百樂克(BIOLAK)工藝是一種多級AO污水處理工藝，適用于中小型污水處理廠，可以采用土池結構的曝氣池，具有預處理簡單、投資經濟、占地面積小、運行維護簡單等優點。但是在實際運行中，百樂克(BIOLAK)工藝存在缺少沉砂預處理步驟、脫氮效果不穩定、二沉池沉淀效果不理想等問題。
本文通過實際案例介紹了采用百樂克(BIOLAK)工藝的污水處理廠如何在有限用地的情況下進行提標改造。
1 項目概況和存在的問題
高郵市某污水處理廠一期工程規模為2.5萬m3/d，實測污水處理規模為1.61萬m3/d，工業廢水為0.56萬m3/d。主體工藝為百樂克（BIOLAK），尾水排放執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)中的一級B標準，尾水就近排入北澄子河。隨著提升區域環境質量、可持續發展和南水北調東線水質的要求，高郵市某污水處理廠出水需達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中的一級A標準。
隨著高郵市東北工業園區和東南工業園區的污水的接入，總污水量中的工業污水量在逐漸增加。而原有的工藝沒有考慮預處理，造成難溶解COD對生化處理的沖擊，出水的COD和脫氮所需的碳源品質都受到很大影響，使整體出水指標難以得到保障。
百樂克（BIOLAK）工藝的缺氧區和好氧區未嚴格分離且距離較近，僅靠曝氣鏈的交替曝氣/不曝氣而形成缺氧區和好氧區。好氧區中的氧氣易帶入缺氧區，較難形成一個溶解氧濃度極低或缺氧的環境，但要達到穩定的脫氮效果尚有一定難度。
污水處理廠已處在周邊居民較多的地塊，新增用地已無可能，改造中需要充分挖掘原水池能力和用好預留用地。
2 設計水量水質
擴建工程是在一期工程的基礎上擴建，總設計水量將達到6.0萬m3/d。根據國內外大量實際運行工程經驗，設計進水水質指標保證率多取為80％~90％。為保障污水廠的安全運行角度考慮，按90％保證率取值。根據環評要求，尾水排放執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中的一級A標準。
生化擴建工程按3.5萬m/d規模進行設計，水解酸化池和深度處理的擴建工程按6.0萬m/d規模進行設計。
3 擴建工程處理工藝流程
針對一期工程實際運行存在的問題，以及提標改造工程的出水水質要求，主要有以下針對性的擴建改造。
（1）水解酸化池
設計B/C在0.39左右，水質可生化性一般，所以增加水解酸化池可以將大分子物質降解為小分子物質。同時，采用的水解酸化工藝對污水中的COD、BOD、SS進行預處理降解，減少對生化過程的污染物沖擊負荷。
（2）改良AAO生化池
改良AAO工藝由于將前置反硝化、厭氧、缺氧、好氧各工藝單元分隔清晰，有利于除磷菌、硝化菌、反硝化菌在各自有利的環境中生長，更好地發揮生物脫氮除磷的功能。特別是改良AAO的厭氧段，不僅可以有效地為除磷提供生物環境，而且因為前置反硝化和后置缺氧的協同作用，對高濃度的COD有一定的預處理作用，可以有效地緩解開發區工業廢水的沖擊，從而避免對后段生化的影響，以保證生化指標的有效降解。
（3）高效沉淀池+深床反硝化濾池
高效沉淀池不僅可以滿足除磷要求，而且可以進一步降低污水中的懸浮物濃度，減少對深床反硝化濾池的堵塞，降低反沖洗的次數，提高處理效率。而深床反硝化濾池作為集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元，在提標改造中應用很廣，不僅是因為它脫氮效果好，而且占地小，非常適合城區污水處理廠的提標改造需要。
（4）粗格柵間及進水泵房、細格柵及旋流沉砂池、鼓風機房、污泥脫水房的設備進行優化改造，進一步提高進水污染物的去除效率。
擴建及提標改造工程處理工藝流程如圖所示。
4 主要擴建和改造構筑物設計
設計流量為6.0萬m/d，1座2組，中間設置管廊，鋼砼結構，平面尺寸為45.0 m×41.0 m，有效水深為6.80 m。主要設計參數：停留時間4.5 h，上升流速1.5 m/h。
改良AAO生化池
設計流量為3.5萬m/d，1座2組，鋼砼結構，平面尺寸為74.8 m×55.0 m，有效水深為5.50 m。主要設計參數：停留時間15.5 h，其中前置反硝化段0.6 h、厭氧段1.5 h、缺氧段4.0 h、好氧段為9.4 h；污泥濃度為3 500 mg/L，污泥齡為16 d，污泥負荷為0.065 kgBOD5/kgMLSS·d，內回流比為250％~300％，外回流比為50％~100％；氣水比為7∶1。
二沉池
設計流量為3.5萬m/d，2座，鋼砼結構，圓形，每座直徑為35 m，有效水深3.0 m。采用中心進水周邊出水的幅流式沉淀池。主要設計參數：表面負荷為0.76 m/（㎡·h），停留時間為4.0 h。
污泥回流泵房
設計流量為3.5萬m/d，1座，鋼砼結構，圓形，直徑為8 m。主要設計參數：外回流比為50％~100％。
高效沉淀池
設計流量為6.0萬m/d，1座2組，鋼砼結構，平面尺寸為28.0 m×20.6 m，每組沉淀池直徑為10 m，有效水深為6.5 m。主要設計參數：機械混合時間3.0 min，絮凝反應時間15.0min，沉淀區表面負荷16.0m/（㎡·h），PAC藥劑量為15 mg/L，PAM藥劑量為3 mg/L。
深床反硝化濾池
設計流量為6.0萬m/d，1座2組，每組4格，鋼砼結構，平面尺寸為36.0 m×25.0 m，池體高為6.0 m。主要設計參數：平均濾速為6.0 m/h，單格過濾為70 m，濾床深度為2.5 m，反沖洗過程：氣洗2~3 min；氣水聯合沖洗10~15 min；水洗5~10 min；氣洗反沖洗強度46.8 m/（m·h），水洗反沖洗強度12 m/（m·h）；碳源為醋酸鈉，投加量為5 mg/L。
接觸消毒池
原有紫外消毒池改為反沖洗廢水池，新建接觸消毒池，設計流量為6.0萬m/d，1座，鋼砼結構，平面尺寸為20.0 m×18.5 m，有效水深為4.0 m。主要設計參數：次氯酸鈉藥劑用量10 mg/L，接觸消毒時間35 min。
粗格柵間及進水泵房
設計流量為6.0萬m/d，1座，鋼砼結構，平面尺寸為15.9 m×18.5 m，地下部分深約為6.90 m，地上部分凈高5.0 m。土建工程已建，本次工程增加粗格柵1臺，柵隙為20 mm，N=1.5 kW；增加污水提升泵2臺，1用1備，Q=1 460 m/h、H=12 m、N=55 kW，與一期組成2臺大泵3臺小泵，共5臺，3用2備。
細格柵及旋流沉砂池
設計流量為6.0萬m/d，1座，鋼砼結構，平面尺寸為18.5 m×21.0 m；旋流沉砂池設兩組，每組處理水量3.0萬m/d，沉砂池直徑為4.0 m。土建工程已建，本次工程采用轉鼓細格柵替換一期的階梯式細格柵，共設置2臺，柵隙為1 mm，格柵傾角為35°，N=1.5 kW；旋流沉砂池設備一期已安裝。
污泥脫水房
設計流量為6.0萬m/d，1座，磚混結構，平面尺寸為22.0 m×10.5 m；土建工程已建，本次工程增加帶式濃縮脫水一體機1臺，帶寬為2 500 mm，配套污泥供料泵1臺、PAM加藥裝置2套。
5 工藝設計特點
（1）預處理應用水解酸化工藝，為使配水均勻采用脈沖布水器
為了保障布水均勻，防止死角，高效應用水解酸化池，采用了脈沖布水器。脈沖布水器可以將污水在極短時間內均勻布水到水解酸化池各點，瞬時使布水管的流量成倍增加，進而促使污泥與污水混合均勻，避免池內的死角和短流，提高了水解酸化的效率。
（2）升級改造設備，以適用新工藝
采用轉鼓式細格柵，不僅對柵渣等物質截留效率高，而且可以對細小纖維進行有效攔截，最大作用就是防止對改良AAO生化池底部橡膠膜片式微孔曝氣器的堵塞，有利于設備的運行維護。
（3）改良AAO生化池進水分配渠的應用
改良AAO生化池的是在傳統AAO工藝的厭氧池之前設置前置反硝化段，所有的污泥回流到前置反硝化段，而水解酸化池的污水進入分配渠實現多點進水，分配渠中設置有插板閘，通過插板閘調節堰寬而對進入前置反硝化段和厭氧段的污水進行不同比例分配，提高同步脫氮除磷的效果。
（4）充分挖掘原水池能力和用好預留用地
充分應用粗格柵及進水泵房和細格柵及旋流沉砂池的預處理能力，即使在水量增加的情況下，也能保障污水對生化處理的沖擊；同時，應用占地少、處理效果佳的水解酸化池、高效沉淀池、深床反硝化濾池，以優化預留用地。
（5）針對一二期脫氮差別較大混合水，優化深床反硝化濾池設計和運行
一期生化因工藝原因無嚴格區分缺氧而反硝化區存在脫氮效果偏差，但改造路線中維持現狀運行，脫氮功能由深床反硝化濾池完成；二期生化擴建嚴格按照缺氧反硝化設計，脫氮效果好。因此，深床反硝化濾池的進水為一、二期脫氮后差別較大的混合水，為此深床反硝化濾池在設計方面采用比較保守的濾速，以保障脫氮的出水要求，同時在運行控制方面采用較短的反沖洗周期，以保障出水TN的達標。
6 運行效果和經濟性分析
經過改良AAO生化、高效沉淀池和深床反硝化濾池工藝處理后，不僅COD、BOD和SS去除率達到90%以上，而且難易去除的NH3-N、TN和TP也達到85%以上，大大改善了出水的水質安全。
擴建及提標改造后實際進出水水質
從運行效果來看，對COD的降解可以達到30~35%，對BOD的降解可以達到20%~25%，由于污泥層的存在，SS可以降解可以達到50%~60%，但NH3-N、TN和TP的效果欠佳，降解幾乎可以忽略。
擴建及提標改造工程總投資為8 950萬元，其中，建筑工程4 525萬元，安裝工程651萬元，設備及工器具購置2 788萬元，其他費用986萬元；運行總成本1.50元/m，經營成本1.20元/m，直接運行成本1.00元/m，污水廠噸水投資2 557元。
來源：凈水技術
作者：白王軍
