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

1 工程概況

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

2 設計依據

　　① 海拉爾污水處理工程設計依據內蒙古自治區發展計劃委員會以內計投字[2003] 32號《關于西部中心城市環保項目建設規模調整和建設方案優化的批復》。規模：污水處理量50 000 m³/d（均值）。
　　② 主要建設內容：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。
　　③ 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；設備費用1700萬元；單位水量造價800元/m³。
　?、?污水處理廠進出水水質指標和要求根據海拉爾區實測水質，結合其他類似城市的污水水質以及未來城市的發展考慮。
　　(a)設計進水水質

表1 進水水質指標

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) 處理后出水水質要求

表2 污水處理廠出水水質指標

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

　　⑥ 建廠地區的氣象、地質、水文條件
　　地震烈度：6度；年主導風向為東南風，平均風速：3.3 m/s；年平均降雨量：351 mm；年平均蒸發量：1275mm；最大日照小時數：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生化綜合池的結構是二組長方形土池子，每組池規格為81 m×61 m×5.5 m。
3.1 污水工藝流程
　　來自城區的污水首先經過進水閘，自流進入粗格柵間，經粗格柵過濾后進入集水池，在集水池中設有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鼓細格柵，細格柵可直接除去直徑0.7 mm以上的泥砂及機械雜物。這些雜物經壓榨機擠壓脫水后外運填埋。經細格柵的污水自流進入BIOLAK除磷區，除磷區包括酸化水解段、曝氣反應段、澄清段。澄清段產生的污泥由刮吸泥機送回酸化水解段或曝氣反應段，從而實現活性污泥回流。BIOLAK反應曝氣池凈化后的出水直接排入下游河道。
　　BIOLAK反應池產生的剩余污泥經潛水式污泥泵輸送到污泥濃縮池進行重力濃縮，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進行脫水。脫水后的污泥外運。
3.2 BIOLAK工藝主要優點：
　　BIOLAK曝氣工藝是一種全新概念的曝氣技術，屬于低污泥負荷工藝，可在一體化構筑物（厭氧、好氧、澄清、再好氧和穩定消毒處理）中實現懸掛鏈式曝氣工藝，曝氣頭懸掛在浮筒鏈下，浮筒鏈橫跨一體化曝氣池兩岸，每條鏈可在一定區域運動，曝氣器的波動使其服務面積增大，使系統在低污泥負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和好氧區，以促進消化、反消化反應，使水中的污染物被微生物徹底吸收和分解，達到凈化水質的目的。同時，并兼有脫氮除磷效果。
　?、?基建投資省，運行費用低
　　一體化處理構筑物土建結構因地制宜采用土池子，加上池底使用HDPE防滲板襯底。與傳統的鋼筋混凝土結構相比，工程投資節省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，運行電耗比傳統工藝大大降低，而且剩余污泥處理量少，節約了污泥處理運行費用，總的運行費用比其他工藝節省30%。而且剩余污泥所含有機物已被很好的分解、礦化，污泥沒有異味。
　?、?節省污水處理廠占地面積對地形適應性強
　　一體化曝氣池具有傳統工藝幾種池的作用，特別是曝氣池和二沉池結合在一起，使污水處理廠總占地面積減少，也可根據現有水塘、湖泊、低洼地等地形進行改建，對地形適應性強。
　?、?系統檢修方便
　　該系統沒有水下固定部件，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。當曝氣頭需維護時，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。
　?、?適應寒冷地區運行條件
　　BIOLAK工藝可以適應寒冷地區污水處理運行條件，特別是在我國西北部新疆、內蒙海拉爾和東北等寒冷地區（-20 ～ -40℃氣溫條件）運行，可取得滿意的運行效果。

4 運行實測數據和結論

　　本污水處理工程設計能力為二條線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月開始調試，12月正式投產，在這半年調試投產運行中經過了最寒冷季節-40℃的考驗，在處理后的出水，pH值、沉淀物、化學需氧量、氨氮等水質指標均能達到排放標準。見表3。

表3 出水水質指標

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 進水 出水 進水 出水 進水 出水 進水 出水 進水 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

　　結論：采用BIOLAK生化綜合池工藝在寒冷地區室外最低氣溫-20 ～ -40℃。經處理后生活污水可以達到國家一級B級排放標準。同時工程結構采用土池子，底部襯防滲板，工程造價低，管理維護簡單，尤其是運行費用低，具有很好的環境效益和社會效益。
　　BIOLAK工藝在處理城市生活污水和有關工業廢水（堿法漂白蔗渣漿污水、啤酒廢水、造紙紙漿廢水等）。在國內處于領先水平，特別該項工藝技術可以在寒冷地區運行，確保達標排放。