不同功能曝气生物滤池的设计要点_王舜和

给水排水Vol.34No.11200847不同功能曝气生物滤池的设计要点王舜和郭淑琴(天津市市政工程设计研究院,天津300051)摘要曝气生物滤池工艺是近年来国内外的研究热点,具有处理效果好,占用土地少,对环境影响小,造价和运行费用较低等优点,但由于其正处于探索、发展阶段,部分设计参数还没有统一的标准,在查阅国内外工程总结的基础上,阐述了滤速和负荷的作用、后置反硝化和前置反硝化工艺的特点,归纳了不同功能曝气生物滤池的设计要点。关键词曝气生物滤池滤速负荷前置反硝化后置反硝化1曝气生物滤池的发展及其分类曝气生物滤池(BAF)是20世纪80年代末在欧美发展起来的一种新型污水处理技术,凭借良好的工作性能在污水处理领域受到了广泛重视。在国外,BAF的建设已初具规模,而观其国内的发展正方兴未艾。根据使用滤料的不同,BAF主要有两种形式:滤料密度大于水的BIOFOR滤池和滤料密度小于水的BIOSTYR滤池,本文主要介绍分析BIOFOR滤池的工作性能。BIOFOR滤池的基本构造主要包含:①密度大于1的生物滤料层,用于承载活性污泥;②用于布水布气的专用滤头;③防堵塞专用单孔膜空气扩散器及曝气系统;④反冲洗系统,维持滤池的正常运转。根据使用范围的不同,BAF可以分别应用于深度处理和二级处理。而根据处理目的的不同,又可划分为除碳池(C池)、硝化池(N池)和反硝化池(DN池)。由于城镇污水处理标准的提高,工艺出水多要求达到一级标准,因此需要设置反硝化池。通常可选择前置反硝化(DN池位于N池之前)或后置反硝化工艺(DN池位于N池之后),由于工艺机理不同,两者的设计方法有较大差异。在进行两种工艺的对比之前,首先介绍一下滤池设计当中的两个重要参数:负荷与滤速的关系。2负荷与滤速2.1设计负荷的选取BAF工艺通常采用容积负荷,计算需要滤料的体积后确定滤池的过滤面积。如前所述,BAF可划分为C池、N池和DN池,因此设计负荷也有三种形式:BOD5负荷、硝化负荷和反硝化负荷。根据《室外排水设计规范》(GB50014—2006),以上三种负荷的取值范围分别为:3～6kgBOD5/(m3·d)、0.3～0.8kgNH3—N/(m3·d)和0.8～4.0kgNO-3—N/(m3·d),由于范围很宽不好把握,这为设计工作带来困难。得利满研究中心1994年发表了一份调查报告[1],报告收集了当时部分BAF的运行情况,其汇总的数据可以作为工程设计的参考。工艺的进水CODCr负荷同出水CODCr浓度成正比,当碳负荷达到10kgCODCr/(m3·d)时,出水CODCr超过100mg/L,因此如果要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B标准,CODCr的处理负荷宜取低值。从资料来看,维持出水CODCr在60mg/L左右时,进水负荷应控制期核算南段路面雨水口数量及设计主管的排水能力,汇水面积含路面面积及道路东侧高于路面且雨水将很快汇入路面的区域面积,总计18hm2。计算采用地面集水时间8min,径流系数0.65,暴雨量2363L/s。故立交桥南段道路全线共布设了双篦雨水口160个,总收水量可达2400L/s(每个双篦雨水口排水量30L/s,雨水口堵塞系数取0.5),大于暴雨量。&通讯处:710068西安市朱雀大街100号电话:(029)88410530E-mail:xianzhengqin@126.com收稿日期:2008-07-10DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2008.11.00548给水排水Vol.34No.112008在4～5kgCODCr/(m3·d),出水CODCr在50mg/L以下时,进水负荷应当小于3kgCODCr/(m3·d)。在正常温度范围里,BAF可以实现很高的硝化效率,硝化负荷达到1.4kgNH3—N/(m3·d)时,硝化效率仍可稳定在80%。但硝化能力同进水中的BOD5浓度成反比,当进水BOD5大于60mg/L时,硝化负荷仅为0.3kgNH3—N/(m3·d),当进水BOD5在20～50mg/L时,硝化负荷小于0.7kgNH3—N/(m3·d),当进水BOD5在20mg/L以下时,硝化负荷才能达到1kgNH3—N/(m3·d)以上。反硝化负荷是在甲醇为外加碳源的条件下测定的,由于甲醇结构简单,容易被反硝化菌吸收利用,因此反硝化负荷可达4kgNO-3—N/(m3·d)以上。以上归纳的数据可以总结为以下三点:①应根据出水要求选择适宜的进水CODCr负荷;②BOD5较高时会抑制硝化反应;③甲醇作为外加碳源时,可以实现很高的反硝化负荷。因此在以负荷为参数进行BAF设计时,应特别注意设计条件,以选取合适的负荷数值。2.2设计滤速的选取在水量一定的情况下,确定了过滤速度也可计算出滤池的过滤面积,但与负荷不同,滤