新疆石河子污水處理廠(chǎng)總建設規模為20萬(wàn)m3/d，其中一期工程105 m3/d，二期工程105 m3/d，污水處理廠(chǎng)主要處理來(lái)自石河子市的生活污水以及工業(yè)廢水。其中工業(yè)企業(yè)排放的廢水占污水總量的76%，居民生活污水占污水總量的24%。污水處理廠(chǎng)設計進(jìn)水水質(zhì)及排放標準（《污水綜合排放標準》（GB 8978—96中規定的二級排放標準）見(jiàn)表1。
表1 污水處理廠(chǎng)設計進(jìn)水水質(zhì) (mg•L-1 (pH除外))
項目 COD BOD5 SS NH3-N TP pH
進(jìn)水 1 100 420 520 16 1.4 9.2
出水 <120 <30 <30 <25 <1.0 6~9
1 工藝概況
1.1 工藝簡(jiǎn)介
石河子污水處理廠(chǎng)在設計初期，設計采用了BIOLAK工藝，該工藝是一種高效生化處理系統，屬低負荷活性污泥處理工藝，通過(guò)生化處理有效降解了污水中的COD、BOD5
等有機污染物。工藝具有占地緊湊、工藝穩定、投資低廉、維護簡(jiǎn)單、運行費用低等特點(diǎn)[1-4]。同時(shí)，池型采用土池結構，大大降低了工程的建設投資。但在工程建設期間，由于當地政府財政緊張，該廠(chǎng)并未采用BIOLAK專(zhuān)用曝氣鏈設備，而是在確保工藝設計參數不變的條件下，采用了表曝機和美國愛(ài)爾氧（AIRE-02）曝氣設備共同曝氣方式，因此，該廠(chǎng)工藝與BIOLAK工藝又有所不同。稱(chēng)之為改良BIOLAK工藝。
1.2 工藝流程
污水處理廠(chǎng)工藝流程見(jiàn)圖1。
進(jìn)水→ 格柵間→ 提升泵→ 沉砂池→ Biolack綜合反應池→ 消毒→ 蘑菇湖
圖1 污水處理廠(chǎng)工藝流程
污水中含有的較大的懸浮顆粒和漂浮物通過(guò)粗格柵、細格柵去除，防止后續處理構筑物管道、閥門(mén)、和水泵機組的堵塞。污水進(jìn)入集水池后通過(guò)潛污泵送到沉砂池，去除污水中的比重較大的無(wú)機顆粒。然后通過(guò)配水井均勻進(jìn)入4個(gè)綜合反應池，在綜合反應池中通過(guò)活性污泥對污水中有機污染物進(jìn)行去除。污水達標排放后排入蘑菇湖。
綜合反應池是污水處理廠(chǎng)的核心，包括厭氧段、好氧段、沉淀段、以及后穩定消毒段。污水首先進(jìn)入厭氧段，利用厭氧微生物破壞污水中的有機高分子化合物，使其成為直鏈烴類(lèi)，從而提高了廢水的可生化性。同時(shí)設置厭氧段也為系統的有效除磷提供了一個(gè)有利的環(huán)境。此外，厭氧段還能夠起到污泥選擇器的功能，有效的防止污泥膨脹。污水經(jīng)過(guò)厭氧段后進(jìn)入好氧段，在好氧段利用好氧微生物去除污水中的有機污染物。污水經(jīng)過(guò)好氧處理后進(jìn)入沉淀段，在沉淀段對好氧池內的混合液進(jìn)行泥水分離，沉淀污泥大部分進(jìn)行回流。剩余污泥由剩余污泥泵排出到污泥濃縮池。污水則直接進(jìn)入后穩定段，后穩定段對前段處理污水做進(jìn)一步處理，以保證出水穩定和富氧。
2 工程調試
污水處理廠(chǎng)調試及試運行是污水處理工程建設的重要階段，是檢驗污水處理廠(chǎng)前期設計、施工、安裝等工程質(zhì)量的重要環(huán)節。工程調試是在設備安裝完工后進(jìn)行的，按單體調試、局部聯(lián)合調試和系統聯(lián)合試運轉3個(gè)步驟進(jìn)行。在工程調試之前，應該對所有設備、管道以及水下設備進(jìn)行檢查，徹底清理所有雜物，以避免通水后管道、設備堵塞影響調試的順利進(jìn)行。
2.1 活性污泥培養
石河子污水處理廠(chǎng)調試從2004年7月份開(kāi)始，調試的第一階段對4個(gè)反應池同時(shí)進(jìn)行活性污泥的培養。傳統的活性污泥培養方法，是在反應池中直接種活性污泥�？紤]到污水處理廠(chǎng)反應池巨大（單個(gè)反應池長(cháng)×寬×高=158 m×61.5 m×5.5 m）且附近沒(méi)有正常運行的污水處理廠(chǎng)以提供大量的活性污泥，因此，通過(guò)接種污泥進(jìn)行污泥培養不方便。同時(shí)通過(guò)接種污泥啟動(dòng)污水處理廠(chǎng)需要的時(shí)間較長(cháng)，相應的能耗也大。為了縮短活性污泥的培養時(shí)間，調試過(guò)程中使用了生物助劑（生物酶制劑），投加生物助劑后污泥系統能夠快速啟動(dòng)，大大縮短了污水處理廠(chǎng)正常運行的時(shí)間。污水處理廠(chǎng)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表2。
表2 污水處理廠(chǎng)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì) (mg•L-1 (pH除外))
項目 COD BOD5 SS NH3-N TP pH
進(jìn)水 220~650 45~120 83.6~284.0 11.5~16.0 1.1~2.4 8.1~9.3
平均值 425 110 236.0 13.6 1.6 8.5
對污水水質(zhì)分析可以發(fā)現進(jìn)水水質(zhì)較設計水質(zhì)要低，主要原因是由于污水處理廠(chǎng)距石河子市區有13 km，污水管網(wǎng)系統還沒(méi)有建設完成，污水大部分時(shí)間是在排水渠（明渠）中流動(dòng)，在進(jìn)入污水處理廠(chǎng)前，中途有一些其他污水混入。分析水質(zhì)其中BOD5 /COD=0.26，說(shuō)明污水可生化性較差， BOD5∶N∶P=69.0∶8.5∶1.0，營(yíng)養元素比例基本滿(mǎn)足微生物生長(cháng)要求。
活性污泥的培養從7月開(kāi)始，調試水溫21 ℃，進(jìn)水流量2 000 m3/h。開(kāi)始采用間歇進(jìn)水進(jìn)行活性污泥培養，按照進(jìn)水1 h，曝氣2 h，沉淀1 h進(jìn)行，反應池DO控制在3~4 mg/L左右，持續一段時(shí)間后，當反應池中污泥濃度到300 mg/L左右的時(shí)候，開(kāi)始按照5 g/m3的量向反應池中投加生物助劑。生物助劑在投加之前在活化槽中活化12 h，以保證優(yōu)勢微生物的活性�；罨笠淮涡酝都拥椒磻刂�。生物助劑連續投加10 d，期間不排污泥。污泥100%回流。同時(shí)通過(guò)鏡檢，密切觀(guān)察生物相變化。并且對進(jìn)、出水水質(zhì)及反映活性污泥性能指標進(jìn)行測定，包括SV、MLSS、SVI、COD和BOD5等指標。圖1為好氧池中污泥濃度（MLSS）的變化曲線(xiàn)。通過(guò)1周左右的培養，培養過(guò)程中MLSS達到1 000 mg/L左右。此后改成連續進(jìn)水，污泥回流100%。通過(guò)近2周的培養MLSS達到1 700 ~2 000 mg/L，此時(shí)SVI=80 ~110 mg/L。同時(shí)鏡檢發(fā)現污泥中有大量的原生動(dòng)物及后生動(dòng)物。表明活性污泥培養基本成功�；钚晕勰嗯囵B成功后生物助劑投加量減少，每天加一定量加以維持。
2.2 工藝調試
活性污泥基本培養成功以后，系統進(jìn)入調試階段。工藝調試主要是通過(guò)調節反應池中的DO、污泥回流比、SV%、剩余污泥排放等參數，使系統正常運行，出水達標排放。
由于污水處理廠(chǎng)曝氣系統采用的表面曝氣系統無(wú)變頻裝置，DO的控制只能通過(guò)關(guān)停其中部分設備來(lái)實(shí)現，這給反應池控制DO帶來(lái)了不便，調試期間，反應池中DO保持在3~4 mg/L。每天通過(guò)監測SV%調整污泥回流量，使污泥負荷F/M (MBOD5/(MMLSS•d))在保持在0.05~0.10 kg /(kg•d)。由于該工藝屬低負荷生物處理系統，系統產(chǎn)泥量少。因此調試期間系統很少排泥。系統調試后期出水COD、BOD5、SS均達到設計要求。圖2是調試運行期間COD、SS的變化曲線(xiàn)。
調試后期COD出水平均為102 mg/L，平均去除率為75%，SS出水平均為20.1 mg/L，平均去除率為90%。BOD5出水平均為15.8 mg/L其平均去除率為82%。
3 污水處理廠(chǎng)存在的問(wèn)題及解決方法
經(jīng)過(guò)1個(gè)多月的調試，污水處理廠(chǎng)能夠正常運行，并且各項出水水質(zhì)指標均達到排放標準。但是在調試的過(guò)程中發(fā)現污水處理廠(chǎng)還存在著(zhù)一些問(wèn)題需引起注意。
3.1 水質(zhì)問(wèn)題
污水處理廠(chǎng)在可行性研究階段，在進(jìn)行水質(zhì)分析論證的過(guò)程中只考慮到污水主要來(lái)自石河子市造紙廠(chǎng)污水及居民生活污水，但進(jìn)水的過(guò)程中發(fā)現還有一部分化工污水。通過(guò)實(shí)驗分析，該化工污水pH可達到10.85，COD約為186 mg/L。經(jīng)過(guò)試驗，在長(cháng)時(shí)間曝氣后COD降為120 mg/L，說(shuō)明該種廢水中可降解的污染物較少。該化工污水的量約占污水廠(chǎng)進(jìn)水量的三分之一，因此，對污水處理廠(chǎng)的沖擊負荷非常嚴重。造成污水處理廠(chǎng)系統有時(shí)候不正常，污水出水不能達標，因此建議當地政府部門(mén)應該加強管理，加大執法力度，促進(jìn)工業(yè)企業(yè)的廢水達標排放，保證污水處理廠(chǎng)的正常運行。
3.2 DO控制
污水處理廠(chǎng)綜合反應池中曝氣系統采用表面曝氣及曝氣攪拌系統。每個(gè)反應池好氧段設置表曝機3臺，電機功率97.3 kW，小海神充氧機8臺，功率電機15 kW。由于曝氣系統沒(méi)有變頻裝置，只能通過(guò)停止某一臺充氧機或表曝機來(lái)控制DO，為控制整個(gè)系統DO帶來(lái)了很多不便。同時(shí)，停止某一臺充氧機或表曝機也不利于反應池中的泥水混合，反應池中污泥容易發(fā)生沉淀。另一方面，也不利于系統的節能。因此建議污水處理廠(chǎng)對表曝機進(jìn)行技術(shù)改造，通過(guò)變頻系統靈活控制反應池內的DO，保證系統的正常運行。
3.3 厭氧池污泥淤積的問(wèn)題
綜合反應池前段是厭氧池，每個(gè)厭氧池設置兩臺表面攪拌機，由于攪拌機分別安裝在厭氧池兩側同時(shí)往中間方向攪拌，在每臺攪拌機后面形成了一個(gè)死區。調試過(guò)程中發(fā)現在這部分污泥嚴重沉積，減少了厭氧池的有效容積，影響了厭氧效果。因此，整個(gè)系統在運行的過(guò)程中應該每隔一段時(shí)間調整攪拌機的方向，有效保證厭氧池的厭氧功能。
3.4 后穩定池的問(wèn)題
污水處理廠(chǎng)后穩定池中間通過(guò)一個(gè)浮動(dòng)擋墻分為兩部分，前一部分設置兩臺小充氧機，設計目的為了改善沉淀池出水水質(zhì)，對出水進(jìn)行后曝氣。后一部分為一沉淀段，通過(guò)沉淀進(jìn)一步去除由于前一部分曝氣攪動(dòng)產(chǎn)生懸浮物。后穩定池的設計是BIALOK工藝的一個(gè)特點(diǎn)，但是在污水處理廠(chǎng)運行的過(guò)程中，由于設備采用表面充氧機，對水面擾動(dòng)嚴重，產(chǎn)生大量泡沫，有時(shí)泡沫會(huì )直接從浮動(dòng)擋墻上部進(jìn)入沉淀段，嚴重影響了出水水質(zhì)。因此在調試過(guò)程中兩臺充氧機不開(kāi)啟。致使前面一部分形成污泥沉淀，甚至發(fā)生污泥上浮的現象。影響了污水的出水水質(zhì)。因此建議污水處理廠(chǎng)能夠改進(jìn)曝氣設備，增加變頻裝置，降低攪拌速率，在保證出水富氧的情況下，不使污水產(chǎn)生大的擾動(dòng)，保證出水水質(zhì)。
4 結 論
（1）生物助劑可以成功地用于大型的城市污水處理系統的啟動(dòng)生物馴化，具有啟動(dòng)時(shí)間短，節約啟動(dòng)電耗，節約成本、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
在石河子污水處理廠(chǎng)調試過(guò)程中，生物助劑的使用明顯縮短了微生物培養馴化的時(shí)間，將一般為3個(gè)月的調試時(shí)間縮短為1個(gè)半月，節約了大量啟動(dòng)期間的電耗，特別適用于大型污水處理廠(chǎng)的啟動(dòng)。
（2）對于石河子這類(lèi)以生化性較差的工業(yè)廢水為主的城市污水，采用生物酶制劑有利于提高處理效果。由于生物助劑是針對各行業(yè)廢水而專(zhuān)業(yè)培養的優(yōu)勢菌種，經(jīng)篩選、組合而成，能分解不同類(lèi)型的有機污染物，還能分解常規微生物所不能分解的有機污染物，因此，有機污染物的可生化性能得到較大提升，從而產(chǎn)生更高的去除效率，達到較好的處理效果。同時(shí)，馴養成熟的專(zhuān)性生物助劑對某些毒性污染物具有強大的迅速分解能力，可使生物處理單元隨時(shí)保持最佳狀態(tài)，增強其抗沖擊負荷的能力。
（3）采用了改良的Biolack工藝系統，由于采用了土池結構，簡(jiǎn)化了工藝設備，使工程投資大大降低。
（4） 采用改良的Biolack工藝系統，由于曝氣設備的改進(jìn)，使污水處理成本明顯
降低。
（5）本工藝具有抗沖擊負荷能力強，產(chǎn)生污泥量少，污泥性質(zhì)穩定，沉降性好的特點(diǎn)。同時(shí)工程總體投資少，運行費用低等特點(diǎn)。非常適合在我國西部等經(jīng)濟欠發(fā)達地區值得推廣。
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