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1、中北大学课 程 设 计 说 明 书水污染控制工程部分学生姓名： 李婷 学 号： 1204014212 学 院： 化工与环境学院 专 业： 环境工程 题 目： 设计人口为12000人的生活污水处理厂 高负荷生物滤池设计指导教师： 杨晓汾 职称: 副教授 2015年 7月6日 中北大学环境工程专业课程设计任务书水污染控制工程部分 20142015 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： 李婷 学 号： 1204014212课程设计题目：设计人口12000人的生活污水处理厂 高负荷生物滤池设计起 迄 日 期： 6月 15日 6月 28日 课程设计地点： 042
2、03 指 导 教 师： 杨晓汾 学科部主任： 王海芳 下达任务书日期: 2015 年 6月 13 日 课 程 设 计 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：设计人口：12000人；排污量：180L/人.d；BOD5：30g/人.d；另有食品加工厂生产废水量：2000m3/d，BOD5按1800g/m3计。该市年平均气温：7，混合水冬季平均水温：14。其它参数查阅相关文献自定。设
3、计内容和要求：计算高负荷生物滤池的各部分尺寸；高负荷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；（2）说明书内容包括：高负荷生物滤池在水处理中的作用说明；根据给出参数对高负荷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：二周 课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：1晋日亚、胡双启主编水污染控制技术与工程北京：兵器工业出版社，2005。2高廷耀主编
4、水污染控制工程(下册) 北京：高等教育出版社，19893王宝贞主编水污染控制工程北京：高等教育出版社19904孙彗修等主编排水工程（上）北京：中国建筑工业出版社20005张希衡主编废水治理工程北京：冶金工业出版社，19846张自杰等主编排水工程（下）北京：中国建筑工业出版社20007尹士君、李亚峰编著水处理构筑物设计与计算北京：化学工业出版社20045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：2015年 6 月 14 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 15 日 6月 28 日：设计
5、计算、绘制相关图纸。 7 月 7 日：打印装订设计说明书，答辩。学科部审查意见： 签字： 年 月 日 目录1 前言11.1 生物滤池的工作原理11.2 生物滤池的类型11.3 生物滤池的基本构造21.4 高负荷生物滤池31.4.1 高负荷生物滤池的特征31.4.2 高负荷生物滤池的构造31.4.3 高负荷生物滤池的运行方式42 高负荷生物滤池设计计算52.2 设计计算52.3.3 池壁的设计82.3.4 其它部件及相对位置83 结论93.1 生物滤池的主要设计参数93.2 污水处理效果分析93.3 方案设计评价104 总结12参考文献13附图 141 1 前言生物滤池已有百余年的发展史，它是以
6、土壤自净原理为依据，由过滤田和灌溉田逐步发展而来的。过滤田和灌溉田是天然条件下的好氧生物处理设施。废水流入过滤田和灌溉田后，水中的有机物滞留在土壤表层，由好氧微生物氧化分解为无机物。这种作用只在土壤表层进行，占地面积大，而且受气候影响，只能在适当条件下采用。19世纪末，进行了洒滴滤池试验。20世纪初洒滴滤池法得到公认，出现了各种型式的生物滤池。1.1 生物滤池的工作原理污水长时间以滴状喷洒在块状滤料层的表面上，由于滤料间隙的空气不断地溶于水中，水层中保有比较充足的溶解氧，水层中的好氧微生物以废水中的有机物为营养源进行生长繁殖。微生物的代谢作用使废水中部分有机物被氧化分解成简单无机物，同时释放出
7、能量供微生物自身生长活动的需要。另一部分有机物则作为其生长繁殖所需要的构造物质，合成新的原生质。另外，废水通过滤池时，滤料截留了废水中的悬浮物质，并吸附了废水中的胶体物质，使大量繁殖的微生物有了栖息场所，从而在滤料表面逐渐生长起一层充满微生物及原生动物的“生物膜”。由于生物膜的附着作用，在其表面有一层很薄的附着水层。附着水层由于生物净化作用，所含有机物质浓度很低。废水不断地从滤池上淋洒下来，进入池内沿膜面流动，和附着水层相接触时，由于浓度差的作用，有机物会从废水中转移到附着水层中去，进而被生物膜所吸附。同时，空气中的氧溶于废水中，继而进入生物膜。在此条件下，微生物对有机物进行氧化分解和同化合成
8、，产生的二氧化碳和其他代谢产物一部分溶入附着水层，一部分吸附到空气中去，如此往复循环，使废水中的有机物不断减少，从而得到净化。同时由于生物膜上的微生物的增殖，膜的厚度不断增加，当达到一定厚度时，生物膜层内由于得不到足够的氧和营养物质，由好氧分解转变为厌氧分解，微生物逐渐衰亡、老化，使生物膜从滤料表面脱落，随水流至沉淀池。生物滤池的滤料上再生成新的生物膜，如此不断更新。1.2 生物滤池的类型生物滤池按负荷可分为低负荷生物滤池和高负荷生物滤池。低负荷生物滤池亦称普通生物滤池，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
9、荷都较高的高负荷生物滤池。高负荷生物滤池条件是将进水BOD5浓度限制在200mg/L以下，为此，采取处理水回流措施，加大水量，使滤料不断受到冲刷，生物膜连续脱落，不断更新。于是，占地大，易于堵塞的问题得到一定程度的解决。1.3 生物滤池的基本构造生物滤池在平面上一般呈方形，圆形或矩形，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。生物滤池要求通风良好，布水均匀，单位体积滤料的表面积和空隙率都比较大，以利于生物膜、污水和空气之间的接触和通风。（1）滤床滤床由滤料组成，滤料作为生物膜的载体，是微生物生长栖息的场所。理想的滤料应具备的性质：能为微生物的附着提供大量的表面积；使污水以液膜状
10、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。因此，滤床常用拳状滤料，如碎石、卵石、炉渣、焦炭等。近年来，采用的塑料滤料，主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯，聚酰胺等加工成波纹板，蜂窝管，环状及空圆柱等复合滤料。塑料滤料由于其密度小，空隙率大，因而能提高滤床高度。塑料滤料几乎能满足滤料的全部要求，空气流通好，所以在布水均匀时可承受高负荷。（2）池壁滤池的池壁起围挡滤料保护布水的作用。一般用砖、毛石、混凝土或预制板砌块等筑成。池壁应高于滤料表面层0.50.9m，以防风力干
11、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。支撑渗水结构起支撑滤料和渗水的作用。常用的支撑渗水结构是架在混凝土梁或砖垫上的穿孔混凝土板。支撑渗水结构除应将耐用外，还必须有足够的渗水通风面积，负荷高的滤池，开孔面积应适当大些。底部间的作用是通气和布气。对于面积较大的滤池，底部空间应适当加高一些，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
12、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。旋转布水器的优点是布水比较均匀，淋水周期短，水力冲刷作用强；缺点是喷水孔易堵，低温时要采用防冻措施，仅适用于圆形池。（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，应设排水和通风孔洞，通风面积应不小于过水断面。排水口可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。1.4 高负荷生物滤池1.4.1 高负荷生物滤池的特征高负荷生物滤池是生物滤池的第二代工艺，它是在解决、改善普通生物滤池在净
13、化功能和运行中存在的实际弊端的基础上而开创的。首先，它大幅度地提高了滤池的负荷率，BOD容积负荷率比普通生物滤池高68倍，水力负荷率高达10倍；通过限制进水BOD值和运行上采取处理水回流等技术措施实现高负荷滤池的高滤率。处理水回流一般可以：均化与稳定进水水质，使进入高负荷滤的BOD5值低于200mg/L；加大水力负荷，及时冲刷过厚和老化的生物膜，抑制厌氧层的发育，从而使生物膜迅速更新并经常保持较高的活性；抑制臭味及滤池蝇的过度滋长。1.4.2 高负荷生物滤池的构造高负荷生物滤池具有生物滤池的基本构造，表面多为圆形。滤料的粒径较大，一般为40100mm，空隙率较高。滤料层厚度一般为24m，滤料粒径和相应的滤层厚度为：工作层厚度1.8m，滤料粒径为4070mm；承托层厚度0.2m，滤料粒径为70100mm。当滤料厚度超过2.0m时，一般采用人工通风措施。水力负荷率较高，一般为1030m3生活污水/（m3滤料d）,有机负荷率为8001200gBOD5/（m3滤料d),故池子体积小，占地面积省，但出水的BOD5一般要超过30mg/L，BOD5去除率一般为75%90%，一般出水中极少有或没有硝酸盐。布水装置多用旋转式布水器。提高了有机负荷率后，微生物的代谢速
