劉炳林¹，劉丹²，周金全³
（1. 海拉爾污水處理廠；2. 德國馮·諾頓西工程技術(shù)有限公司；3. 核工業(yè)第二研究院）

1 工程概況

　　呼倫貝爾市海拉爾區(qū)地處內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部呼倫貝爾大草原的腹地，是呼倫貝爾市的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心。城市建成區(qū)面積28平方公里，市區(qū)人口24.6萬，現(xiàn)有三條污水壓力管線（分別由3、5、7號泵站提升）將該區(qū)的生活及工業(yè)污水匯集到污水處理廠。其排水水質(zhì)各不相同，具有城市的特性，經(jīng)截流匯集后形成綜合排水系統(tǒng)。該地排水管網(wǎng)為污水、雨水分流制，雨水系統(tǒng)就近排入626小河和伊敏河。新建的污水處理廠經(jīng)處理后除去的主要污染物為COD_Cr、BOD₅、SS、NH₃-N等。出水達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物一級（B級）排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918－2002），自流至伊敏河。

2 設(shè)計依據(jù)

　?、?海拉爾污水處理工程設(shè)計依據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展計劃委員會以內(nèi)計投字[2003] 32號《關(guān)于西部中心城市環(huán)保項目建設(shè)規(guī)模調(diào)整和建設(shè)方案優(yōu)化的批復(fù)》。規(guī)模：污水處理量50 000 m³/d（均值）。
　?、?主要建設(shè)內(nèi)容：新建污水處理廠1座，新建改造污水管35公里，新建、改造污水泵站6座。
　?、?污水處理工藝方案：百樂克（BIOLAK^®）污水生化處理工藝。
　?、?污水處理廠投資：土建費用2300萬元；設(shè)備費用1700萬元；單位水量造價800元/m³。
　　⑤ 污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)和要求根據(jù)海拉爾區(qū)實測水質(zhì)，結(jié)合其他類似城市的污水水質(zhì)以及未來城市的發(fā)展考慮。
　　(a)設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)

表1 進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)

項目名稱 單位 濃度 項目名稱 單位 濃度 COD_Cr mg/L 400 氨氮（以N計） mg/L 30 BOD₅ mg/L 200 總磷（以P計） mg/L 6 SS mg/L 210

　　(b) 處理后出水水質(zhì)要求

表2 污水處理廠出水水質(zhì)指標(biāo)

項目名稱 單位 濃度 項目名稱 單位 濃度 pH 7～8.5 SS mg/L <20 COD_Cr mg/L <60 氨氮（以N計） mg/L <20 BOD₅ mg/L <20 總磷（以P計） mg/L <2.0

　?、?建廠地區(qū)的氣象、地質(zhì)、水文條件
　　地震烈度：6度；年主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)，平均風(fēng)速：3.3 m/s；年平均降雨量：351 mm；年平均蒸發(fā)量：1275mm；最大日照小時數(shù)：2818.3h；多年平均氣溫：-2.0℃；極端最高氣溫：+36.7℃；極端最低氣溫：-48.5℃；冰凍深度：2.8 ～ 3.3 m；無霜期：110天；歷年最大積雪厚度：39 cm。

3 污水處理工藝方案

　　污水處理采用BIOLAK^®工藝，詳見工藝流程圖。

　　BIOLAK生化綜合池的結(jié)構(gòu)是二組長方形土池子，每組池規(guī)格為81 m×61 m×5.5 m。
3.1 污水工藝流程
　　來自城區(qū)的污水首先經(jīng)過進(jìn)水閘，自流進(jìn)入粗格柵間，經(jīng)粗格柵過濾后進(jìn)入集水池，在集水池中設(shè)有3臺潛水式無堵塞污水泵。集水池中的原水由泵直接送入轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵，細(xì)格柵可直接除去直徑0.7 mm以上的泥砂及機(jī)械雜物。這些雜物經(jīng)壓榨機(jī)擠壓脫水后外運填埋。經(jīng)細(xì)格柵的污水自流進(jìn)入BIOLAK除磷區(qū)，除磷區(qū)包括酸化水解段、曝氣反應(yīng)段、澄清段。澄清段產(chǎn)生的污泥由刮吸泥機(jī)送回酸化水解段或曝氣反應(yīng)段，從而實現(xiàn)活性污泥回流。BIOLAK反應(yīng)曝氣池凈化后的出水直接排入下游河道。
　　BIOLAK反應(yīng)池產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)潛水式污泥泵輸送到污泥濃縮池進(jìn)行重力濃縮，濃縮池上清液靠重力流入集水池二次處理。濃縮液由螺桿泵送入帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水。脫水后的污泥外運。
3.2 BIOLAK工藝主要優(yōu)點：
　　BIOLAK曝氣工藝是一種全新概念的曝氣技術(shù)，屬于低污泥負(fù)荷工藝，可在一體化構(gòu)筑物（厭氧、好氧、澄清、再好氧和穩(wěn)定消毒處理）中實現(xiàn)懸掛鏈?zhǔn)狡貧夤に?，曝氣頭懸掛在浮筒鏈下，浮筒鏈橫跨一體化曝氣池兩岸，每條鏈可在一定區(qū)域運動，曝氣器的波動使其服務(wù)面積增大，使系統(tǒng)在低污泥負(fù)荷波浪式氧化工藝運行，通過簡單的控制可在曝氣池中交替形成多重缺氧區(qū)和好氧區(qū)，以促進(jìn)消化、反消化反應(yīng)，使水中的污染物被微生物徹底吸收和分解，達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。同時，并兼有脫氮除磷效果。
　?、?基建投資省，運行費用低
　　一體化處理構(gòu)筑物土建結(jié)構(gòu)因地制宜采用土池子，加上池底使用HDPE防滲板襯底。與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，工程投資節(jié)省40% ～ 50%，同時由于采用了低能耗的曝氣方式和簡單的工藝流程，運行電耗比傳統(tǒng)工藝大大降低，而且剩余污泥處理量少，節(jié)約了污泥處理運行費用，總的運行費用比其他工藝節(jié)省30%。而且剩余污泥所含有機(jī)物已被很好的分解、礦化，污泥沒有異味。
　　② 節(jié)省污水處理廠占地面積對地形適應(yīng)性強(qiáng)
　　一體化曝氣池具有傳統(tǒng)工藝幾種池的作用，特別是曝氣池和二沉池結(jié)合在一起，使污水處理廠總占地面積減少，也可根據(jù)現(xiàn)有水塘、湖泊、低洼地等地形進(jìn)行改建，對地形適應(yīng)性強(qiáng)。
　?、?系統(tǒng)檢修方便
　　該系統(tǒng)沒有水下固定部件，維修時不用排干池中的水，在水面上可以維修。極大地降低維修工作量。實踐表明，曝氣頭運行幾年也不用任何維修。當(dāng)曝氣頭需維護(hù)時，可以很容易地從池中取出，而不影響整個污水處理廠的運行。
　?、?適應(yīng)寒冷地區(qū)運行條件
　　BIOLAK工藝可以適應(yīng)寒冷地區(qū)污水處理運行條件，特別是在我國西北部新疆、內(nèi)蒙海拉爾和東北等寒冷地區(qū)（-20 ～ -40℃氣溫條件）運行，可取得滿意的運行效果。

4 運行實測數(shù)據(jù)和結(jié)論

　　本污水處理工程設(shè)計能力為二條線50 000 m³/d，目前單線運行，實際運行水量25 000 m³/d。本工程于2003年11月開始調(diào)試，12月正式投產(chǎn)，在這半年調(diào)試投產(chǎn)運行中經(jīng)過了最寒冷季節(jié)-40℃的考驗，在處理后的出水，pH值、沉淀物、化學(xué)需氧量、氨氮等水質(zhì)指標(biāo)均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。見表3。

表3 出水水質(zhì)指標(biāo)

時間 溫度

(℃) 水量

(m³/d) 溶解氧

(mg/L) pH值 沉淀物(mg/L) BOD₅

(mg/L) COD_Cr

(mg/L) NH₄-N

(mg/L) 氣溫 水溫 曝氣池 出水 進(jìn)水 出水 進(jìn)水 出水 進(jìn)水 出水 進(jìn)水 出水 進(jìn)水 出水 2003.12 -29.86 18.1 11 529 6.8 5.83 7.03 7.77 0.38 0.01 220 18.2 428 54.6 7 2.3 2004.1 -26.33 15.62 15 661 6.68 5.01 7.11 7.03 0.23 0.01 200 17.4 498 58.3 8.1 2.5 2004.2 -23.2 16 18 050 6.3 5.29 7.21 7.18 2.35 0.01 220 15.2 492 57 6.8 3.1 2004.3 -18.1 17.2 24 621 5.51 4.91 7.28 7.29 3.62 0.01 335 20.3 550 59.2 4.9 3.4 2004.4 -12.3 18.2 19 500 5.30 4.71 7.50 7.48 3.52 0.01 260 17.2 580 55.3 5.2 2.8

　　結(jié)論：采用BIOLAK生化綜合池工藝在寒冷地區(qū)室外最低氣溫-20 ～ -40℃。經(jīng)處理后生活污水可以達(dá)到國家一級B級排放標(biāo)準(zhǔn)。同時工程結(jié)構(gòu)采用土池子，底部襯防滲板，工程造價低，管理維護(hù)簡單，尤其是運行費用低，具有很好的環(huán)境效益和社會效益。
　　BIOLAK工藝在處理城市生活污水和有關(guān)工業(yè)廢水（堿法漂白蔗渣漿污水、啤酒廢水、造紙紙漿廢水等）。在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平，特別該項工藝技術(shù)可以在寒冷地區(qū)運行，確保達(dá)標(biāo)排放。