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1、污水处理知识：曝气生物滤池技术应用与设计计算所属行业: 水处理 关键词：污水处理 曝气生物滤池 活性污泥法曝气生物滤池 应用于城市污水处理 工程中,由于其具有BOD容积负荷高、生化反应气水比小、水力停留时间短、出水水质好的技术特点,受到人们的重视。从工作原理、设计方法、设计参数、工程实例等方面对曝气生物滤池技术进行了较详细介绍。 曝气生物滤池(BAF)是一种新型高负荷淹没式三相反应器,它兼有活性污泥法 和生物膜法两者优点,并将生化反应与吸附过滤两种处理过程合并在同一构筑物中完成。根据处理目标的需要,曝气生物滤池可以是一种单独碳氧化(二级处理、下向流)处理反应池,亦可以是碳氧化/硝化(三级处理、
2、上向流)合并处理的反应器。曝气生物滤池应用于城市污水处理工程中,可省去二次沉淀池,其工艺流程见图1。 对于国内一般的城市污水而言,进水含氮量为2040mg/L,根据污水综合排放标准(GB8978-96)城镇二级污水处理厂一级排放标准,BOD20mg/L,NH3-N15mg/L,硝化率要求仅为25%63%。当曝气生物滤池有机负荷在210313kgBOD/(m312539;d)范围内时,NH3-N的硝化率为50%75%。因此,在曝气生物滤池的设计中只需考虑单独碳氧化处理要求。当污水有除磷要求时,可在该工艺处理流程的初级处理阶段(初沉池前)投加混凝剂(如铁盐),可获得80%90%的除磷率。 1曝气生
3、物滤池工艺及设计 1.1曝气生物滤池工艺流程 曝气生物滤池池型结构见图2。其工艺过程是,经初级处理后的污水进入曝气生物滤池V型进水布水槽1,通过V型槽布水孔进入生物反应过滤区,该区由生物反应过滤层2和承托层3组成。生物反应过滤层内装填圆形轻质陶粒滤料,这种滤料表面粗糙,容易粘附、生长高浓度生物膜,该膜不受泥龄限制,种类丰富,不同滤层段都能自然形成与本段水质相适应的优势种类。 在靠近生物反应过滤区进水口的滤层段内,有机物浓度高,异养菌群占优势,大部分BOD在此得到降解,而在滤层深部,硝化菌等自养菌不受有机物浓度及异养菌产生的抑制,成为优势菌种,具有良好的硝化作用。生化反应需要的氧气,可通过曝气布
4、气管7进入反应过滤层,空气在滤料空隙间曲折上升,与污水及滤料表面上附着的生物膜充分接触,完成污水中有机物的降解和氨氮的硝化。 经生物接触氧化、过滤处理后的水,由处理水收集支管4收集后,通过收集干管5流出池外。随着处理过程的进行,生物反应过滤层中拦截的悬浮物不断增多,滤料表面上粘附的生物膜逐渐增厚,滤层中的空隙逐步被阻塞,水头损失随之增加,达到最大允许水头损失,需进行反冲洗。 反冲洗采用气水联合冲洗。反冲洗空气由空气进气管8进入反冲洗空气布气管9,均匀地进入反应过滤层,使粘附在滤粒颗粒表面上的大量生物膜被剥落下来,随后、进行气水联合反冲洗,反冲洗水由干管5进入布水支管4,以大阻力配水的形式进入过
5、滤层,在气水共同作用下,滤料层产生松动,并略有膨胀(膨胀率为10%15%,膨胀率过大,使滤料处于流化状态,不利于其表面生物膜的去除),使老化的生物膜、悬浮杂质随水流带出滤层,最后用水把过滤层冲洗干净。反冲洗废水由排水槽10收集后排出池外。 所属行业: 水处理 关键词：污水处理 曝气生物滤池 活性污泥法 1.2曝气生物滤池 工艺设计 曝气生物滤池主要由生物反应过滤区、曝气装置、反冲洗装置等3部分组成。其工作原理、计算方法、设计参数(有机负荷、过滤滤速、水力停留时间、滤料性能、生物氧化需氧量、气水反冲强度等)、池容大小等因素的确定,是工艺设计中要解决的主要问题。 1.2.1生物反应过滤区 生物反应
6、过滤区由两部分组成,即生物过滤层和承托层。生物过滤层由颗粒状滤料(轻质陶粒、无烟煤、石英砂、轻质塑料粒等)组成。从目前对各种滤料的试验、使用情况看,轻质陶粒与其它滤粒相比,由于其表面粗糙,微孔发达,比表面积大(100400m2/m3),吸附能力强等特点,适合于用作污水处理 ,因此,曝气生物滤池多选用轻质陶粒作为滤料。 滤料粒径宜采用直径35mm,滤层高度一般为115215m,滤速018310m/h。在生物过滤层底部铺有卵石承托层,其作用是防止过滤层的滤料进入底部配水系统造成流失,并保证反冲洗配水均匀。卵石的粒径自上而下逐渐增大,气水反冲洗系统都设在承托层中,其厚度大小由气水反冲洗所需干管管径和
7、布水布气支管的设置情况计算确定。 1.2.2曝气系统 为保证曝气生物滤池正常运行,需供给足够的空气量,以满足生化反应所需的氧量。污水中有机物、悬浮物的去除,氨氮的硝化都是在生物过滤层中进行的,所需要的氧量主要包括有机物的降解和氨氮的硝化。因此,生化反应需供给的空气量可由(1)式计算: 曝气生物滤池需要的空气量由鼓风机房供给,通过布设在池内的穿孔曝气管均匀地进入反应过滤层。穿孔曝气管管径大小依据需要空气量计算确定。 1.2.3气水反冲洗系统 在运行周期内,随着时间的延续,滤层中的空隙逐渐被新生长的生物固体和悬浮固体堵塞,滤层水头损失增加,当达到一定程度(过滤水位升高013015m)时,需进行反冲
8、洗。为保证有效冲洗,必须有合理的配水、配气系统,并保证其均匀性。因此,反冲洗装置采用大阻力配水系统,均匀的配气系统,在承托层中均匀地布置多排穿孔配水管和配气管。 S同式(2)。 反冲洗水使用曝气生物滤池正常工作时出水,由水泵加压供给,反冲洗水头由下式计算: 曝气生物滤池可分为若干个可以单独操作运行和轮流反冲洗的单元,分格的数量至少不应低于两格。处理的水量越大,分格的数量相应增多,这样,当一格因反冲洗而停止工作时,其它各格的负荷增加不多,仍能保持正常工作。反冲洗排水经收集后,进入冲洗排水池,由潜水泵均匀地输送到预处理构筑物处理。所属行业: 水处理 关键词：污水处理 曝气生物滤池 活性污泥法 2工
9、程设计实例 某城市污水流量为Q=20000m3/d。 污水原水水质为COD=400mg/L,BOD=200mg/L,SS=200mg/L,TKN=30mg/L,pH为79。要求出水水质COD60mg/L,BOD20mg/L,SS20mg/L,NH3-N15mg/L。该污水经预处理后,其水质为BOD=150mg/L(SBOD=101mg/L,PBOD=49mg/L),SS=100mg/L,TKN=28mg/L。试确定生物曝气滤池主要尺寸及参数。 2.1生物反应过滤区过滤面积及滤层厚度的确定 2.1.1生物反应过滤区过滤面积S 所属行业: 水处理 关键词：污水处理 曝气生物滤池 活性污泥法 3结语
10、 (1)曝气生物滤池 用于处理城市污水时,与其它活性污泥法 相比,有机物容积负荷高,水力停留时间短,其后不需设二次沉淀池,采用球形轻质陶粒作滤料,其出水水质指标(COD,BOD,NH3-N,SS)可达到污水综合排放标准(GB8978-96)一级排放标准。 (2)曝气生物滤池处理城市污水的主要设计参数为:有机物容积负荷210313kgBOD/(m312539;d);过滤滤速018115m/h;水力停留时间110210h;生化反应曝气量气水比为69;反冲洗方式中空气单独冲洗35min,气水联合反冲洗35min,水单独冲洗13min;空气反冲洗强度1020L/(s12539;m2),水反冲洗强度5101010L/(s12539;m2)。
