大連馬欄河污水處理廠BIOFOR處理工藝
該污水廠主要應用了BIOFOR曝氣生物濾池。
大連馬欄河污水處理廠工程通過國際招標確定了SEDIPAC3D+BIOFOR工藝，是我國第一個采用BAF工藝的城市污水處理廠，設計處理能力為12×104m3/d，其中4×104m3/d回用，服務面積為32km2，服務人口為35萬人，占地為4.3hm2，工程直接投資約1.6億元。工程于1998年11月開工，2000年9月進入調試運行，2001年7月通過性能測試并正式投產運行。
1 水質及水量污水(主要是生活污水，也含少量工業廢水)通過市政截流管道和暗渠匯流進入馬欄河污水處理廠，目前進水量已超過12×104m3/d，水廠為滿負荷運行。設計進水水質:COD=480mg/L，BOD5=216mg/L，SS=350mg/L，Nh+4-N=40mg/L，ph=6～9；出水水質:COD≤40mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，NH+4-N≤5mg/L，pH=6～9。
2工藝流程及主要構筑物
馬欄河污水處理廠的一級處理采用了SEDIPAC3D(簡稱S3d)工藝，二級處理采用了由BIOFORC/N和BIOFORN組成的二級過濾系統。
① 預處理
原水經提升后流入處理系統，經過設有斜管的S3d池的一級加強沉淀后從底部進入一級BIOFORC/N池，進行BOD、COD的降解及部分NH+4-N的氧化，其出水進入二級BIOFORN池，進行剩余BOD、COD的降解及Nh+4-N的完全氧化。出水一部分用于濾池的反沖洗，一部分經加氯消毒后回用，其余進行深海排放。
提升泵站前設2臺25mm粗格柵，進水通過一次提升(達到約88.2kpａ的水頭)后經4臺10mm細格柵進入配水渠，并在配水渠內進行預曝氣。
S3d池共4座，每座均包括曝氣沉砂、氣浮除油和斜管沉淀三段，其中曝氣沉砂段長為4m，寬為13m，水深為4m，停留時間為8.5miN，總供氣量為832m3/h，設有曝氣頭共308個。經重力沉降后的污泥被泵至砂水分離器進行砂、水分離，然后外運至垃圾填埋場處置。氣浮除油段長為6.5m，寬為13m，水深為2.1m，停留時間為7.2miN，單池設供氣量為22m3/h的曝氣泵4臺，撇油管2臺。浮油經撇油管進入油水分離器進行油、水分離，然后外運垃圾填埋場處置。斜管沉淀段長為9.3m，寬為13m，水深為5m，停留時間為29miN，斜管長度為1.5m。經斜管沉淀的污泥(含濾池反沖洗生化污泥)濃度為25kg/m3，有機物含量占55%，由吸泥泵送至污泥處理單元。
為避免生物濾池的濾頭堵塞，每2座S3d池后設1臺2mm的精格柵。每臺格柵對應1列濾池。
② 生物處理
全廠共設24座BIOFOR曝氣生物濾池，分為2列12組，每組由1座C/N池和1座N池串聯組成一個處理單元。每座C/N池長為12m，寬為6m，濾料厚度為4m，設有濾頭55個/m2，曝氣頭68個/m2，氣水比為1.8，濾速為6.7m/h，停留時間為35.8miN。濾料(Biolitep3.5)粒徑為3～6mm，有效粒徑為3.2～3.8mm，密度為1.25～1.55kg/L，堆積密度為0.75～0.9kg/L。每座N池長為12m，寬為6m，濾料厚度為4.5m，設有濾頭55個/m2，氣水比為2.6，濾速為6.7m/h，停留時間為40.3miN。濾料(Biolitel2.7)粒徑為2.5～5mm，有效粒徑為2.5～2.9mm，密度為1.4～1.7kg/L，堆積密度為0.8～0.9kg/L。
濾池反沖洗采用過濾時間和濾池壓力等參數進行自動控制，包括快速降水、氣洗、氣/水反沖洗、漂洗等步驟，沖洗時間為35miN，反沖洗周期:C/N池為14h，N池為36h。水反沖洗強度為10～30m3/(m2•h)，氣反沖洗強度為90m3/(m2•h)，沖洗水量為730m3/次。
③ 加氯消毒
接觸池容積為700m3，設有折流墻，停留時間為21.9miN，采用液氯消毒，投加量為10ｇ/m3。
④ 污泥處理
污泥緩沖池的直徑為14m，深度為5m，設攪拌機一臺。含固率為2.5%的污泥經緩沖池攪拌均質并與絮凝劑混合后進入離心脫水機，出泥含固率可達25%。目前干污泥產量約20t/d，均外運至垃圾填埋場處置。
3 運行效果及工藝特點
3.1 運行效果
馬欄河污水處理廠自投產以來滿負荷運行，全年處理效果良好，出水水質達到了新頒布的《城市污水再生利用———城市雜用水水質》標準，目前已回用作城市綠化、住宅小區沖廁、建筑施工用水以及廠區內綠化、消防、沖廁、清掃、車輛沖洗用水。
32 工藝特點
① 占地面積小。馬欄河污水處理廠處理系統的占地僅為1hm2。BIOFOR曝氣生物濾池之后不設二沉池，省去了二沉池的占地和投資。此外，利用高比表面積的濾料上所附著的高活性生物膜的氧化降解能力，可對污水進行快速凈化。BIOFOR曝氣生物濾池的水力負荷、容積負荷大大高于傳統濾池，因此所需生物處理構筑物較小，當用于大、中型污水處理廠時，與傳統污水處理工藝相比其占地面積可省40%以上，基建投資省10%以上。
② 處理效率高、出水水質好。在BIOFOR工藝中，由于濾料本身的截留過濾作用，使得出水SS值很低。同時，高活性生物膜的生物絮凝、吸附作用也將一些難降解的物質吸附、截留在池中而使其去除，出水水質達到了新頒布的《城市污水再生利用———城市雜用水水質》標準。
③ 氧的轉移效率高。在BIOFOR工藝中，氧的利用效率可達20%～30%，這主要是因為濾料粒徑小，氣泡在上升過程中不斷被切割成小氣泡，加大了氣液接觸面積，提高了對氧的利用率；同時，氣泡在上升過程中受到了濾料的阻力，延長了接觸時間，也有利于氧的傳質。
④ 抗沖擊負荷能力強，耐低溫。兩年的運行實踐表明，BIOFOR工藝可耐短期沖擊負荷(主要是因為生物膜活性高且采用了兩級濾池系統)，冬季仍具有良好的處理效果。
⑤ 易掛膜、啟動快。調試運行表明，BIOFOR工藝可在2～3周完成自然掛膜過程，2個月左右出水水質即可達標。此外，在濾池關閉期間通過間歇曝氣可使濾料表面的生物膜以孢子的形式存活，一旦通水曝氣，其活性在很短的時間內便可恢復正常。在污水量變化較大的地區，可在進水量小時關閉部分濾池以降低運行費用，水量大時再恢復其運行。
⑥ 采用模塊化結構，便于后期的改、擴建，可實現全部自動化控制操作，降低了人工費。馬欄河污水處理廠采用了西門子公司的自控系統，全廠共65人，一線運行操作人員僅25人。BIOFOR曝氣生物濾池具有上述優點，同時也存在土建施工難度大、總提升高度大、反沖洗出水會對一級處理產生較大的沖擊負荷等問題。
4 結語BIOFOR
曝氣生物濾池在國外已有50多個成功的應用實例，技術基本成熟，它可有效去除懸浮固體、BOD5和COD，并能脫氮，出水水質好。此外，該工藝占地少，也易于與其他工藝進行組合，比較適合城市污水處理廠的改、擴建。該工藝在大連市馬欄河污水處理廠的成功應用為國內提供了曝氣生物濾池的運行管理經驗，它的進一步應用和逐步國產化必將為我國城市污水處理的進一步健康發展做出貢獻。
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