．３： ０．０２～０．１（ 较高纬度地区） 、ＤＭＳ（ ｍｇ ／Ｌ） ：２ ０００～４ ０００、 污泥溶积指数（ ｍｇ ／Ｌ） ： ５０～８０、污泥回流比（ ％） ： ５０～ １５０、回 流 污 泥 浓 度 （ ｍｇ ／Ｌ） ： ８ ０００～１２ ０００（ 注 ： ＤＭＳ 为曝气池金水与回流污泥之间混合液的悬浮物平 均浓度） 。 １．２ 曝气池的合建土池结构
第 ２２ 卷第 １ 期 ２００８ 年 １ 月
天津化工 Ｔｉａｎｊｉｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．２２ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２００８
·开发与应用·
百乐克工艺介绍及与其他工艺的对比分析
赵美姿 １， 孙嘉禾 ２， 肖羽堂 １ （ １．南开大学环境科学与工程学院， 天津 ３００４５７； ２．煤炭工业石家庄设计研究院， 河北 石家庄 ０５００１２）
２ 国内工程实例简介
山东招远污水处理厂和深圳龙田污水处理厂 是我国最早应用百乐克工艺的污水厂， 以下简单介 绍一下两厂污水的运行情况（ 见表 １、２） 。
项目 设计流量 投资费用 运行费用 设备使用
出水达标
表１
山东招远污水处理厂 ２ 万 ｍ３ ／ｄ 改造费用 １ ５００ 万元 ０．５８ 元 ／ｔ 主要设备全部进口， 污 泥脱水机和粗格栅国产 国家一级排放标准
悬挂链曝气工艺 ４．０ ３１５０ ６５０ ４２５ ０．３４ ０．２９ ０．２３ ４．１０
１．０２５ 可以脱氮除磷 简单 少 要求低 可实现国产 产泥量少且稳定可直 接机械脱水
Ａ／Ａ／Ｏ 工艺 ４．０ ４１０６ ８１７．３ ５９４．４ ０．５６ ０．４０７ ０．４５ ４．０８ １．０２
可以脱氮除磷 复杂 较多 要求高 可实现国产 产泥量较多， 污泥消 化后机械脱水
生 活 污 水 、工 业 废 水 处 理 方 面 的 研 究 。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ａｎｄ ｉｔ ｈａｓ ａ ｈｉｇｈ ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｉｌｉｔｙ． Ｂｅｃａｕｓｅ
注： 表中悬挂链曝气工艺投资， 是在钢混构筑物及进口设备情况下的总投资， 若构筑物采用土池结构， 设备采用国产， 则工程投资还可大大降低。
第 ２２ 卷第 １ 期
赵美姿等： 百乐克工艺介绍及与其他工艺的对比分析
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泥法少建初沉池、二沉池、污泥消化系统， 且氧化沟 与二沉池合建， 可进一步省去污泥回流系统， 减少 了基建费用。
三沟式氧化汇集曝气沉淀于一体， 两侧边沟交 替地用作曝气池和二沉池， 完成有机物的降解和硝 化反硝化过程， 取得良好的去除 ＢＯＤ 及脱氮效果， 该工艺既有完全混合曝气的优点， 又有间歇反应器 的功能。处理流程简单， 构筑物少， 可比传统活性污
表 ３ 污水处理不同工艺路线技术经济比较
序号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ １１ １２ １３ １４ １５
— — — — — —
三沟式氧化沟工艺 ４．０ ３８８７ ７７４ ５５７ ０．５３
０．３８２ ０．３８ ４．１０ １．０２５ 可以脱氮除磷 复杂 多 要求高 可实现国产 产泥量少且稳定可 直接机械脱水
ＳＢＲ 工艺 ４．０ ４０１７ ７６３ ５２７ ０．５１ ０．３６ ０．３４ ３．６７ ０．９２
可以脱氮除磷 较简单 较少 要求高 关键设备需进口 产泥量少且稳定可直接 机械脱水
统进行维护
可以进行维护
ＣＡＳＳ 污水处理工艺是 ＳＢＲ 工艺的变种， 具有 工 艺 流 程 简 单 、处 理 效 果 稳 定 、占 地 面 积 小 、投 资 及 运行费用低、耐冲击负荷和脱氮除磷能力强等优 点， 但与百乐克工艺相比， 目前在设计及应用中， 仍 有以下不足之处难以克服。
（ １） 目前尚缺乏可靠的理论依据。在工程设计
氧化沟工艺和百乐克工艺都采用延时曝气法， 同样具备延时曝气法的优点。而延时曝气的主要缺 点： 曝气时间长使动力消耗大以及曝气池容积大， 占地面积大， 百乐克工艺采用了低能耗的曝气设 备， 动力消耗明显减小， 因此运行费用减少， 曝气池 采用土池结构， 虽然占地面积较大， 土建费用也不 会很高； 而氧化沟工艺却很难避免， 氧化沟工艺动 力消耗过大， 运行费用较高， 并且氧化沟设备维护 工作量较大， 曝气池容积增大土建费用明显增加。 ３．２ 与 ＣＡＳ Ｓ 工艺的比较［２］（ 见表 ４）
合计 ８ 万 ｍ３
需 要 缓 冲 池 体 积 Ｖ＝５ 万 ｍ３， 合
成池体积 Ｖ＝１．５ 万 ｍ３
同时实现脱氮作用
难以实现脱氮
能够适应入水水质的强变化， 实现 难以适应入水水质的变化
硝化和反硝化反应
可以采用土池结构， 降低土建费用 需要建造混凝土池， 土建费用高
在完全运行情况下， 可以对曝气系 只有关闭工艺、排空池内水， 才
项目 处理规模 总投资 总成本费用 经营成本费用 单位水量处理成本 单位水量经营成本 单位水量耗电 占地面积 单位水量占地面积 处理程度 运行管理 劳动定员 自动化程度 设备国产化程度 产泥量及处理
单位 万 ｍ３ ／ｄ
万元 万元 ／ａ 万元 ／ａ 元 ／ｔ 污水 元 ／ｔ 污水 Ｋｗ·ｈ ／ｍ３ 污水 公顷 公顷 ／万 ｍ３ 污水