污水生物膜法處理工程技術(shù)規(guī)范―生物濾池法(征求意見稿)

1、附件三:污水生物膜法處理工程技術(shù)規(guī)范生物濾池法(征求意見稿編制說明污水生物膜法處理工程技術(shù)規(guī)范生物濾池法編制組目錄1任務(wù)來源 (12標(biāo)準(zhǔn)制定必要性 (13主要工作過程 (14國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究 (25同類工程現(xiàn)狀調(diào)研 (36主要技術(shù)內(nèi)容及說明 (87標(biāo)準(zhǔn)實施的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 (218標(biāo)準(zhǔn)實施建議 (211任務(wù)來源國家環(huán)境保護(hù)總局辦公廳關(guān)于開展2008年度國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項目工作的通知(環(huán)辦函【2008】44號下達(dá)污水生物膜法處理工程技術(shù)規(guī)范生物濾池法標(biāo)準(zhǔn)制訂計劃,項目序號370,項目編號1453.9。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位:中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會、清華大學(xué)、安樂工程有限公司、安徽國禎環(huán)

2、保節(jié)能科技股份有限公司、北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司、北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院。2標(biāo)準(zhǔn)制定必要性為貫徹中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法、中華人民共和國水污染防治法等法律法規(guī),規(guī)范污水生物濾池處理工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工、驗收和運(yùn)行管理,達(dá)到防治水污染,改善和保護(hù)環(huán)境,提高人民健康水平和保障安全的要求,特制定本規(guī)范。環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化是我國環(huán)境保護(hù)的一項重要的發(fā)展戰(zhàn)略,建立與國際接軌的環(huán)境工程服務(wù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和環(huán)境技術(shù)評估體系,是當(dāng)前加快環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)化步伐的一項重要任務(wù)。它對于提升我國環(huán)境工程服務(wù)業(yè)的國際競爭能力,規(guī)范環(huán)境工程服務(wù)業(yè)市場,保證環(huán)境工程建設(shè)和運(yùn)行管理質(zhì)量,為環(huán)境管理提供技術(shù)支撐和保障具有重要意義

3、。生物濾池是污水處理領(lǐng)域中最早和最廣泛應(yīng)用的工藝之一,該工藝具有處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、剩余污泥量低等特點。生物濾池又分為低負(fù)荷生物濾池(滴濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池以及曝氣生物濾池等多種不同工藝類型。目前現(xiàn)有生物濾池設(shè)計的方法主要是參照有關(guān)部門制定的城市污水等相關(guān)的部分工程建設(shè)設(shè)計規(guī)范,且系統(tǒng)性差,整體上講污水處理中生物濾池標(biāo)準(zhǔn)化工作仍是一個薄弱環(huán)節(jié),因此,本項工作具有重要意義。本規(guī)范屬于環(huán)境污染治理工藝方法規(guī)范,是國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系中環(huán)境工程技術(shù)規(guī)范的一個組成部分。本規(guī)范的制定將為生物濾池的設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)全過程服務(wù)以及環(huán)境監(jiān)督管理的標(biāo)準(zhǔn)化提供技術(shù)支撐。3主要工作過程2008年3

4、月2009年5月,成立編制小組,收集國內(nèi)外相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等資料,調(diào)研國內(nèi)相關(guān)工程情況,編寫開題報告。2009年5月7日,在北京由環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司主持召開了開題論證會。會上,環(huán)境保護(hù)部污染司、北京市市政工程設(shè)計研究總院、中國環(huán)境科學(xué)研究院、北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院、北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司、中國紡織工業(yè)協(xié)會、南開大學(xué)、環(huán)境保護(hù)部環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)研究所等相關(guān)單位專家和代表聽取了編制單位的開題報告,并通過該標(biāo)準(zhǔn)的開題論證。2009年5月2010年10月編寫規(guī)范的征求意見稿初稿,并在編制組內(nèi)部進(jìn)行多次討論、研究,并在征求專家的意見后,按照環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)編制出版技術(shù)指南(HJ 565-2010的規(guī)定

5、,最終形成征求意見稿。4國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究4.1國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究我國污水生物膜法處理技術(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有濾池氣水沖洗設(shè)計規(guī)程(CECS 50 : 93、給水排水設(shè)計手冊第二版第五冊、室外排水設(shè)計規(guī)范(GB50014 - 2006、曝氣生物流化池設(shè)計規(guī)程(CECS 209 : 2006、曝氣生物濾池工程技術(shù)規(guī)程(CECS 265 : 2009。濾池氣水沖洗設(shè)計規(guī)程(CECS 50 : 93于1993年由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會批準(zhǔn)。該規(guī)程對氣水沖洗方式、配氣配水系統(tǒng)的構(gòu)造和設(shè)計計算、水和氣的供應(yīng)、沖洗水的排除等進(jìn)行了規(guī)定。給水排水設(shè)計手冊第二版第五冊由北京市市政工程設(shè)計研究總院主編,于2004年出版

6、。該手冊中對普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、生物接觸氧化池(淹沒式生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床、厭氧生物濾池、厭氧生物流化床、爐渣填料生物接觸氧化法曝氣生物流化池(ABFT十類生物膜法工藝的構(gòu)造、設(shè)計參數(shù)、計算公式、示例等進(jìn)行了簡要敘述。這些規(guī)定專門針對市鎮(zhèn)生活污水的處理,能夠?qū)ο鄳?yīng)工程設(shè)計和建設(shè)起到一定作用。室外排水設(shè)計規(guī)范(GB50014 - 2006由上海市政工程設(shè)計研究總院主編,于2006年由中華人民共和國建設(shè)部發(fā)布。該規(guī)范中污水處理部分的生物膜法一節(jié)對生物接觸氧化池、曝氣生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池、塔式生物濾池五種生物膜法工藝的進(jìn)水要求、構(gòu)造、濾料、設(shè)計負(fù)荷等進(jìn)行了簡

7、要規(guī)定,其中生物濾池部分包含了低負(fù)荷生物濾池和高負(fù)荷生物濾池。這些規(guī)定專門針對市鎮(zhèn)生活污水的處理,能夠?qū)ο鄳?yīng)工程設(shè)計和建設(shè)起到一定作用。曝氣生物流化池設(shè)計規(guī)程(CECS 209 : 2006由上海市政工程設(shè)計研究總院主編,于2006年由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會批準(zhǔn)。該規(guī)程對曝氣生物流化池的適用范圍、工藝布置、池體構(gòu)造、載體和設(shè)計參數(shù)選取和設(shè)計計算進(jìn)行了規(guī)定,能夠供相應(yīng)工程建設(shè)設(shè)計、施工、使用單位采用。曝氣生物濾池工程技術(shù)規(guī)程(CECS 265 : 2009由中國市政工程華北設(shè)計研究總院和馬鞍山市華騏環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司主編,于2009年由中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會批準(zhǔn)。該規(guī)程對曝氣生物濾池的適用范圍

8、、工藝流程選擇、池體構(gòu)造、設(shè)計參數(shù)選取和設(shè)計計算、檢測和控制、施工和安裝、調(diào)試和運(yùn)行進(jìn)行了規(guī)定,其中池體構(gòu)造中分別介紹了陶粒濾料濾池和輕質(zhì)濾料濾池,能夠供工程建設(shè)、設(shè)計、施工、使用單位及工程技術(shù)人員采用。4.2國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究國外生物濾池相關(guān)研究和應(yīng)用范圍包括生活污水、雨水徑流、有毒有害氣體等,生物濾池的概念也有了很大擴(kuò)展,包括生物沼澤地、植物緩沖帶、人工濕地、土地處理系統(tǒng)。目前,國外針對雨水徑流、單戶生活污水、氣體處理的生物濾池已經(jīng)制定了一些指南、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等指導(dǎo)性文件,但是針對本規(guī)范中提及的若干種生物濾池,國外仍沒有成型的可以參考和標(biāo)準(zhǔn)。5同類工程現(xiàn)狀調(diào)研5.1實例1:A污水處理廠A污水處理

9、廠一期工程是國內(nèi)是以BOT模式運(yùn)營的污水處理廠,污水處理量為4萬噸/d,納污面積為2.8平方公里,并于2003年12月正式竣工和投產(chǎn)。A污水處理廠采用水解和二段曝氣生物濾池工藝,出水水質(zhì)達(dá)到GB18928-2002一級B標(biāo)準(zhǔn)。詳細(xì)工藝流程圖如圖1所示。 圖1A污水處理廠工藝流程圖市政污水由城區(qū)排水管(處理廠進(jìn)行處理。由于污水中含大限渠收集后經(jīng)排水總管送至該污水有大量粒徑較大的顆粒物,為確保污水處理廠進(jìn)水泵及后續(xù)處理工段的正常運(yùn)行,在污水進(jìn)入處理設(shè)施前設(shè)置機(jī)械回轉(zhuǎn)式粗格柵,柵渣外運(yùn)。經(jīng)機(jī)械粗格柵處理后的污水自流進(jìn)入進(jìn)水泵房的集水池,經(jīng)潛水泵提升至細(xì)格柵,經(jīng)2臺柵距為2mm的轉(zhuǎn)鼓式細(xì)格柵,再進(jìn)入旋

10、流沉砂池。柵渣經(jīng)無軸螺旋輸送機(jī)收集后送至廠外處置,旋流沉砂池池底的砂由氣力提砂裝置提升至砂水分離器,進(jìn)行污水和砂的分離,被分離的污水重新返回集水池,砂子外運(yùn)。污水經(jīng)除砂處理后,經(jīng)分配井進(jìn)入4座并聯(lián)運(yùn)行的水解酸化池。水解酸化池的作用是最度地截留污水中的懸浮物并對其中的部分有機(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和降解,一方面減少后續(xù)曝氣生物濾池的SS截留量,以延長濾池的反沖洗周期;另一方面,提高污水的可生化性,同時使污泥減容和穩(wěn)定化。水解酸化池的出水經(jīng)配水槽進(jìn)入一段曝氣生物濾池進(jìn)行有機(jī)物的降解和部分硝化作用。在該磷工藝,即在一段濾池出水中加入PAC 均質(zhì)池,由單螺桿泵提升至污泥濃縮脫水一體機(jī)進(jìn)行脫水、表2;整個污BOD

11、5容積負(fù)荷kg/(m 3·d OD 5/(m 3·d段濾池中,污水中的有機(jī)污染物成為附著生長在濾料表面上的好氧微生物新陳代謝的營養(yǎng)物,而部分氨氮則成為亞硝化菌和硝化菌的營養(yǎng)物。第一段曝氣生物濾池出水再進(jìn)入第二段曝氣生物濾池進(jìn)行硝化處理。在該段濾池中,優(yōu)勢生長著亞硝化菌和硝化菌,這兩種細(xì)菌對有機(jī)物濃度較低的第一段曝氣生物濾池出水中的氨氮進(jìn)行徹底硝化。第二段曝氣生物濾池出水經(jīng)紫外線消毒裝置消毒后,出水達(dá)標(biāo)對外排放。A 污水處理廠在曝氣生物濾池的基礎(chǔ)上設(shè)置脫氮除,在二段濾池中起到除磷的功效;同時二段濾池出水部分回流集水井,通過水解池泥層進(jìn)行反硝化作用,實現(xiàn)脫氮的功能。水解酸化池中

12、的污泥定期排入污泥處理,脫水后的泥餅外運(yùn)處置。曝氣生物濾池的反沖洗排水排至反沖洗排水緩沖池,由泵將沉淀上清液提升至水解酸化池前的分配井,污泥濃縮脫水一體機(jī)的濾后液和脫水機(jī)房的地面沖洗廢水經(jīng)管道匯集至提升泵房集水池,再進(jìn)入污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。A 污水處理廠曝氣生物濾池單元主要的設(shè)計參數(shù)及具體設(shè)計結(jié)果分別見表1水處理廠的污水處理效果、工程造價及工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表3、表4、表5。表1 主要設(shè)計參數(shù)選取2.84kgB NH 3-N 容積負(fù)荷kg/(m 3·d 0.7kg 時NH 3-N/(m 3·d(15單池面積 46.24m 2濾池濾速 9.92m/h 濾0一段7 6.1m

13、池總高度H .3m/二段濾料層高度H/二段2.6m 一段3.8m 配水室高度h 1 1.5m 承托層高度h 2 0.3m清水區(qū)高度h 3 1.0mH 0=H+h 1+h 2+h 3+h 4 超高h(yuǎn) 4 0.7m反沖洗時間 30n-40 mi 反沖洗強(qiáng)度v 水=1550m/h m/h , v 氣=反沖洗 反沖洗周期 一段24h/二段48h表2 曝氣生設(shè)計結(jié)果及設(shè)備物濾池具體選型進(jìn)出水系統(tǒng)進(jìn)水方式池底進(jìn)水 柵型穩(wěn)流器、單堰出水 出水方式濾池結(jié)構(gòu) 池體形狀正方形 結(jié)構(gòu)形式鋼筋混凝土 池體數(shù)量 16個,每段8個池體尺寸 一段6.8m×6.m×6.8m×6.1m8m

14、5;7.3m ;二段6.8濾料層濾料名稱 圓形陶粒度 一段3.8m ;二段2.6m 濾料層高形狀圓形 材質(zhì) 陶粒粒徑 3m mm-6m 比表面積 1.0/gm 2/g -1.5m 2濾料特性 0密度 .9 g/cm 3-1.0g/cm 3承托層材質(zhì) 卵石承托層高度 0.3m布水系統(tǒng)(配水系統(tǒng) 配水方式水濾頭 濾板+配布?xì)庀到y(tǒng)曝氣方式穿孔管曝氣 布?xì)庋b置穿孔管 布?xì)庋b置安裝位置承托層 風(fēng)機(jī)選擇三葉羅茨風(fēng)機(jī) 風(fēng)機(jī)具體參數(shù)Q =50m 3/min ;H =KW (2用1備 6.5mH 2O ;N =75 Q =35m 3/min ;H =5.5mH 2O ;N =55KW (2用1備 反沖洗系統(tǒng) 反

15、沖洗方式水聯(lián)合反沖洗 氣反沖洗時間30 min -40min 反沖洗強(qiáng)度v 水=1m/h 5m/h , v 氣=50反沖洗耗水量 1000m 3/h反沖洗水泵 所用設(shè)備名稱及具體參數(shù) Q =420m 3/h ;H =2W (2用1備 0m ;N =18.5K 表3 A 污水處理廠二級指標(biāo)水水質(zhì)BAF 工藝進(jìn)水、出水水質(zhì)(單位:mg/L 設(shè)計進(jìn)水水質(zhì) 實際進(jìn)水水質(zhì) 設(shè)計出水水質(zhì) 實際出BOD 5 150 87.0 207.51 COD Cr 250 226 60 27.8 SS 200 164 208.54 N H 3-N 30 27.4 156.95 表4 工程造序號項目 造價 價分析表1濾料

16、 363元 .79萬2鋼筋 493.5萬元 3混凝土 450.3萬元 4材料費(fèi)用 其他 115.79萬元 5鼓風(fēng)機(jī) 139.01萬元 6設(shè)備費(fèi)用泵 96.98萬元7布?xì)庋b置 188.76萬元 8管道 323.1萬元 9其他 749.4萬元 10 總建設(shè)費(fèi)用 3969萬元11藥劑 PAM 泥 2.8kg/噸干12電力消耗 0.195度/m 3 13 生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用 0.75水其他 噸干泥/萬噸表5 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總表序號項目 指標(biāo)值 單位1單位水量投資 元/m 3 1066 2單位生產(chǎn)總成本 元/m 3 0.62 3 用地指標(biāo) m 2/m 30.4844 單位水量電耗度/m 30.195 5.

17、實例2:B 污水處1999 年建成投產(chǎn),設(shè)計規(guī)模為10萬m 3/d ,污水經(jīng)預(yù)處理后直接藝和上向流曝氣生物濾池工藝為主的污水處理工藝。詳細(xì)污2 理廠B 污水處理廠一期工程于深海排放。隨著城市規(guī)模和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,2005年B污水處理廠對一期工程進(jìn)行了擴(kuò)建。B 污水處理廠二期匯水區(qū)域面積約35 km 2,設(shè)計規(guī)模為14萬m 3/d ,總投資2.44億元。該廠噸水工程造價為1742元/m 3,噸水處理成本為0.64元/m 3,其中藥劑費(fèi)0.45元/m 3,電費(fèi)0.09元/m 3,人工費(fèi)0.10元/m 3。B 污水處理廠采用了高效沉淀工水處理工藝流程如圖2所示。 圖2 B 污水處理廠工藝流程 預(yù)處理

18、主要為粗格柵;提升臺的提升流量為2 900 m 3/h ,提升砂斗和油脂收集槽泵房內(nèi)安裝有4臺離心泵,每揚(yáng)程為14 m ,其中2臺離心泵配備變頻器,其余2臺離心泵軟啟動;細(xì)格柵間隙為6 mm ,柵寬為1500 mm ,安裝角度為55°,配套螺旋輸送壓榨機(jī)直徑為280 mm 。除油沉沙單元含2組平行曝氣沉砂池,池型為矩形,每個池子末端設(shè)有儲。配有10臺潛水曝氣機(jī)(Q = 30 m 3/h ,N = 3 kW ,2套除油刮砂機(jī)(寬6 m ,有效水深3.4 m ,N = 1.8 kW 。4臺排沙泵,2用2備。 高效斜管澄清及沉淀工藝主要用于去除大部分懸浮物、部分有機(jī)污染物及大部分磷。工藝以

19、FeCl3為混凝劑,PAM為助凝劑,進(jìn)行化學(xué)混凝、絮凝、斜管沉淀。該部分含3組平行單元,每部分均集混合池、絮凝池、沉淀及污泥濃縮池于一體。混合池有效尺寸3.4 m×3.05 m×7.45 m,最小HRT為1.82 min,池中配有快速攪拌器(D = 1250 mm,N = 2.2kW;絮凝池有效尺寸12 m×6.5 m×6.42 m,最小HRT 11.8 min,池內(nèi)裝有2 套慢速攪拌器(D = 2500 mm,N = 1.5 kW,導(dǎo)流筒、反旋流擋板和十字導(dǎo)流板。沉淀和污泥濃縮池主要由進(jìn)水區(qū)、加強(qiáng)沉淀區(qū)、污泥捕獲區(qū)和斜管澄清區(qū)組成。進(jìn)水區(qū)設(shè)有浮渣收集管

20、和1 臺浮渣泵用于浮渣的收集和排放。加強(qiáng)沉淀區(qū)可使密度較大的SS 直接在污泥捕獲區(qū)沉淀,可去除大約80%的SS。污泥捕獲區(qū)為池子的下半部,四角用混凝土填充成55°的斜坡,使污泥易流向池底。每池配有1 套中心傳動帶柵條刮泥機(jī)(D = 11.9 m,N = 2.2kW和2臺排泥泵(1用1備, Q = 80 m3/h,H = 15 m,N = 15 kW。斜管澄清區(qū)由2套斜管、1套支撐系統(tǒng)及澄清水收集系統(tǒng)組成,斜管開口尺寸為80 mm,與水平成60°安裝,斜管長為1.5 m。為了適應(yīng)進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化,沉淀池底部的部分污泥回流至混合池,回流比3%4%,以形成絮凝層,增加結(jié)晶核,

21、減少混凝劑的耗量,提高絮凝體的密度。每組池配置1臺污泥循環(huán)泵(Q = 80 m3/h,H = 10 m,N = 15kW。該廠曝氣生物濾池單元由進(jìn)水渠、濾池主體、鼓風(fēng)機(jī)、出水渠、清水池、反沖洗出水緩沖池組成。曝氣生物濾池的有效面積為1 848 m2,分為8座平行生物濾池;濾池內(nèi)填充輕質(zhì)濾料,厚3.5m,堆積體積約7200 m3,平均粒徑6 mm,相對密度小于1。單座生物濾池有效尺寸為13.81 m×16.7 m×8.12 m,最大濾速為7.7 m/h,最小水力停留時間為1.05 h,回流比40%。COD Cr負(fù)荷為3.66 kg COD Cr/(m3·d,BOD5

22、負(fù)荷2.0 kgBOD5/(m3·d,NH3-N 負(fù)荷為1.17 kgNH3-N/(m3·d。特殊的是,曝氣生物濾池進(jìn)水包括沉淀池出水、濾池自身反沖洗出水沉淀上清液、及曝氣生物濾池出水回流水(回流比為40%。曝氣生物濾池具有同步硝化反硝化和過濾的功能。由于使用淹沒懸浮式顆粒濾料,且過濾方向和曝氣方向相同,因此濾床呈壓緊狀態(tài),增強(qiáng)了濾床對懸浮物的截留能力。濾料表面形成的生物膜中,表面含有硝化作用的自養(yǎng)型細(xì)菌,內(nèi)層有反硝化作用的異養(yǎng)型細(xì)菌,當(dāng)污水通過濾床時,能夠?qū)崿F(xiàn)同步硝化反硝化。濾料的阻攔可以延長氣泡與水的接觸時間,提高了氧傳遞效率。正常的設(shè)計負(fù)荷下,每天對每個濾池單元進(jìn)行一

23、次20min 左右氣水聯(lián)合反沖洗,反沖洗水采用過濾后出水。反沖洗水流方向與正常的過濾方向相反,且采用重力流,不需要反沖洗水泵。該污水廠設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)如表6所示,其他參數(shù)的最高允許排放濃度按照城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002的一級B標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。2007 年5 月份的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明(見表7,出水COD Cr、BOD5、SS、NH3-N、TP 平均濃度分別為58.1 mg/L、13.52 mg/L、15 mg/L、14.14 mg/L 和0.62 mg/L,達(dá)到GB 18918-2002的一級B 標(biāo)準(zhǔn)。表6 設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)項目進(jìn)水/ mg/L 出水/ mg/L 去除率/%CO

24、D Cr 400 60 85BOD5 250 20 92SS 250 20 92NH3-N 42 15 64.3TP 10 0.5 95表7 污水處理廠運(yùn)行效果項目進(jìn)水/ mg/L 出水/ mg/L 去除率/%COD Cr 524.64 58.188.16BOD5 232.95 13.52 94.12SS 248.66 15.094.0NH3-N 44.59 14.1467.26TP 5.49 0.6288.716主要技術(shù)內(nèi)容及說明6.1規(guī)范的一般性內(nèi)容的說明6.1.1制定本技術(shù)規(guī)范的目的和適用范圍的說明生物濾池是污水處理領(lǐng)域中最早和最廣泛應(yīng)用的工藝之一,生物濾池又分為低負(fù)荷生物濾池(滴濾池、

25、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池以及曝氣生物濾池等工藝類型。目前生物濾池設(shè)計主要是參照有關(guān)部門制定的城市污水等相關(guān)的部分工程建設(shè)設(shè)計規(guī)范,整體上與環(huán)境工程領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作具有差距。因此,針對不同的污水特點及處理目標(biāo),提出科學(xué)合理的設(shè)計要求和規(guī)定是十分必要的。為貫徹中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法、中華人民共和國水污染防治法等法律法規(guī),規(guī)范污水生物濾池處理工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工、驗收和運(yùn)行管理,達(dá)到防治水污染,改善和保護(hù)環(huán)境,提高人民健康水平和保障安全的要求,特制定本規(guī)范。6.1.2規(guī)范性引用文件的說明本規(guī)范引用了相關(guān)技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),主要有以下四方面:(1現(xiàn)有污染物排放和污水回用標(biāo)準(zhǔn),包括:污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(

26、GB8978、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918、城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)(GB/T18920、城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB3096、工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB12348等;(2工程設(shè)計規(guī)范,包括:室外排水設(shè)計規(guī)范(GB50014、污水再利用工程設(shè)計規(guī)范(GB50335、給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50069、工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范(GB50187、城鎮(zhèn)污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(CJJ31、供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(GB50052、10KV 及以下變電所設(shè)計規(guī)范(GB50053、低壓配電裝置及線路設(shè)計規(guī)范(GB50054、建筑設(shè)計防火規(guī)范(GB50016、建筑抗震設(shè)

27、計規(guī)范(GB50011等;(3設(shè)備與材料的技術(shù)要求,包括:環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求旋轉(zhuǎn)式細(xì)格柵(HJ/T250、環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求羅茨鼓風(fēng)機(jī)(HJ/T251、環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求中、微孔曝氣器(HJ/T252、環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求單級高速曝氣離心鼓風(fēng)機(jī)(HJ/T278、環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求潛水排污泵(HJ/T336等;(4設(shè)施施工、驗收和運(yùn)行管理相關(guān)的技術(shù)要求,包括:建設(shè)項目工程竣工驗收辦法、建設(shè)項目竣工環(huán)境保護(hù)驗收管理辦法、城市污水處理廠運(yùn)行、維護(hù)及其安全技術(shù)規(guī)程(CJJ60、城市污水水質(zhì)檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)(CJ/T51、地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ/T91、給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范(GB5

28、0268、給水排水構(gòu)筑物施工及驗收規(guī)范(GB50069、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范(GB50204等。6.2總體設(shè)計的說明6.2.1關(guān)于生物濾池法預(yù)處理國內(nèi)外相關(guān)資料和應(yīng)用表明,污水進(jìn)入生物膜處理構(gòu)筑物前,應(yīng)強(qiáng)化沉淀、厭氧水解等預(yù)處理,減少進(jìn)水的懸浮含量和有機(jī)物的濃度,從而防止濾料堵塞,保證處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)或水量波動大時,應(yīng)設(shè)調(diào)節(jié)池,停留時間根據(jù)一天中水量或水質(zhì)波動情況確定。6.2.2關(guān)于生物濾池法脫氮系統(tǒng)污水的水質(zhì)規(guī)定(1污水的五日生化需氧量與總氮之比是影響脫氮效果的重要因素之一。異養(yǎng)性反硝化菌在呼吸時,以有機(jī)基質(zhì)作為電子供體,硝態(tài)氮作為電子受體,即反硝化時需消耗有機(jī)物。青

29、島等地污水廠運(yùn)行實踐表明,當(dāng)污水中五日生化需氧量與總氮之比大于 4 時,可達(dá)理想脫氮效果;五日生化需氧量與總氮之比小于 4 時,脫氮效果不好。五日生化需氧量與總氮之比過小時,需外加碳源才能達(dá)到理想的脫氮效果。外加碳源可采用甲醇、乙酸鹽或其他含易生物降解的有機(jī)碳物質(zhì),它被分解后產(chǎn)生二氧化碳和水。由于城鎮(zhèn)污水水量大,外加甲醇的費(fèi)用較大,有些污水廠將淀粉廠、制糖廠、釀造廠等排出的高濃度有機(jī)廢水作為外加碳源,取得了良好效果。當(dāng)五日生化需氧量與總氮之比為 4 或略小于 4 時,根據(jù)實際污水中懸浮物(SS的含量可不設(shè)初次沉淀池或縮短污水在初次沉淀池中的停留時間,以增大進(jìn)生物反應(yīng)池污水中五日生化需氧量與氮的

30、比值。(2一般地說,反硝化菌和硝化細(xì)菌生長的最佳pH值在中性或弱堿性范圍,當(dāng) pH 值偏離最佳值時,反應(yīng)速度逐漸下降,堿度起著緩沖作用。污水廠生產(chǎn)實踐表明,為使好氧池的pH值維持在中性附近,池中剩余總堿度宜大于 70mg/L。每克氨氮氧化成硝態(tài)氮需消耗7.14g 堿度,大大消耗了混合液的堿度。反硝化時,還原 1g 硝態(tài)氮成氮氣,理論上可回收3.57g 堿度,此外,去除1g五日生化需氧量可以產(chǎn)生0.3g堿度。出水剩余總堿度可按下式計算,剩余總堿度=進(jìn)水總堿度+0.3×五日生化需氧量去除量+3×反硝化脫氮量-7.14×硝化氮量,式中 3 為美國環(huán)境保護(hù)局推薦的還原1g

31、硝態(tài)氮可回收 3g堿度。當(dāng)進(jìn)水堿度較小,且無法滿足脫氮要求時,應(yīng)外加堿性藥劑,以保證工藝過程對堿度的要求。6.2.3關(guān)于生物濾池法化學(xué)除磷方法當(dāng)出水總磷濃度不能滿足排放要求時,宜輔以化學(xué)除磷;除磷藥劑一般可以選用鋁鹽或鐵鹽,投加位置可設(shè)在濾池前的預(yù)處理段,強(qiáng)化除磷;也可設(shè)在最后一級生物濾池的進(jìn)水口處投加藥劑,通過進(jìn)水水流的混合作用完成混合,在濾池中通過絮凝和過濾實現(xiàn)除磷。若在生物濾池進(jìn)水處直接投加除磷藥劑應(yīng)合理控制藥劑投加量,并充分考慮濾池的截污能力和對反沖洗周期的影響。6.2.4生物膜法的處理構(gòu)筑物采取防凍、防臭和蠅蟲控制等措施在寒冷地區(qū),生物膜法的處理構(gòu)筑物設(shè)計中應(yīng)考慮必要的防凍設(shè)施,以確

32、保冬季的處理效果。生物膜法處理構(gòu)筑物的除臭一般采用生物過濾法、濕式吸收氧化法去除硫化氫等惡臭氣體,塔式生物濾池可采用頂部噴淋。生物濾池易孳生濾池蠅,可定期關(guān)閉濾池出口閥門,讓濾池濾料淹水一段時間以殺死幼蠅。6.2.5生物濾池工藝控制系統(tǒng)生物濾池工藝設(shè)置相關(guān)的檢測、控制、運(yùn)行管理自動化系統(tǒng)有利于提高濾池運(yùn)行的效率及污水處理廠的自動化程度,對設(shè)備、運(yùn)行故障應(yīng)設(shè)置有效的報警及保護(hù)措施。6.3低負(fù)荷生物濾池設(shè)計的條文說明6.3.1低負(fù)荷生物濾池適用條件的規(guī)定低負(fù)荷生物濾池由于處理負(fù)荷相對較低,占地面積較大,易堵塞,并且散發(fā)臭味,產(chǎn)生濾池蠅,在使用上受到限制,但是對于污水量較小的中小城鎮(zhèn),尤其是經(jīng)濟(jì)不太

33、發(fā)達(dá)的城鎮(zhèn),仍然有較大的應(yīng)用價值。實際使用中,宜用于小城鎮(zhèn)污水處理或水質(zhì)與城鎮(zhèn)污水水質(zhì)類似的中小規(guī)模工業(yè)廢水處理。6.3.2低負(fù)荷生物濾池池型和濾料低負(fù)荷生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)等四部分組成,可為圓形,也可為矩形。目前常用碎石和塑料材料作為濾料,制造塑料濾料的材料包括,聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等。由這些材料制成的濾料如波紋板、多孔篩裝板、塑料蜂窩等具有比表面積大和空隙率高的優(yōu)點,比表面積一般為100 m2/m3200m2/m3,空隙率高一般為80%90%。6.3.3低負(fù)荷生物濾池選用碎石類濾料的生物濾池設(shè)置要求及設(shè)計參數(shù)日本有關(guān)的設(shè)計指南規(guī)定,低負(fù)荷生物濾池水力負(fù)荷為1m3/(

34、m2·d3m3/(m2·d,五日生化需氧量負(fù)荷不應(yīng)大于0.3kgBOD5/(m3·d;美國污水廠設(shè)計手冊規(guī)定,低負(fù)荷生物濾池水力負(fù)荷為0.9 m3/(m2·d3.7m3/(m2·d,五日生化需氧量負(fù)荷0.08kgBOD5/(m3·d0.4kgBOD5/(m3·d。6.3.4低負(fù)荷生物濾池布水設(shè)備生物濾池的布水,應(yīng)使污水均勻分布在整個濾池表面上,這樣有利于提高濾池的處理效果。布水裝置可采用間歇噴灑布水系統(tǒng)或旋轉(zhuǎn)式布水器。多采用旋轉(zhuǎn)式布水器,該裝置由固定的進(jìn)水豎管、配水豎管和可以轉(zhuǎn)動的布水橫管組成。每根橫管的斷面積由設(shè)計流量和流

35、速決定,一般用2根或4根,水力驅(qū)動布水器的旋轉(zhuǎn)。6.3.5低負(fù)荷生物濾池通風(fēng)構(gòu)造低負(fù)荷生物濾池通風(fēng)效果是影響處理效率的重要因素,前蘇聯(lián)規(guī)范規(guī)定池底部空間高度不應(yīng)小于0.6m,沿池壁四周下部應(yīng)設(shè)自然通風(fēng)孔,其總面積不應(yīng)小于濾池表面積的1%。6.3.6低負(fù)荷生物濾池的底板坡度和沖洗底部排水渠。前蘇聯(lián)規(guī)范規(guī)定底板坡度為1%,日本設(shè)計指南規(guī)定底板坡度為1%2%。為排除底部可能沉積的污泥,規(guī)定應(yīng)有沖洗底部排水渠的措施,以保持濾池良好的通風(fēng)條件。6.4高負(fù)荷生物濾池設(shè)計的條文說明6.4.1高負(fù)荷生物濾池的適用條件生物濾池占地面積較大,在規(guī)模上收到限制,有資料報道,高負(fù)荷生物濾池處理規(guī)模不宜超過50000m

36、3/d。6.4.2高負(fù)荷生物濾池系統(tǒng)設(shè)計高負(fù)荷濾池在確定流程時,應(yīng)該決定是否用初次沉淀池,采用幾級濾池,是否采用回流等,選擇回流方式及回流比等問題。單級運(yùn)行系統(tǒng)如圖3所示,圖3(a為單級直流系統(tǒng),要求有完善的預(yù)處理工藝,也適用于低負(fù)荷生物濾池,圖3(b、(c、(d均為單級回流系統(tǒng)。圖3(b的處理水回流至生物濾池前,用以加強(qiáng)水力負(fù)荷,又不加大初沉池的容積,本系統(tǒng)在廢水污染濃度高時采用,應(yīng)用較為廣泛。圖3(c的回流水取自二沉池前和二沉池后,采用本系統(tǒng)能夠減輕二沉池的負(fù)荷,但濾池的濾料間的孔隙度應(yīng)當(dāng)較大,否則易于堵塞。圖3(d是生物濾池出水直接回流到生物濾池前,可加大水力負(fù)荷,又利于生物接種,促進(jìn)生

37、物膜更新。當(dāng)采用多級濾池系統(tǒng)時,據(jù)相關(guān)資料,第一級生物濾池處理效率可達(dá)70%,第二級處理效率可達(dá)20%,第三、四級的處理效率很低,在5%左右。所以,高負(fù)荷生物濾池多采用二級處理系統(tǒng),這種系統(tǒng)多在原廢水污染物濃度較高,并且對處理出水水質(zhì)要求也較高時采用。由于采用多種回流方式,因此二級高負(fù)荷生物濾池也有多種系統(tǒng)。二級運(yùn)行系統(tǒng)見圖4。圖4(a、(b均為二級直流系統(tǒng)。二級串聯(lián)工作的生物濾池的優(yōu)點是:濾層深度可適當(dāng)減小,通風(fēng)條件好,兩次布水充氧,出水水質(zhì)較好。缺點是增加提升動力,加大了占地面積。一般第一級生物濾池采用粒徑較大的濾料,后一級采用粒徑較小的濾料。圖4(c和(d是二級回流系統(tǒng)。 圖3 高負(fù)荷生

38、物濾池單級運(yùn)行系統(tǒng)流程圖 a b c d 圖4 高負(fù)荷生物濾池二級運(yùn)行系統(tǒng)流程圖 6.4.3高負(fù)荷生物濾池系統(tǒng)回流采用回流的優(yōu)點是:(1增大水力負(fù)荷、促進(jìn)生物膜的脫落、防止堵塞;(2廢水被稀 釋,降低了基質(zhì)濃度;(3促進(jìn)生物膜的生長;(4提高進(jìn)水的溶解氧;(5防止濾池滋生蚊蠅。 回流的方式很多,可以采用直接回流或通過二沉池后再回流,采用的回流比一般為 50%300%,但有時也高達(dá)500%或600%,應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行充分的試驗后確定。 6.4.4高負(fù)荷生物濾池布水設(shè)備 高負(fù)荷生物濾池多采用旋轉(zhuǎn)式布水器,該裝置由固定的進(jìn)水豎管、配水豎管和可以轉(zhuǎn)動的布水橫管組成。布水器可由水力驅(qū)動。每根橫管的斷面

39、積由設(shè)計流量和流速決定。布水橫管的根數(shù)取決于濾池和水力負(fù)荷大小,水量大時可采用4根,一般用2根。6.4.5關(guān)于高負(fù)荷生物濾池的設(shè)計參數(shù) 高負(fù)荷生物濾池的水力負(fù)荷和容積負(fù)荷,日本指南規(guī)定水力負(fù)荷為10 m3/(m2·d25m3/ (m2·d,五日生化需氧量容積負(fù)荷不應(yīng)大于1.2kgBOD5/(m3·d。美國污水廠手冊規(guī)定水力負(fù)荷為10 m 3/(m 2·d 35m 3/(m 2·d ,五日生化需氧量容積負(fù)荷為0.4 kgBOD 5/(m 3·d 4.8kgBOD 5/(m 3·d 。國外生物濾池設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)見表8、表9。 采用塑料

40、制品為濾料時。濾層厚度、水力負(fù)荷和容積負(fù)荷可提高,具體設(shè)計數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)試驗資料而定。當(dāng)生物濾池水力負(fù)荷小于規(guī)定的數(shù)值時,應(yīng)采取回流;當(dāng)原水有機(jī)物濃度高于或處理水達(dá)不到水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)時,應(yīng)采用回流。表8 生物濾池設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(摘自 美國設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 負(fù)荷范圍低 中 一般 高 有機(jī)物的容積負(fù)荷gBOD 5/(m 3·d 200 80400* 200450 240480* 450750 400480* >750 >480* 水力負(fù)荷(m/h 大約0.2 0.40.8 0.61.2 >1.2 預(yù)計BOD 5出水濃度(mg/L <20 <25 2040 3050* 為美國污水

41、廠手冊數(shù)據(jù)。 表9 生物濾池典型負(fù)荷(摘自 英國設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 容積負(fù)荷 處理要求工藝類型 濾料的比表面積(m 2/m 3 gBOD 5/(m 3·d gNH 3-N/(m 3·d 水力負(fù)荷 m 3/(m 2h 部分處理高負(fù)荷 40100 0.55 0.22 碳氧化/硝化低負(fù)荷 80200 0.055 0.010.05 0.030.1 三級硝化低負(fù)荷 150200 <40 mgBOD/L *0.040.2 0.21* 為進(jìn)水濃度。 6.5 塔式生物濾池設(shè)計的條文說明6.5.1 塔式生物濾池池體結(jié)構(gòu)塔式生物濾池由塔身、濾料(也稱填料、布水系統(tǒng)以及通風(fēng)、排水裝置組成。據(jù)國內(nèi)資料

42、,為達(dá)到一定的出水水質(zhì),在一定塔高限值內(nèi),塔高與進(jìn)水濃度成線性關(guān)系。處理效率隨著濾料層總厚度的增加而增加,但當(dāng)濾料層總厚度超過某一數(shù)值后,處理效率提高極微,因而是不經(jīng)濟(jì)的。故本條規(guī)定,濾料層厚度宜根據(jù)試驗資料確定,一般宜為8 m 12m 。6.5.2 關(guān)于塔式生物濾池設(shè)計負(fù)荷美國污水廠手冊介紹塑料濾料塔式生物濾池的五日生化需氧量容積負(fù)荷為 4.8kgBOD 5/(m 3·d ,法國手冊介紹塑料生物塔式濾池的五日生化需氧量容積負(fù)荷為1 kg/(m 3·d 5kg/(m 3·d 。 6.6 曝氣生物濾池設(shè)計的條文說明6.6.1 曝氣生物濾池工藝設(shè)置預(yù)處理設(shè)施曝氣生物濾

43、池工藝對進(jìn)水懸浮物濃度和有機(jī)物濃度都有要求。對懸浮物要求比較高,一般要求在150mg/L 以下,否則曝氣生物濾池的反沖洗將會非常頻繁。要降低曝氣生物濾池進(jìn)水的懸浮物濃度,就必須做好曝氣生物濾池工藝前的預(yù)處理工序。對于城鎮(zhèn)污水,曝氣生物濾池的進(jìn)水COD Cr 大于800 mg/L 時,應(yīng)強(qiáng)化預(yù)處理,如混凝沉淀等。對于工業(yè)廢水,當(dāng)進(jìn)水COD Cr 大于1500mg/L 時,建議在曝氣生物濾池前增加厭氧或水解酸化處理單元,以降低曝氣生物濾池的有機(jī)負(fù)荷,同時也可節(jié)省能耗,降低運(yùn)行費(fèi)用。當(dāng)經(jīng)過預(yù)處理后,有機(jī)物濃度仍較高時,可采用濾池出水回流加以稀釋。6.6.2曝氣生物濾池的設(shè)置曝氣生物濾池中,當(dāng)同時要求

44、去除有機(jī)物和營養(yǎng)物時,通常第一級曝氣生物濾池以碳氧化為主,第二級曝氣生物濾池主要對污水中的氨氮進(jìn)行硝化,第三級曝氣生物濾池主要為反硝化除氮。根據(jù)其組合形式可分為碳氧化+硝化濾池+反硝化濾池組合、前置反硝化+碳氧化/硝化濾池和碳氧化/硝化濾池+后置反硝化兩段組合形式,也可以在第二級濾池的出水中投加碳源和鐵鹽或者鋁鹽同時進(jìn)行反硝化脫氮除磷。6.6.3曝氣生物濾池池型、結(jié)構(gòu)、濾池分格及單格面積設(shè)置曝氣生物濾池的池型有上向流曝氣生物濾池(池底進(jìn)水,水流與空氣同向運(yùn)行和下向流曝氣生物濾池(濾池上部進(jìn)水,水流與空氣逆向運(yùn)行兩種。曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)一般可采用圓形、正方形和矩形。在同樣的面積下,圓形周長比正方形

45、少12%。當(dāng)濾池數(shù)為兩個及兩個以上時,正方形或矩形可以共用池壁,對于共用池壁的正方形或矩形濾池,池形的長寬比對造價也有影響,正方形的周長比矩形要小,所以正方形濾池所需的建筑工程量最少。根據(jù)國內(nèi)外采用曝氣生物濾池工藝的污水處理廠設(shè)計和運(yùn)行經(jīng)驗,為保證一座濾池在反沖洗時污水處理廠仍能正常運(yùn)行,同時在一座濾池進(jìn)行檢修時污水處理廠不停運(yùn),因此要求同一功能的曝氣生物濾池格(座數(shù)不應(yīng)少于兩格(座,另外還應(yīng)考慮當(dāng)一座濾池進(jìn)行反沖洗時,其余濾池應(yīng)能承受全部流量和水質(zhì)的沖擊;反沖洗清水池容積的確定應(yīng)保證反沖洗時清水池儲水量及其它運(yùn)行濾池出水量之和能滿足單格濾池沖洗時的最大用水量。從運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和反沖洗均勻性方面考

46、慮,單座濾池面積過大將會增加反沖洗時的供水量和供氣量,同時不利于布水和布?xì)獾木鶆?所以在濾池截面積過大時必須分格。一般,單格濾池截面積越小,則布水、布?xì)庠骄鶆?反沖洗時的供水量、供氣量也越少,但單格濾池截面積減小,會使整個濾池的土建工程量增加,從而使土建工程投資增加。對于中等規(guī)模的城市污水處理廠,單格濾池的截面積一般應(yīng)控制在50 m2100m2之間。6.6.4曝氣生物濾池濾料曝氣生物濾池的濾料應(yīng)選擇強(qiáng)度大、不易磨損、孔隙率高、比表面積大、化學(xué)物理穩(wěn)定性好、易掛膜、生物附著性強(qiáng)、比重小、耐沖洗和不易堵塞的材料。可選用濾料有多種,如,多孔陶粒、無煙煤、火山巖濾料、石英砂、塑料等,但必須滿足對濾料的

47、要求。濾料的粒徑關(guān)系到處理效果的好壞和運(yùn)行周期的長短。粒徑越小,處理效果越好,但因其孔隙小易被堵塞,使運(yùn)行周期縮短,引起反沖洗水量增加,并給運(yùn)行管理帶來麻煩。濾料粒徑的選擇取決于進(jìn)水水質(zhì)和設(shè)計的反沖洗周期和濾池功能。硝化、碳氧化濾池宜為3mm5mm或4mm 6mm,前置反硝化濾池宜為4mm6mm或6mm9mm。當(dāng)對懸浮物濃度去除要求較高時,最后一級濾池內(nèi)的濾料粒徑宜選用1.8 mm2.5mm。6.6.5 曝氣生物濾池池體構(gòu)造與所選濾料類型曝氣生物濾池的濾料分為兩類:重質(zhì)濾料(比重大于1和輕質(zhì)濾料(比重小于1,規(guī)范中主要對采用重質(zhì)濾料的曝氣生物濾池進(jìn)行規(guī)定。典型重質(zhì)濾料濾池結(jié)構(gòu)分為緩沖配水區(qū)、承

48、托層及濾料層區(qū)、出水區(qū)。工藝主體由濾池池體、布水及布?xì)庀到y(tǒng)、承托層、濾料層、工藝曝氣系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)和出水系統(tǒng)組成,示意圖見圖5。 243圖5 典型重質(zhì)濾料濾池結(jié)構(gòu)示意圖1濾池池體;2工藝曝氣管;3反沖洗進(jìn)氣管;4進(jìn)水管;5反沖洗進(jìn)水管;6反沖洗排水槽(渠;7出水槽(渠;8放空管;9緩沖配水區(qū);10承托層和濾板;11專用濾頭;12承托層;13濾料層;14清水區(qū);15空氣擴(kuò)散器;16出水堰典型輕質(zhì)濾料濾池結(jié)構(gòu)分為濾池配水排泥區(qū)、輕質(zhì)濾料層、出水區(qū)組成。工藝主體由濾池池體、進(jìn)水配水系統(tǒng)、工藝曝氣系統(tǒng)、濾料層、濾板(網(wǎng)和濾頭,以及反沖洗系統(tǒng)組成,示意圖見圖6。 圖6 典型輕質(zhì)濾料濾池結(jié)構(gòu)示意圖1進(jìn)水

49、及反洗水管;2出水槽;3排水(泥管;4濾板和濾頭;5曝氣管6濾料層;7濾板(網(wǎng);8排(水泥連接孔6.6.6關(guān)于曝氣生物濾池的池體高度為保證進(jìn)入濾池的污水均勻流過濾料層,在濾料承托層下部設(shè)計有緩沖配水室,其高度一般為1.2 m1.5m?？紤]到濾頭和配水室內(nèi)布水管、布?xì)夤艿陌惭b方便以及便于配水室的清洗,緩沖配水室高度通常為H =1.5m,并在配水室池壁設(shè)置檢修人孔;另外,考慮到濾池反沖洗時濾料的膨脹,在濾料層上部保證有0.8 m1.0m的清水區(qū)。6.6.7關(guān)于曝氣生物濾池承托層曝氣生物濾池承托層采用的材質(zhì)應(yīng)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性,一般選用卵石作承托層。用卵石作承托層其級配見下表10。表10

50、 卵石承托層級配卵石直徑(mm卵石層高度(mm24 50自上而下48 100816 1006.6.8關(guān)于重質(zhì)濾料濾池的出水系統(tǒng)工程中應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、單池面積、池形等因素合理設(shè)置出水形式。為防止正常出水和反沖洗排水混雜,反沖洗排水與正常排水槽(渠宜分開設(shè)置。為了工藝布置方便,工程中采用單側(cè)堰出水較多,在出水堰口處設(shè)置柵形穩(wěn)流板,以將反沖洗時可能被帶至出水口處濾料與穩(wěn)流板碰撞,導(dǎo)致流速降低而在該處沉降,并下滑回濾池中。6.6.9關(guān)于不同功能類型曝氣生物濾池主要設(shè)計參數(shù)選取的原則和參考數(shù)據(jù)范圍規(guī)范正文“表2 曝氣生物濾池工藝主要設(shè)計參數(shù)”中,所列數(shù)據(jù)為城市污水采用生物濾池工藝時的設(shè)計參數(shù),對于類似于

51、城市污水水質(zhì)的其它污水采用生物濾池工藝時可參考,但待處理污(廢水水質(zhì)與城市污水水質(zhì)差別大時,其設(shè)計參數(shù)應(yīng)通過試驗確定。(1曝氣生物濾池一般采用兩種負(fù)荷:污染物容積負(fù)荷kg/(m3·d和水力負(fù)荷m3/ (m2·h。容積負(fù)荷取值的確定與進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求有關(guān),應(yīng)根據(jù)原水性質(zhì)及處理要求選取合適的容積負(fù)荷值。(2曝氣生物濾池主要用于碳氧化時,當(dāng)要求出水BOD5為10mg/L20mg/L,五日生化需氧量容積負(fù)荷推薦值為3.5kgBOD5/(m3·d5.0kgBOD5/(m3·d;當(dāng)要求出水BOD5為5mg/L10mg/L時,五日生化需氧量容積負(fù)荷推薦值為2.5

52、kgBOD5/(m3·d3.2kgBOD5/ (m3·d。(3曝氣生物濾池主要用于碳氧化并且硝化時,五日生化需氧量容積負(fù)荷宜小于3.0kgBOD5/(m3·d。有研究表明,當(dāng)五日生化需氧量容積負(fù)荷取值大于3.0kgBOD5/(m3·d時,氨氮的去除受到抑制,當(dāng)五日生化需氧量容積負(fù)荷取值大于 4.0kgBOD5/(m3·d時,氨氮的去除明顯受抑制。(4出水COD Cr在60mg/L左右時,進(jìn)水負(fù)荷應(yīng)控制在 4.0 kgCOD Cr/(m3·d5.0kgCOD Cr/(m3·d,出水COD Cr在50mg/L以下時,進(jìn)水負(fù)荷應(yīng)當(dāng)

53、小于3.0kgCOD Cr/(m3d(5曝氣生物濾池有硝化和反硝化脫氮要求時還應(yīng)考慮硝化容積負(fù)荷和反硝化容積負(fù)荷,分別以NH3-N和NO3-N計。20時,硝化和反硝化的最大容積負(fù)荷分別為小于2.0kgNH3-N/(m3·d和5.0kgNO3-N/(m3·d;推薦值分別為0.3kgNH3-N/(m3·d0.8kgNH3-N/ (m3·d和0.8kgNO3-N/(m3·d4.0kgNO3-N/(m3·d。(6濾速增加對COD Cr的去除不利,主要是由于停留時間過短,部分非溶解性有機(jī)物尚未降解就直接排出,因此碳氧化曝氣生物濾池濾速的取值應(yīng)當(dāng)

54、略低,推薦的數(shù)值為6m/h。(7在一定的容積負(fù)荷范圍里,濾速的提高不但不會降低曝氣生物濾池的去除率,而且還可提高硝化處理能力。主要原因有三,一是高濾速增強(qiáng)了濾池內(nèi)部的傳質(zhì)效率,使得空氣、污水和生物之間有了更多的接觸機(jī)會;二是高濾速下生物膜的更新速度加快,促進(jìn)了生物活性的增強(qiáng);三是在低濾速下,濾料底層往往在短時間堵塞,使得反沖洗周期縮短,而頻繁的反沖洗對繁殖速度較慢的硝化細(xì)菌極為不利。曝氣生物濾池應(yīng)用中,當(dāng)需要脫氮,但進(jìn)水碳源不足時,需投加碳源,而當(dāng)投加量較大時,運(yùn)行費(fèi)用會較高。為了解決這一問題,有些工程應(yīng)用中將反硝化池(DN池置于硝化池(N池前,將部分出水回流,形成了前置反硝化工藝,其具有以下

55、優(yōu)點:(1利用污水中的有機(jī)物質(zhì)作為反硝化碳源,減少外加碳源投加量;(2有機(jī)物在DN池去除,保證了碳氧化/硝化濾池(C/N池的硝化能力;(3系統(tǒng)的曝氣量相對減少;(4污泥產(chǎn)量相對減少。尤其運(yùn)行費(fèi)用較低的優(yōu)點使得其越來越受到重視。對于BOD5充足且需要進(jìn)行脫氮的城市污水,從運(yùn)行成本的角度考慮,前置反硝化工藝更為優(yōu)越。后置反硝化工藝更適合應(yīng)用在以下兩個場合:(1用于工業(yè)水比重較高,BOD5含量明顯偏低的情況;(2用于污水廠的升級改造:如某些早期建設(shè)的污水處理廠未考慮硝化指標(biāo),出水中BOD5含量較低,氨氮含量卻較高。為避免除碳對硝化的影響,后置反硝化應(yīng)在預(yù)處理階段去除一部分BOD5,C/N池設(shè)計濾速在

56、6m/h10m/h為宜,硝化負(fù)荷應(yīng)滿足:當(dāng)進(jìn)水BOD5濃度大于60mg/L時,約為0.3kgNH3-N/(m3·d,當(dāng)進(jìn)水BOD5濃度在20mg/L50mg/L時,約為0.6kgNH3-N/(m3·d,當(dāng)BOD5濃度在20mg/L以下時,約為1.0kgNH3-N/(m3·d。如以甲醇作為外加碳源,DN 池中甲醇的投加量約為3.3kgCH4O/kgNO3-N。設(shè)計推薦的反硝化負(fù)荷為0.4 kgNO3-N/(m3·d0.5kgNO3-N/(m3·d,濾速大于10m/h,進(jìn)水BOD5/NO3-N最好在6以上。通常DN池對BOD5的去除率不超過60%,

57、對COD Cr的去除率不超過70%,剩余的COD Cr會進(jìn)入到硝化反應(yīng)器。為了確保N池的硝化性能(大于0.5kgNH3-N/(m3·d,COD Cr負(fù)荷不應(yīng)超過2.0kgCOD Cr/(m3·d。6.6.10 關(guān)于曝氣生物濾池的濾池池體的計算 目前在工程上， 由于利用容積負(fù)荷法對曝氣生物濾池進(jìn)行設(shè)計計算的方法比較成熟， 所 以曝氣生物濾池池體的設(shè)計建議采用容積負(fù)荷法計算方法。 按容積負(fù)荷法計算的設(shè)計參數(shù)包括五日生化需氧量容積負(fù)荷、 氨氮容積負(fù)荷和硝態(tài)氮容 積負(fù)荷， 設(shè)計時應(yīng)根據(jù)原水性質(zhì)、 處理要求及所選曝氣生物濾池類型選取容積負(fù)荷類型和合 適的容積負(fù)荷值。同時，在根據(jù)所選容

58、積負(fù)荷類型進(jìn)行計算并確定濾池總截面積后，還需用 水力負(fù)荷（或濾速）進(jìn)行校核。 濾料層高度宜結(jié)合占地面積、處理負(fù)荷、風(fēng)機(jī)選型和濾料層阻力等因素綜合考慮確定， 重質(zhì)濾料宜為 2.5m4.5m，輕質(zhì)濾料宜為 2.0m4.0m。 清水區(qū)高度應(yīng)根據(jù)濾料性能及反沖洗時濾料膨脹率確定，重質(zhì)濾料濾池宜為 1.0m 1.5m，塑料球形濾料濾池宜為 0.6m1.0m。 6.6.11 關(guān)于曝氣生物濾池布水方式 曝氣生物濾池的布水系統(tǒng)應(yīng)采用小阻力形式， 目前工程中采用的布水系統(tǒng)主要有濾頭布 水、穿孔承托板布水和穿孔管布水等三種形式。在濾頭布水方式中，氣和水通過濾頭混合， 從濾頭的縫隙中均勻噴出。這種方式在給水處理的濾池中和國外的曝氣生物濾池中已有采 用，但要求施工嚴(yán)格，造價相對較高。穿孔承托板有良好的布水布?xì)庾饔?，但若沖洗不當(dāng)， 會使承托層發(fā)生移動，攪亂承托層和濾料層。穿孔管布水系統(tǒng)的水頭損失較大，曝氣氧的利 用率較低，同時在濾池中比較容易堵塞。但施工方便，造價低。 在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)工程的規(guī)模和反沖洗形式等實際情況進(jìn)