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1、实用文档中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 化工与环境学院 专 业： 环境工程 题 目： 污水流量为65000 m3/d的城市污水 生物滤池法处理工艺设计 指导教师： 晋日亚 职称: 教授 2013年6月26日中北大学课程设计任务书20122013 学年第 二 学期学 院： 化工与环境学院 专 业： 环境工程 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： 污水流量为65000 m3/d的城市污水 生物滤池法处理工艺设计 起 迄 日 期： 5月26日6月26日 课程设计地点： 化工与环境学院环境工程系 指 导 教 师： 晋日亚 系 主 任： 王海芳 下达任务书日期:
2、2013年5月26日任 务 书1设计目的：通过课程设计，进一步强化水污染控制工程课程的相关知识的学习，初步掌握污水处理中常见构筑物的设计方法、设计步骤。学会用CAD软件绘制构筑物的基本设计图纸。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：原始数据与基本参数：设计污水流量：65000 m3/d；初次沉淀后BOD5：220 mg/L；处理后出水BOD5：30 mg/L。其它参数查阅相关文献自定。设计内容和要求：确定滤池形式，计算生物滤池的各部分尺寸；生物滤池构筑物的图纸详细设计。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：（1）课程设计说明书一份
3、；（2）说明书内容包括：生物滤池在水处理中的作用说明；根据给出参数对生物滤池各部分尺寸的详细计算过程；设计图纸（CAD绘图）规范，图纸包括整体图和局部图的设计，计算尺寸要在图中相应的位置标明；单位要正确，参考文献必须在说明书中相应的位置标注，语言流畅、规范。（3）工作量：4周课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：1晋日亚、胡双启水污染控制技术与工程北京：兵器工业出版社，2005.2高廷耀水污染控制工程（下册）北京：高等教育出版社，1989.3王宝贞水污染控制工程北京：高等教育出版社，1990.4孙彗修等排水工程（上）北京：中国建筑工业出版社，2000.5张希衡废水治理工程北京：冶金工业出版
4、社，1984.6张自杰等排水工程（下）北京：中国建筑工业出版社，2000.7尹士君、李亚峰水处理构筑物设计与计算北京：化学工业出版社，2004.5设计成果形式及要求： 设计说明书一份（含构筑物设计详图），设计说明书格式按中北大学课程设计的相关要求。6工作计划及进度：2013年 5月26日6月1日 ：领取课程设计任务书，明确课程设计的内容，查阅相关资料。6月1日6月23日：设计计算、绘制相关图纸。6月24日6月26日：打印装订设计说明书，答辩。系主任审查意见： 签字： 年 月 日污水流量为65000 m3/d的城市污水生物滤池法处理工艺设计摘要：针对流量为65000 m3/d的城市污水，其初次沉
5、淀后BOD5浓度为220 mg/L，要求处理后出水BOD5浓度为30 mg/L。由于处理水量大且有机负荷高故采用高负荷生物滤池法，依靠滤料表面的生物膜对废水中有机物的吸附氧化作用，使废水得以净化的。本论文将对生物滤池作简要介绍并按照设计手册计算各部分尺寸，参照国际标准ISO5815 1983，采用稀释与接种法测定水中BOD5浓度，确保处理后的出水BOD5浓度为30 mg/L，根据城市污水处理厂污水污泥排放标准CJ 302593，符合污水排放对有机物浓度的要求。关键词：城市污水净化；生物膜法；高负荷生物滤池；稀释与接种法标准实用文档目录1 前言12 生物滤池的简介及选型12.1 生物滤池的基本构
6、造12.2 生物滤池的工作原理22.3 生物滤池的作用22.4 生物滤池选型33 城市污水生物滤池法处理方案设计43.1 工程概况、构造及要求43.1.1 工程概况43.1.2 高负荷生物滤池的构造53.1.3 高负荷生物滤池的设计要求53.2 工艺流程63.3 高负荷生物滤池设计计算73.3.1 设计参数73.3.2 设计计算83.3.3 池壁的设计103.3.4 其它部件及相对位置114 结论114.1 生物滤池的主要设计参数114.2 污水处理效果分析124.3 方案设计评价12致谢14参考文献15附图16标准1 前言1893年在英国试行将污水在粗滤料上喷洒进行净化的试验，取得良好的效果
7、。1900年后，这种工艺得到公认，命名为生物过滤法，处理构筑物则称为生物滤池，开始用于污水处理实践，并迅速在欧洲一些国家得到应用1。生物滤池是由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物。污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触，使污水得到净化2。早期的普通生物滤池水力负荷和有机负荷都很低，虽净化效果好，但占地面积大，易于堵塞。后来开发出采用处理水回流，水力负荷和有机负荷都较高的高负荷生物滤池；以及污水、生物膜和空气三者充分接触，水流紊动剧烈，通风条件改善的塔式生物滤池。近年来发展起来的生物接触氧化法已成为一种独立的生物膜法污水处理工艺。就生物滤池的三种基本类型即普通生物滤池（低负荷生物滤池）、高负
8、荷生物滤池、塔式生物滤池而言，各有不同的优缺点，因此针对不同的污水，生物滤池的选择也不同。2 生物滤池的简介及选型2.1 生物滤池的基本构造生物滤池在平面上一般呈矩形或圆形，它的主要组成部分包括滤床、池壁、池底、布水设备和排水系统3。（1）滤床滤床由滤料组成，是微生物生长栖息的场所。理想的滤料均具备下述性质：能为微生物的附着提供大量的表面积；使污水以液膜状态流过生物膜；有足够的空隙率，保证通风（保证氧的供给）和使脱落的生物膜能随水流出滤池；不被微生物分解，也不抑制微生物的生长，有良好的生物化学稳定性；有一定机械强度价格低廉。因而，滤床常采用拳状滤料，如碎石，卵石，炉渣，焦炭等，近年来，由于塑料
9、滤料密度小，空隙率大也常采用。（2）池壁滤池的池壁是为了围挡滤料保护布水而建，一般用砖，毛石，混凝土或预制板砌块等筑成。通常，池壁高于滤料表面层0.50.9 m，以防风力干扰，保证布水均匀。（3）池底滤池的池底主要由支撑渗水结构、底部空间、排水系统、排水口、通风口等部分组成。支撑渗水结构能够支撑滤料和渗水，是架在混凝土梁或砖垫上的穿孔混凝土板，有足够的渗水和通风面积，其面积应为滤池横截面积的15%20%，而负荷高的滤池，通风面积应适当大些。底部空间用于通风和布气，对于面积较大的滤池，应适当加高一些，以增大通风量，并使气流均匀地进入滤料层。（4）布水设备布水设备设在滤料层的上方，用以均匀喷洒废水
10、在整个滤床表面上，此外还应具有适应水量的变化、不易堵塞和易于清通、不受风雪的影响等特征。生物滤池的布水设备分为两类：可动布水和固定布水系统。现一般使用可动布水系统，使生物膜表面形成一层流动的水膜，这种布水装置，布水均匀，能保证生物膜得到连续的冲刷。常用的可动式布水装置是旋转布水器。（5）排水系统排水系统包括池子底面及开设于其上的沟渠。池子底面及排水沟都应有一定的坡度。排水渠穿过池壁的地方，设有排水和通风孔洞，通风面积一般不小于过水断面。通常，排水口设于池壁的一侧或数侧，但通风口必须均匀分布于池壁的两对边或四周。2.2 生物滤池的工作原理污水通过布水设备均匀喷洒在整个滤床表面，经过一段时间，在滤
11、料表面上形成一层充满微生物和细菌的粘膜，这层粘膜即为生物膜，由细菌（好氧、厌氧，兼性）、真菌、藻类、原生动物和后生动物等组成。生物膜是高亲水性物质，当污水流过生物膜表面时，可在其表面上形成一层薄薄的附着水层，生物膜内的微生物可利用附着水层中的有机物进行生长繁殖，使生物膜不断增厚。当厚度增加到一定程度时，在溶解氧不能通过的生物膜内层即形成厌氧层。成熟的生物膜由好氧和厌氧两层组成。好氧层的厚度一般为2mm左右。在生物膜内、外，生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程。水中的溶解氧和有机污染物由流动水层经附着水层进入生物膜，被微生物所利用，从而使污水得到净化。微生物的代谢产物则通过附着水层进入流动水
12、层，并随其带走，其中的气体生成物（如CO2，H2S，CH4等）则从水层散逸到空气中。由于微生物的不断增殖，生物膜逐渐增厚，当达到一定厚度时，生物膜表面吸附的有机物在传递到滤料表面的微生物以前已被代谢掉，此时滤料表面的微生物因得不到营养进入内源呼吸阶段，同时厌氧层内微生物代谢所产生的气体不断溢出，也减弱了生物膜在滤料表面的固着力，处于这种状态的生物膜成为老化生物膜，易于脱落而随水流出，经一段时间后滤料表面又重新长出新的生物膜。2.3 生物滤池的作用生物滤池处理废水的实质就是生物膜法处理有机废水，属二级处理常用的方法。污水经过一级处理后，其中的漂浮物和大的悬浮物得到分离，但污水中还含有大量的有机物
13、，当废水通过生物滤池时，流过生长在滤料表面的生物膜，利用生物氧化作用和各物质间的物质交换，从而降解废水中的有机污染物。在对水质要求不高的情况下，生物滤池的出水可以直接利用。2.4 生物滤池选型普通生物滤池一般适用于处理每日污水量不高于1000m3的小城镇污水或有机性工业废水。它的BOD5去除率高达95%以上，且处理效果好运行稳定，易于管理，节约能源。但是，其占地面积大，不适宜处理水量较大的污水，滤料易堵，卫生条件较差。相比而言，高负荷生物滤池的有机负荷大，一般为普通生物滤池的68倍，因此池体较小，占地面积也少。它的BOD5去除率稍低，一般为75%90%。高负荷生物滤池内的生物膜生长非常迅速，为
14、防止滤料堵塞，必须采用较高的水力负荷，利用水力冲刷作用及时冲走过厚和老化的生物膜，促进生物膜更新，防止滤池堵塞。塔式生物滤池的滤料层高达812m，污水自上而下滴流，通风条件好，氧气供给充足，促进了污水、空气和生物膜的充分接触，加快了污染物质的传质速度，大大提高了滤池的有机负荷；塔内的微生物存在明显的分层特点，可以承受较大的有机负荷和有毒物质的冲击。但由于污水在塔内只停留短短的几分钟，BOD5去除率较低，一般仅为60%85%。塔式生物滤池除用于高浓度有机工业废水处理外，还可用于生活污水和城市污水的处理。但不管是哪种废水，水量都不能太大，否则不宜采用此法处理。污水处理具体要求是：设计污水流量：65000 m3/d；初次沉淀后BOD5：220 mg/L；处理后出水BOD5：30 mg/L。上述三种生物滤池具体详细参数见表2.1。经过初步计算，污水处理过程中，要求 BOD5去除率为86%，因此塔式生物滤池不符合要求；设计污水流量为65
