《[化学]曝气生物滤池法处理3000m3d.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[化学]曝气生物滤池法处理3000m3d.doc（54页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、曝气生物滤池法处理3000m3/d食品加工废水工艺设计作 者 姓 名 专 业 指导教师姓名 专业技术职务 目 录摘要第一章 绪论41.1课题的提出及研究意义41.1.1课题的提出41.1.2我国水资源现状41.1.3食品加工废水的危害51.1.4 研究的意义71.2生物曝气滤池国内外研究现状81.2.1曝气生物滤池的研究现状81.2.2 填料的研究进展111.3设计中的遇到的问题141.3.1填料相关问题151.3.2负荷设计过程中存在问题161.3.4放空和防堵塞设计161.3.5污泥问题171.3.6反冲洗问题171.3.7其他问题181.3.8结论18第二章 工艺构筑物设计及设备选型18
2、2.1污水处理工艺设计182.1.1调节池182.1.2竖流式沉淀池192.1.3UASB反应器192.1.4BAF曝气生物滤池202.2污泥处理工艺设计202.2.1污泥脱水机房20第三章 设计计算203.1 调节池的设计计算203.1.1调节池的特性203.1.2设计参数213.1.3调节池池体设计213.2竖流式沉淀池223.2.1竖流式沉淀池的特性223.2.2竖流式沉淀池的设计参数223.2.3竖流式沉淀池的池体设计233.3 UASB反应器的设计计算263.3.1 UASB反应器的特性263.3.2 UASB反应器的设计参数263.3.3 UASB反应器的池体设计273.3.4 U
3、ASB反应器进水配水系统设计283.3.5 UASB反应器三相分离器的设计303.3.6 UASB反应器排泥系统设计343.3.7 UASB反应器产气量计算343.3.8 UASB反应器加热系统343.3.9 UASB反应器加碱系统353.3.10UASB反应器活性污泥的培养与驯化353.4 BAF反应器的设计计算363.4.1BAF反应器的特性363.4.2BAF反应器的设计参数373.4.3BAF反应器池体设计373.4.4BAF反应器配水系统393.4.5BAF反应器布气系统设计403.4.6BAF反应器供气系统设计423.4.6BAF反应器反冲洗系统的设计423.4.8BAF反应器滤料
4、层、承托层的设计433.4.9BAF反应器滤池出水系统的设计44第五章 污水处理系统的整体布置455.1总平面布置455.2高程布置465,2,1设计范围465.2.2布置原则465.2.3污水处理构筑物高程计算475.3管道布置47第六章 执行的主要规范和标准481适用范围482规范性引用文件48参考文献：51致 谢53第一章 绪论1.1课题的提出及研究意义1.1.1课题的提出随着中国经济的发展，人们对食品需求在质量跟数量上的增加，中国食品加工企业规模的不断扩大，必然导致食品加工废水排放量的增加。目前 我国污水的处理排放量仅为排放总量的10%左右，大量的污水进入自然水体导致了严重的水环境污染
5、，是已经严重的水资源短缺更加严重。在现有的生物废水处理单元内，绝大多数采用的是单一的活性污泥处理法，其具体工艺由传统的活性污泥法，氧化沟，SBR法，AO，AAO等，单一的活性污泥法对污水中COD.BOD.SS等指标有较高的去除率，终极负荷高，但也有不足，如（1）部分工艺脱氮除磷能力较低；（2）剩余污泥产生量大而且处理费用较高。以上两点制约了视频污水处理设施的正常运行，并且加重了运行费用。BAF曝气生物滤池有较高的处理效率，占地面积小，基建及运行费用低，管理方便抗重击能力强等特点，对食品污水的有机物去除，脱硝除氮，除磷以及在微污染水源的预处理中都有广阔的前景。该方法特别适合我国水处理事业片林的资
6、金不足，技术水平较低的现状，应对其现状和应用前景进行深入的研究，是智能尽快应用与我国的污水处理事业当中。1.1.2我国水资源现状水是人类及其他生物繁衍生存的基本条件，是人们生活中不可替代的重要资源，是生态环境中最活跃、影响最广泛的因素，具有许多其他资源所没有的、独特的性能和多重的使用功能，是工农业生产的重要资源。目前，世界上早已出现了水危机的国家，如埃塞俄比亚。联合国已发出警告：“水将成为一种严重的社会危机”。水资源已成了一个国家、一个地区持续发展的非常稀缺的资源。缺水将越来越成为经济社会发展的严重制约因素。中国水资源现状不容乐观。中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米
7、，占全球水资源的6，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的14、美国的15，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，中国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降
8、低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。 1.1.3食品加工废水的危害随着工业化、城市化的迅速发展，食品加工废水的排放量也相应地增加，废水的性质及组成成分也越来越复杂，废水不经任何处理直接排入天然水体，势必引起水体的严重污染。水体被污染后，有时可以直接察觉到，例如，水的颜色的改变、混浊、散发着难闻的气体，某些生物种群的减少或死亡，另一生物种群的出现和剧增等现象，但有的水体污染是无法直接观察出来的，必须通过某些指标及污染物的直接监测、分析，而获得水质污染程度的判定。水体污染的危害主要表现在
9、以下几方面。（一）含色、臭、味的废水色度高的废水，除影响水体外观外。有些废水排出时无色，但进入水体后与其他溶解物进行反应可生成颜色。水体中含有硫化氢和酚类化合物时会使水质发臭，水生生物受这种有臭味废水的影响，也带有臭味，这不仅使鱼贝类的质量下降，甚至使之无法食用。（二）有机物污染食品工业废水含有大量有机物质，排入水体后，即成为微生物的营养源，使有机物分解而被消化。分解过程中消耗水中大量的溶解氧，一旦水体中氧气补给不足；则将使氧化作用停止。引起有机物的厌氧发酵，分解出甲烷、氢、硫化氢、硫醇及氨等腐臭气体，散发出恶臭，污染环境，毒害水生生物。由于气体上浮，有机质堆积物也被带到水面，不仅使水的表面恶
10、化，而且阻碍空气进入水体，这些含有多种成分的有机物废水，是极复杂的混合污染物，它是水体污染最主要的方面。（三）无机物污染酸、碱和无机盐类，对水体的污染，首先使水体PH值发生变化，破坏其自然缓冲作用、消灭或抑制细菌及微生物的生长，阻碍水体自净作用；同时，会大大增加水中无机盐类和水的硬度，给工业和生活用水带来不利因素；再者用含盐量过高的水灌溉农田时，会引起土壤盐渍化。（四）富营养化污染含植物营养物质的废水进入天然水体，造成水体富营养化，藻类大量繁殖，耗去水中溶解氧，造成水中鱼类窒息而无法生存、水产资源遭到破坏。水中氮化合物的增加，对人畜健康带来很大危害，亚硝酸根与人体内血红蛋白反应，生成高铁血红蛋
11、白，使血红蛋白丧失输氧能力，使人中毒。硝酸盐和亚硝酸盐等是形成亚硝胺的物质，而亚硝胺是致癌物质，在人体消化系统中可诱发食道癌、胃癌等。（五）病原微生物污水生活污水、医院污水、屠宰肉类食品加工等污水，含有各种病菌、病毒、寄生虫等病原微生物，流入天然水体会传播各种疾病，用水灌溉农田时，使受污染地区导致疾病流行。总之，随着经济不断地发展，环境污染问题也必须予以充分重视。从水质状况看，我国由于受到大量工业废水、生活污水及其他含毒废弃物的污染，主要江、河、湖泊、水库等的水质出现了不同程度的下降。据近年来对我国地表水污染所做的调查看，污染正在发展，对人们的使用、渔业、灌溉都造成了很大危害，在调查的53,0
12、00千米的河段中，鱼虾绝迹，成为“死水”的河段有2400千米，水质污染不能用于灌溉的约占23.3%，水质符合饮用水、渔业用水水质标准的只占14%。水质污染进一步缩小了可用水资源，从而加剧了我国水资源不足，造成了巨大的经济损失。因此，控制水体污染，保护水资源，是环境保护工作的重要任务。1.1.4 研究的意义随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高,用水紧张和污水排放的问题已越来越突出。目前,我国城镇大部分的生活污水采用直接排放的方式,没有采取应有的治理措施,加重了对环境的污染。在国家可持续发展的新政策下,环境保护已受到各级政府和全国人民的重视,对污水进行彻底的治理以保护人类赖以生存的环境
13、的重要性越来越大,高效节能的城市污水处理技术与工艺已能为国民经济的发展起到较大的推动作用。建立城镇污水处理厂对改善城镇水环境，保障城镇经济发展起着举足轻重的作用。随着经济的发展，城市化进程的不断加速，人口和经济增长、粗放型发展模式、无组织大面积排施污染物、污水处理率偏低，以及牺牲环境和资源去追求眼前利益等，均是造成水污染日趋严重的原因。大量未经充分处理的污水被用于灌溉，已经使农田受到重金属和合成有机物的污染。据农业部在占国土面积85%的流域内，通过372个代表性区域取样调查，发现全国粮食总量的1/10不符合卫生标准。污水灌溉还造成粮食产量低，污染加大，营养成分下降。长期的污染水灌溉使病原体、致
14、突变、致癌物质通过粮食、蔬菜、水果等食物迁移到人体内，严重危害了人体健康。水污染还对养殖业造成极大的危害，水源污染使原有的水处理工艺受到前所未有的挑战。水是一种易受污染而可以再生的自然资源。随着人口的不断增长和经济发展，加之水污染的日益严重，可利用的水资源数量日益短缺，造成水危机。根据水工业的观点，给水和排水分别是人类向自然界取用和归还可再生资源“水”的两个程序，为了使这个循环能够持续地为人类服务，水在使用后回归自然界前，必须进行废水的再生处理，使水质达到自然界自净能力的承受水平，恢复其作为自然资源的属性。对可持续发展战略的实施有着极为现实的意义。 水资源是不可再生资源，我们不仅要节约用水，保
15、护自然生态环境，坚持可持续发展，并且要处理好废水，不能让废水污染了健康自然绿色的生态环境，把坚持科学发展观应用到实际环境保护中，给人类营造一个健康绿色的生态圈。经济的持续增大、企业规模的不断扩大，水资源的匮乏，必将导致水价格的不断提高，因此，大力发展食品加工废水回用事业，不仅能节约有限的水资源，缓解企业日趋突出的用水紧张矛盾，而且能减少污水的排放。根据我国经济发展和环境保护需求，结合我国环境保护最新研究成果和国际环境保护技术水平和发展趋势，提出一套合理、经济、运转效率高的工艺流程对污水进行处理，以达到标准排放。对于保护环境，减轻环境污染，遏制生态恶化趋势，有着重要的意义。1.2生物曝气滤池国内
16、外研究现状1.2.1曝气生物滤池的研究现状曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。与其他生物挂膜方法不同，曝气生物滤池将生物氧化过程与固液分离集于一体，固体过滤和消化过程在同一个单元反应器中完成，经过池体结构改进后增加了厌氧区的曝气生物滤池还可以进行范反硝化以及除磷。曝气生物滤池吃的基本原理在于在一级强化的基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，充分发挥生物代谢作用，生物膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物链的分级捕食作用，物理过滤作用，实现污染物在同一反应器内去
17、除。曝气生物滤池借鉴了生物接触氧化反应器和过滤器的设计原理，省却了二次沉淀设备，反应器内存在着不同的好样，缺氧区域，可同步实现硝化反硝化，再取出有机物的同时达到脱氮的目的。在欧洲，为了适应新的标准1-2，陆续开发了一系列新的污水处理技术，曝气生物滤池从中脱颖而出。它首先被用作三级处理，后来发展成直接用于二级处理3。自第1套建在靠近巴黎的SOIS-SONS污水处理厂的装置投产运行以来4，目前已在欧美和日本等发达国家广为流行。该工艺具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脱氮、除磷、去除 AOX （有害物质）的作用 ,其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池 ( 二沉池 )
18、 ，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。BAF 属第三代生物膜反应器，不仅具有生物膜工艺技术的优势，同时也起着有效的空间过滤作用 , 通过使用特殊的滤料和正确的配气设计， BAF 具有以下工艺特点：1、采用气水平行上向流，使得气水进行极好均分，防止了气泡在滤料层中凝结核气堵现象，氧的利用率高，能耗低；2、与下向流过滤相反，上向流过滤维持在整个滤池高度上提供正压条件，可以更好的避免形成沟流或短流，从而避免通过形成沟流来影响过滤工艺而形成的气阱；3、上向流形成了对工艺有好处的半柱推条件，即使采用高过滤速度和负荷，仍能保证 BAF 工艺的持久稳
19、定性和有效性；4、采用气水平行上向流，使空间过滤能被更好的运用，空气能将固体物质带入滤床深处，在滤池中能得到高负荷、均匀的固体物质，从而延长了反冲洗周期，减少清洗时间和清洗时用的气水量；5、滤料层对气泡的切割作用事使气泡在滤池中的停留时间延长，提高了氧的利用率；6、由于滤池极好的截污能力，使得 BAF 后面不需再设二次沉淀池。我国对该技术的研究上出去起步阶段，对曝气生物滤池处理生活污水，食品加工废水 进行了处理效能及激励方面的探索研究。同时，国内的一些污水处理工程也采用了曝气生物滤池单元。曝气生物滤池最大特点是使用了一种新型粒状填料，污水在垂直方向上通过填料层，粗糙多空的粒状填料具有极大的比表
20、面积，可达到398平方米每立方厘米，它具有优良的过滤作用，因此被称做滤池。填料表面生长着生物膜，池底提供曝气。反反应器属于固定窗的生物膜反应器。污水流过滤床时，污染物首先被过滤和媳妇，进而被氧化。他定期的利用处理水进行反冲洗排除增值的活性污泥。Baf与传统活性污泥和接触氧化法的不同点是：1 BAF粗糙多孔的粒状填料为微生物提供了更好的生长环境，挂膜微生物量大，可达到每升1015克，高浓度的微生物量似的BAF的容积负荷增大，进而减少了池容和占地面积。池容和占地一般为常规二级处理的五分之一到十分之，并使基建投入大大降低。2 粒状填料可使充氧效率大大增加。一般氧利用率可增加百分之十到百分之十五，降低
21、了运转费用。这主要是由于污染物，生物膜和填料之间的接触更理想，在洋气的上升过程中，与着三者发生无数次碰撞，增加了传质效果。3 粒状填料的使用似的BAF曝气生物滤池有良好的过滤和吸附作用，据研究结果显示，BAF比普通生物滤池的过滤效果还好。因此，他省去了二沉池，进一步降低了基建费用。4 BAF的生物生长在粗糙多空的填料表面，属于固定化微生物。固定化微生物是现代生物工程技术，在医药，酿造等行业普遍应用。对于一些特定的污水可接种和驯化特殊菌种增加处理效果。由于微生物流失相对较少，反应器中已与培养南富集的生物菌种。5 BAF对低浓度的有机废水而又很好地处理效果。通常接触氧化法不能挂莫，处理效果很差，担
22、BAF却能保持好的处理效果，出水可达回用水的标准。因此，BAF的填料研究畏惧核心地位曝气生物滤池充分借鉴了污水处理接触氧化法和给水快滤池的设计思路，集曝气、高滤速、截留悬浮物、定期反冲洗等特点于一体。其工作原理主要有过滤、吸附和生物代谢5。滤池工作时，在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着生物膜，滤池内部曝气，污水流经时，利用滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对污水进行快速净化；同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出；此外，填料及附着其上生长的生物膜对溶解性有机物具有一定的吸附作用。
23、运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为反冲洗过程。曝气生物滤池正是通过这样反复的周期性运转来处理污水的。填料作为曝气生物滤池的核心组成部分，影响着曝气生物滤池的发展。曝气生物滤池发展过程中依次出现过3种不同的形式1、6-7：BIOCARBONE，BIOFOR和BIOSTYR，采用的填料各不相同。BIOCARBONE采用的是石英砂粒；BIOFOR采用的是轻质陶粒；BIOSTYR采用的则是密度比水小的聚苯乙烯球形颗粒。石英砂粒由于密度大，比表面积、孔隙率小；当污水流经滤层时阻力很大，生物量少，因此滤池负荷不高、水头损失大。轻质陶粒和聚苯乙烯作填料
24、时，由于密度小，比表面积、孔隙率大，生物量大，因此滤池负荷较大，水头损失较小。国外的实际运行表明，BIOFOR和BIOSTYR明显优于BIOCARBONE。 事实上，BAF性能的优劣很大程度上取决于填料的特性，填料的研究和开发在BAF工艺中至关重要，为此，英国、美国和印度等国已制定了曝气生物滤池所用滤料的相应标准，法国德利满公司对应用于曝气生物滤池的滤料也制定了相应的说明书及测试规范，可见各国对曝气生物滤池的滤料都有严格的要求。 1.2.2 填料的研究进展 曝气生物滤池所用填料，根据其采用原料的不同，可分为无机填料、有机高分子填料；根据填料密度的不同，可分为上浮式填料和沉没式填料。无机填料一般
25、为沉没式填料，有机高分子填料一般为上浮式填料。常见的无机填料有陶粒、焦炭、石英砂、活性炭、膨胀硅铝酸盐等，有机高分子填料有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。国外，Rebecca Moore 8等研究了尺寸范围分别为1.53.5mm和2.54.5mm的填料对曝气生物滤池处理效果的影响，发现小颗粒（1.53.5mm）填料虽然有利于脱氮，但不适应高的水力负荷；而大颗粒（2.54.5mm）填料虽然改善了滤池操作条件，减少了反冲洗的次数，但不利于脱氮和SS的去除。这为曝气生物滤池填料在尺寸要求上提供了一定的依据。Allant9等人研究结果表明：上浮式填料比沉没式填料对SS、有机物的去除率高，更耐有机负荷和水
26、力负荷冲击。Won-Seok Chang10等以天然沸石和砂粒为填料研究BAF对纺织废水的处理效果发现：天然沸石对纺织废水的处理效果优于砂粒的处理效果，这是因为天然沸石具有更强的阳离子交换能力和更大的比表面积。这说明轻质填料取代高密度填料是曝气生物滤池污水处理技术发展过程中的必然趋势。 我国对曝气生物滤池填料的研究以陶粒为最多，这是因为陶粒作为填料的一种，不仅材料低廉易得，而且显示出的优良特性，特别适合我国的国情。早期的陶粒大多采用页岩直接烧制、破碎、筛分而成，为不规则状（片状居多）。最近出现的球形轻质陶粒，采用粘土（主要成分为偏铝硅酸盐）为原材料，加入适当化工原料作为膨胀剂，经高温烧制而成。
27、朱乐辉等人11以粘土为主要原料，结合其它化工原料在温度为1180时烧制的轻质陶粒用作曝气生物滤池污水处理的研究表明：球形轻质陶粒强度大、孔隙率大。比表面积大、化学稳定性好，与玻璃钢、聚氯乙烯、聚丙烯、维纶等滤料相比，具有生物附着性强、挂膜性能良好、水流流态好、反冲洗容易进行。截污能力强等优点；形状规则，粒径可大可小，密度适宜，克服了不规则粒状滤料水流阻力大，易引起氧化池堵塞，反冲洗强度大，易冲刷破碎的缺点；加工过程完全不同于传统的片状陶粒滤料。表面结釉一直是传统片状陶粒滤料没有解决的难题；而球形轻质陶粒主要以粘土为原料，控制适当的配料和烧制工艺，可改变陶粒的密度，且使其表面粗糙、多微孔、不结釉
28、。以球形轻质陶粒作接触填料，采用淹没式曝气生物滤池处理污水，可以起到深度处理的作用，处理后的水能重新利用并节约用地。周彩楼等12以净水厂淤泥为原料研制超轻陶粒取得了满意的结果，开创了污泥资源化的又一途径。齐兵强、王占生等人6以球形轻质陶粒（主要性能见表1-1）作为曝气生物滤池填料处理生活污水时发现：尽管在很高的滤速（6.58m/h）下，其处理水质仍然很高，而且曝气量小，氧利用率高；此外，该曝气生物滤池系统水头损失增加缓慢，反冲洗周期长，节约了能源和操作费用。 表1-1 球形轻质陶粒的主要性能参数项目粒径/ mm堆积密度/ (gcm-3)密度/ (gcm-3)比表面积/ (m2g-1)内部孔隙率
29、外部孔隙率数值 360.891.564.110.090.339从曝气生物滤池填料的发展来看，在以后的研究中，主要的方向将在以下几个方面：研究填料对污染物去除的影响及污染物去除机制。目前，对BAF运行的工艺条件研究很多，但是对于污染物的转移和代谢途径没有深人的研究；填料上生物相分布、生态结构缺乏系统的分析和解释；另外，填料如何影响污染物去除机制不明。开发以天然材料为主要成分的无机填料，如轻质陶粒的研究开发。合成的高分子填料与微生物之间相容性较差，所以在挂膜时生物量少，易脱落，而以天然材料为原料的无机填料可以克服以上不足，但是需要重点解决的问题是如何增加强度、增大空隙率和减小密度。寻求改善填料性能
30、的工艺和方法。填料加工过程中的工艺非常重要，为了获得优质填料，生产工艺和方法需要不断改进。制定适于曝气生物滤池的填料标准。欧美国家对曝气生物滤池用填料均有较为严格的标准，但在我国目前还没有，在系统掌握填料的尺寸、性状、密度等因素对污染物去除的影响后，制定适于我国曝气生物滤池的填料标准意义深远。这不仅使得填料的生产规范化，而且极大促进BAF污水处理技术在我国的应用和推广。BAF工艺流程说明污水经格栅去除粗大漂浮、悬浮物后，进入出沉池或水解酸化池（强化预处理池）进行沉砂、除油和沉淀同时去除部分 SS 、 COD 、 BOD 等物质经预处理的污水进入第一级 BAF-C/N 滤池（或 DN 沉淀池），
31、绝大部分 COD 、 BOD 在此进行降解，部分氨氮进行硝化（或反硝化）接着污水进入第二级 BAF-N 滤池（或 C/N 滤池），进行氨氮的彻底硝化及 COD,BOD 地进一步降解，同时进行化学除磷，以保证出水总磷 0.5mg/l,NH3-N 5 mg/l,TN 10mg/l运行过程中，在一二级 BAF 底部进行供氧滤池运行一段时间后需对滤池进行反冲洗；反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗污水通过排水缓冲池返回初沉池或水解酸化池，与原污水混和初沉池或水解酸化池的剩余污泥进行脱水处理，泥饼外运处置。若选用 DN 滤池 +C/N 滤池的脱氮工艺，则需将 C/N 滤池的出水回流 。 BAF的技术特点1
32、、 总体投资省，包括机械设备、自控电气系统、土建和征地费；2 、占地面积小，通常为常规处理工艺占地面积的 1/5-1/10 ，厂区布置紧凑，美观；3 、处理出水质量好，可达到中水水质标准或生活杂用水水质标准；4 、工艺流程短，氧的传输效率高，供氧动力消耗低，处理单位污水的电耗低；5 、过滤速度高，处理负荷大大高于常规处理工艺；6 、抗冲击能力强，受气候、水量和水质变化影响小，特别适合于寒冷天气地区，并可间歇运行；7 、可建成封闭式厂房，减少臭气、噪声对周围环境的影响，视觉感官效果好；8 、运行管理方便，便于维护；9 、全部模块化结构，便于进行后期的改扩建； BAF的工艺性能过滤速度：28m/h
33、（反硝化时10m/h) 反冲洗空气速度：6090m/h固体负荷能力：47kg/(md)BOD 有机负荷：26kg/(md) 有机负荷：412kg/(md) 系统氧效率：30 35%城市污水处理吨水造价：8001000元 硝化（10 ）：0.61.0kg/.d脱氮(10)：1.52.5kg/(md) 反冲洗水量：56L/(ms) 产泥量：0.60.7kg/去除kgBODd 城市污水处理吨水电耗：0.2 0.25度 BAF的适用范围BAF可广泛用于水体富营养化、生活污水、市政污水、生活杂排水、食品加工、酿造、化工、制药、印染等可生化的污水和废水处理。BAF的工艺流程图，见图1-1图1-1 工艺流程
34、图1.3设计中的遇到的问题曝气生物滤池因食物链较长，生物相丰富，对生物系统的管理相对比较简单，之所以出现较多的问题与设计、建设及运行都有不同程度的关系，我在此结合自己接触的有关BAF工艺的工作经验，对影响处理效果的几个主要因素进行分析探讨如下。1.3.1填料相关问题在曝气生物滤池中起处理作用的微生物主要是生长在填料上13，设计负荷必须都是以填料为基础进行计算的，确切的说应该是落实到单位比表面积上的负荷，所以比表面积不同，所承受的负荷也是不相同的，而通常的设计是按填料体积来计算的，这种计算方式科学性值得推敲。我发现在工程应用过程中填料出现问题有：填料粒径不均匀，破碎的填料或小填料比较多。这种填料
35、应用存在问题有：造成反冲洗困难，填料有效空间过小，填料层外孔隙被占用，影响生物膜的正常生长，也造成污水在填料中的实际停留接触时间缩短，从而影响处理效果。填料堆积容重问题。填料堆积容重过大固然不好，但我发现有关工程也存在容重过轻现象，分析原因有：填料加工过程不同，有些填料是用天然页岩等材料制成的，所以过轻；烧制填料烧制所用成孔剂用量过多，温度控制不当也会造成填料堆积容重过轻。这类填料应控制填料堆积容重，使其不因反冲洗而流失，控制其破碎磨损率及筒压强度使其不易破碎磨损。处理办法有：针对烧制填料应控制烧结温度和成孔剂的添加量，以保证产品质量，使用单位应加强对每批次产品的到货质量控制。作为辅助控制，应
36、在反冲洗排水渠前端设置栅形紊流挡板，以防止填料流失。通常曝气生物滤池设计填料装填高度都达3m以上，有的工程填料装填高度甚至达到4m以上，滤池的流态又以上向流居多，装填高度过高加大了滤池反冲洗的难度。而据有关文献报道14，碳化滤池对有机物的截留和降解最主要集中在填料层下部2m以下的空间，而曝气生物滤池又以碳化滤池(以去除BOD为主要处理目的，通常用于一级生物滤池)截污最多，反冲洗最为困难，所以碳化滤池的填料装填高度不宜设置的过高。而硝化滤池因滤池进水悬浮物浓度已经比较低，反冲洗比较容易，填料装填高度则不必过低(同类工程中硝化滤池装填高度有很多都在3m以下，我认为这种设计装填高度不可取)，增加土建
37、工程建设费用。1.3.2负荷设计过程中存在问题缺乏经验的设计人员往往盲目的参照有关资料设计水力负荷和填料容积负荷，但进水浓度不同，水力负荷也不同，当污水处理厂进水中含有一定的工业废水成分时，负荷取值也不同，因为有机物的结构不同，其降解时间和降解速率也是不同的15，所以应结合废水性质、浓度及排放标准进行科学合理的设计。我发现有设计单位在其设计过程中，滤池的碳化负荷取到3.5kgBOD(m3填料)以上，硝化负荷取到0.9kgNH3-N(m3填料)以上，从而造成达标困难被迫整改或降低处理负荷现象，这些都是应引以为戒的。并不是说负荷不可以取到某一负荷高度，但作为设计单位应该在设计之前进行调查研究的，另
38、外应考虑在工程实施中可能存在一些不足之处，以致于使设计效果不能充分发挥而要考虑的设计余量。在进行负荷计算时，很多设计人员往往以去除负荷来计算，我和有关同行交流，并参照部分采用该处理工艺的污水处理厂运行数据后认为，污水设计负荷应以承受负荷来计算更稳妥。如果以去除负荷来计算，则应考虑一定的设计余量。针对氨氮设计负荷问题，考虑更多的应是低温环境对处理效果的影响，目前市政污水处理厂普遍执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)，该标准虽然也考虑了温度(以12为界)对处理效果的影响，但实际应用中硝化细菌(自养菌)受温度的影响较碳化细菌(异养菌)更明显，有文献报道，曝气生物滤池硝化最佳温
39、度应在18.6以上16，而污水处理厂因规模原因，在冬季通常无法采取增温措施，只能在设计过程中考虑采取合适的负荷，以保证冬季仍能取得较好的处理效果。1.3.4放空和防堵塞设计曝气生物滤池工艺对预处理要求比较严格，预处理设计应非常谨慎，因已有相关资料介绍，在此不再重复叙述17。这里所要说明的是，因曝气生物滤池工艺牵涉管道比较多，设计人员普遍缺乏设计经验，往往忽视了滤池的降水放空设计(反冲洗之前先快速降水再反冲洗)，尤其是碳化滤池放空设计尤为重要，硝化滤池和深度处理用滤池则视情况而定，其重要性远不如碳化滤池重要。因曝气生物滤池在其应用过程中曾碰到滤头堵塞，滤板因此而受损现象，后期设计的曝气生物滤池往
40、往在滤头进口端设置防堵罩。但从目前应用情况看，由于只考虑了防堵设计，而未充分考虑到滤池的放空设计和防堵罩自身堵塞问题，同样影响了滤池的正常稳定运行。另外硝化滤池和深度处理用滤池，由于进滤池悬浮物和漂浮杂物非常少，防堵设计则有些多余。1.3.5污泥问题曝气生物滤池工艺应用于市政污水处理厂，所产生的污泥主要是初沉污泥和滤池反冲洗水中所夹带的悬浮物、脱落生物膜。一般关于污泥处理系统设计都是沿用活性污泥法处理系统关于污泥系统的设计。这样则无形中忽视了一个问题，活性污泥处理系统可以依靠提高污泥浓度来储存一定量的污泥(虽然对活性污泥的性状有一定影响，但只要污泥浓度没有大幅度提高，影响相对不是很大)，所以即
41、使污泥处理系统短期内存在问题也不严重影响系统的运行。但曝气生物滤池工艺由于自身不具有存储污泥功能，填料上所截留悬浮物和老化生物膜必须及时通过反冲洗而排出处理系统。因此初沉池必须及时排泥，如果排泥不及时则会严重影响滤池进水水质，进而影响滤池处理效果。如果在这期间污泥处理系统短期内存在问题，则会严重影响污水处理效果。所以设计必须考虑污泥脱水机的备用或考虑一定的污泥储存池容，以防止因污泥处理系统存在问题而影响污水处理系统的处理效果。1.3.6反冲洗问题曝气生物滤池反冲洗通常是采用先气水联合反冲洗，后水漂洗模式。设计过程中，设计人员往往仅考虑了反冲洗强度问题，而未充分考虑反冲洗强度与滤板开孔率的相关关
42、系。盲目的套用规范上规定的反冲洗强度，则危害无穷。在滤池滤梁、滤柱、滤板结构设计时，有些结构设计人员往往仅考虑了填料层的重力而未考虑反冲洗时反冲洗水向上的力，从而导致某些工程出现未设计滤柱或滤柱设置数量太少的现象。某些工业废水处理工程应用曝气生物滤池工艺，采用氮气(制氧机的副产品)作为反冲洗的气源，但因缺乏经验未对反冲洗气源进行控制，反冲洗气的压力过大，造成滤板受损现象。所以推荐反冲洗时应注意观察反冲洗室的压力，压力异常时应及时分析并采取相应措施。1.3.7其他问题配水均匀性关系到滤池的处理效果能否得到充分发挥，所以设计过程中应充分考虑如何设计以使配水更均匀。此外，很多文献都报道说曝气生物滤池
43、氧利用率高，但我观察曝气生物滤池的曝气气泡，明显较活性污泥法要大很多，虽然不排除气泡在上升过程会出现聚集导致气泡变大现象，但对曝气生物滤池充氧效率应进行客观公正的评价和测定，不能盲目进行没有依据的宣传。1.3.8结论曝气生物滤池工艺最大的优点在于对溶解性污染物和氨氮的去除上，虽然在国内某些工程应用上存在一些问题，但曝气生物滤池因生物相丰富，食物链长，生化系统管理简单，丝状菌生长反而有助于提高处理效果。曝气生物滤池在应用过程中之所以出现诸多问题，我认为最主要原因是没有充分了解该处理工艺，从而导致设计和建设过程中对设计质量和工程质量(如填料采购质量和工程施工质量)无法很好把关。只有客观充分认识该工
44、艺，该工艺才能够成熟的应用和推广。第2章 工艺构筑物设计及设备选型2.1污水处理工艺设计2.1.1调节池主要作用：为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。结构：钢砼结构；数量：一座停留时间：8h总有效容积：1100 m3池体尺寸：LBH = 22m10m5.5m2.1.2竖流式沉淀池主要作用：从污水中分离密度较大的固体悬浮物颗粒，以减少后续处理设备的磨损，改善污泥处理构筑物的处理条件，以减少对后续处理的处理条件等。结构：钢砼结构，全不锈钢机械设备；数量：一座停留时间：
45、1.5h直径：8.10m总高度：10m表面负荷2.522.1.3UASB反应器主要作用：利用厌氧微生物群代谢去除废水中的有机污染物，为后续曝气生物滤池做预处理。结构：钢砼结构；数量：四座直径：8.8m总高度：10.4m总有效容积：2530水力停留时间：16.5h2.1.4BAF曝气生物滤池主要作用利用古拙在滤料表面的生物膜代谢去除废水中的有机污染物使出水达标。结构：钢砼结构数量：一座四格单格池体尺寸：LBH = 6.8m6.8m7m总有效容积：1295水力停留时间：4.6h2.2污泥处理工艺设计2.2.1污泥脱水机房作用：对污泥做脱水处理，使污泥体积大大减小。主要设备：带式压滤机型号：DY-3
46、000型带式压滤机数量：三台（2用1备）工作周期：24小时干污泥产量：600kg/h出水污泥含水率75%第三章 设计计算3.1 调节池的设计计算3.1.1调节池的特性1.调节池的作用从工业企业和居民排出的废水，其水量和水质都是随时间而变化的，工业废水的变化幅度一般比城市污水大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。调节水量和水质的构筑物称为调节池。2.调节池尺寸的计算调节水量一般为处理规模的10-15可满足要求。调节池设置一用一备，便于检修清泥。3.调节池所需空气量 调节池作为平底，为防止沉淀，用搅拌机搅拌废水。3.1.2设计参数水力停留时间T = 8h ；设计流量Q =3300m3/d 3.1.3调节池池体设计调节池有效容积 V = QT (公式3-1) = 137.58 = 1100 m3调节池水面面积取池子总高度H=5.5m,其中超高0.5m,有效水深h=5m，则池面积为 A = V/h (公式3-2) = 1100/5 = 220 m2调节池的尺寸池长取L = 22m ,池宽取B = 1