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水污染控制工程_第八章_生物膜法4—BAF计算_图文

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? *锫顺氐纳杓朴爰扑隳谌莅ǎ郝顺 池体、水力停留时间、水力负荷、*低 、反 冲洗系统等参数。

*锫顺毓ひ丈杓
1.滤池池体的设计与计算 ?滤池池体的设计与计算主要包括滤料体积的确定以
及滤池各部分尺寸的确定。目前比较流行的计算方 法为有机容积负荷计算法,主要采用BOD负荷或NH3N负荷作为计算依据。
?在进行*锫顺氐募扑闶保紫刃杓扑愠雎顺 内滤料的体积,然后再计算其它部分尺寸。
?*锫顺氐挠谢莼汉墒侵该苛⒎矫茁肆厦 天 所 能 接 受 并 降 解 BOD 或 NH3-N 的 量 , 以 kgBOD/m3 滤 料·d或kgNH3-N/m3滤料·d表示。

1.滤池池体的设计与计算

1)滤料的体积可根据容积负荷率Nw按计算:

Q·△S W=
1000Nw

(1-1)

式中: W—滤料的总有效体积,m3;
Q—进入滤池的日*均污水量, m3/d;
△S—进出滤池的BOD5或NH3-N差值,mg/l; Nw—BOD5 或 NH3-N 容 积 负 荷 率 , kgBOD/m3·d
BOD5容积负荷率: 2~5kgBOD/m3滤料·d; NH3-N容积负荷率: 0.5~1.0kgNH3-N/m3·d。

2)
?

*锫顺豔总面积为:

?

A=

(1-2)

?

H

? 式中: A—*锫顺氐淖苊婊琺2;

?

H—滤料层高度,m;

? 一 般 滤 池 中 滤 料 层 高 度 H 为 2.5m ~ 4.5m , 但 这 要根据工程实际情况确定。高度过高则所需鼓

风机的风压较高,能耗较大;高度过低则所需

鼓风机的风压较小,能耗也较低,但滤池总面

积增大。

接上页

?考虑到单座滤池面积过大将会增加反冲洗时的 供水、供气量,同时不利于布水、布气的均匀,
所以在滤池总面积过大时必须分格。根据经验, 单格滤池的截面积a一般应控制≤100m2。所以 在采用n座(n≥2)*锫顺夭⒘保 每座滤池的面积为:

A

a=

(1-3)

n

式中: A—*锫顺氐淖苊婊琺2;

a—单格滤池的截面积,m2;

n—滤池座数,无量纲;

3) *锫顺刈芨叨龋

? *锫顺氐淖芨叨扔Πㄅ渌摇⒊型胁恪 滤料层、清水区、超高等高度。即*锫顺 的总高度为

?

H0 = H+h1+h2+h3+h4

(1-4)

? 式中: H0—*锫顺氐淖芨叨龋琺;

?

H—滤料层高度,m;

?

h1—配水室高度,m;

?

h2—承托层高度,m;

?

h3—清水区高度,m;

?

h4—超高,m;

4)污水流过滤料层高度的停留时间:

a. 空塔停留时间

A·H

t1=

×24

Q

式中:t1—污水流过滤料层高度的空塔停留时间,h; b. 实际停留时间:

A·H t=
Q

×24×е

式中:t—污水流过滤料层的实际停留时间,h;

е —滤料层的空隙率,圆形陶粒滤料е =0.5;

? 对于采用*锫顺卮砩钗鬯蚶嗨扑剩鋞1一般 不小于30min。

5)水力负荷 Q
q= A·24

(1-7)

? 水力负荷一般在2~5m3/m2·h为宜。
? 停留时间及水力负荷一般用来对计算进行 复核。

6)举例
一座日处理20000m3污水的城市污水处理厂,采用曝 气生物滤池进行对BOD的降解,进水BOD5=153mg/l,要求 出水BOD5=20mg/l,计算DC*锫顺氐某叽纭 解: 采用BOD5有机负荷计算法进行计算:
? 取BOD容积负荷率Nw=3kgBOD/m3滤料·d,则所需滤料体积
为:
W=Q·△S/1000Nw=[20000× ( 153-20 ) ]/(1000×3)=886.7 m3
? 取滤料层高度H=4m,则*锫顺刈苊婊
A= W /H= 886.7/4= 221.7 m2

接上页
? 滤池共分成4格,每格面积为:
a= A / n= 221.7/4 =55.43 m2
? 考虑到方型池最节省,所以单格滤池定为方形池,
每格尺寸为7.45m×7.45m。
? 取配水室高度h1=1.2m,承托层高度h2=0.3m,
清水区高度h3=1.0m,超高h4=0.5m,则滤池总高度为: H0=H+h1+h2+h3+h4=4+1.2+0.3+1+0.5=7m
? 污水流过滤料层的实际停留时间:
t=A·H×24×е /Q= 221.7×4×24×0.5/20000=0.532(h)
? 水力负荷:
q= Q/ A·24= 20000/221.7×24=3.76 m3/m2·h

2.供气量的计算与供气系统的设计
(1)微生物需氧量(R) 根据理论研究和实践经验,对于除碳滤池总结出*
生物滤池中微生物的需氧量(R)可用下式计算出: R=0.82×(△BOD/BOD)+0.32×(X0/BOD) (1-8)
式中:R—单位质量的BOD所需的氧量,无量纲(kg/kg) △BOD—滤池单位时间内去除的BOD量,kg; BOD—滤池单位时间内进入的BOD量,kg; X0—滤池单位时间内进入的悬浮物的量,kg;

(2)供气量(Gs)

? 根据(1-8)公式计算出的*锫顺厥导市柩趿縍后, 还需换算成实际所需的空气量G,G与*爸煤吐顺氐 总体氧的利用率E有关,按下式计算:

Gs= R/0.3 E

(1-9)

根据(1-9)式计算出的空气量即为*锫顺毓┢

统所需的供气量。

? 在*锫顺氐脑诵泄讨校*唤鎏峁┪⑸锼 需的溶解氧,还起到了对滤料层的紊动,促进微生物膜 的脱落和更新,防止滤料堵塞,有利于污水中有机物和 微生物代谢产物的扩散传递。同时对于上向流生物滤池 来说,由于空气的携带作用,使进水中的SS被带入滤床 深处,对SS的截留起到了生物过滤作用。

*锫顺氐钠*嘈臀姆缙*姆缙 气系统由鼓风机、空气扩散装置(*鳎┖鸵幌 列连通的管道组成。
① 空气扩散装置的选定和设计
对于*锫顺乩此担捎谄涮厥獾某匦谓 构而导致空气扩散装置常用穿孔管*蜃ㄓ闷* 器。空气扩散装置必须根据计算出的总供气量和每 个空气扩散装置的通气量、服务面积、安装位置处 的*面形状等数据,经过计算确定空气扩散装置的 数目,并对其进行布置。

(3)供气系统的设计

② 鼓风机风压的计算

? 空气管道系统指从鼓风机的出口到空气扩散装置的空气管道。 空气管道的压力损失(h)为空气管道的沿程损失(h1)与空 气管道的局部阻力损失(h2)之和,此三者的单位为Pa

h= h1+ h2 ? 鼓风机所需压力(H)为:

(1-10)

?

H= h1+ h2+ h3+ h4

(1-11)

? 式中: h1、h2意义同前,Pa;

?

h3—空气扩散装置安装深度,计算时单位换算成Pa;

?

h4—空气扩散装置的阻力,Pa;

?

2.供气量的计算与供气系统的设计
③ 鼓风机的选定与鼓风机房的设计
鼓风*低秤霉姆缁┯ρ顾蹩掌S玫挠新薮墓姆 机和离心式鼓风机两种。罗茨鼓风机的气量小但噪音大,一般 用于中、小型的污水处理及工业废水处理较多。离心式鼓风机 的特点是气量大、噪音小、效率高、空气量容易控制,只要调 节出气管上的控制阀门即可,适用于大、中型的污水处理厂。 现在在一些大、中型的污水处理厂常采用带变频器的变速率离 心式鼓风机,可根据出水混合液中溶解氧的浓度自动调整风机 启动台数和转速,节省能耗。在进行鼓风机房的设计时,应采 取防止噪声的措施,使其符合《工业企业厂界噪声标准》和 《城市区域环境噪声标准》。

3.配水系统的设计
?*锫顺氐呐渌低骋话悴捎眯∽枇ε渌 系统,并根据反冲洗形式以采用滤头、格栅式、 *板孔式较多。这一部分的设计可参照《给水 排水设计手册》第三册中有关过滤章节。

4.反冲洗系统的设计
?*锫顺赜胍话懵顺氐姆闯逑捶绞酱笾孪嗤 主要采用气—水联合反冲洗。
? *锫顺亟械目帕N镏驶蚪禾逦镏室约霸 行过程中脱落的生物膜被截留在滤料间的孔隙中, 在一定情况下,这些物质起到了生物截留作用。但 随着处理过程的持续进行,填料的孔隙度减小,一 方面加大了滤池的水头损失,另一方面加大了对水 流的剪切应力。在达到或接*滤池的设计流量时, 当总的水头损失接*通过*锫顺厮匦氲乃 头损失或出现截留物质穿透滤层时,*锫顺 应停止运行并进行反冲洗。

? 反冲洗是保证*锫顺卣T诵械墓丶
其目的是在较短的反冲洗时间内,使滤料得到适 当的清洗,恢复其截污功能,但也不能对滤料进 行过分冲刷,以免冲洗掉滤池正常运行必要的生 物膜。反冲洗的质量对出水水质、运行周期、运 行状况的影响很大。采用气—水联合反冲洗的顺 序通常为:先单独用气反冲洗,再气—水联合反 冲洗,最后用清水反冲洗。整个反冲洗过程由计 算机程序控制,通过计算机自动开启或关闭进出 水管和空气管道上的自动阀门。

? *锫顺氐姆闯逑粗芷谟Ω菔导试诵芯榛 在线仪表检测的数据由计算机自动进行。滤池通常 运行24~48hr反冲洗一次,滤池截面上的反冲洗水 速为15~25m/h,气速为60~80m/h,冲洗后的排水 中SS的浓度为800~1200mg/l。对于*锫顺兀 控制好气—水反冲洗强度显得尤为重要,过低达不 到反冲洗的目的,过高会使微生物膜过分冲刷而导 致脱落,造成填料层内微生物量的减少,以至影响 处理效果,并增加不必要的反冲洗耗水量、耗电量。

5.*锫顺匚勰嗖康募扑
? 在污水生物处理过程中,污泥产量表示去除 单位重量的TBOD所产生的TSS量。污泥产量与 进水TSS/TBOD比值有密切关系。进水TSS/TBOD 比值越大,污泥产量也就越多。

? 污泥产量可按下式计算: (0.6×△SBOD+0.8X0)
Y=
△TBOD

(1-13)

式中: Y—污泥产量,kgTSS/kg△TBOD;
△SBOD—滤池进出水中可溶性BOD浓度之差, mg/l;
△TBOD—滤池进出水中总的BOD浓度之差, mg/l;
X0—滤池进水中悬浮物浓度,mg/l。

? 从式(1-13)可以看出,在*锫顺刂校 水中被去除的悬浮物有一些不能被降解。有一种观 点认为:在*锫顺刂校∥锿A舻氖奔浣 短,它们被过滤后只是暂时被停留在滤料层中,不 象在活性污泥系统中与活性生物充分混合,而且一 些被截留的悬浮物充满了滤料的小孔以及滤料之间 的空隙,阻止了氧的传递和水的流动,也限制了悬 浮物的降解。

? *锫顺氐牟嗔砍税凑帐剑1-13)计算 外,也可以参照下表进行估算。
*锫顺夭嗔

BOD污泥负荷 (kg/m.d3)

1.0 1.5 2 2.5 3 3.6 3.9

? 从污上泥表产量中(k可g/k以g)看出0,.18由0于.37曝0气.45生0物.52滤0池.58中的0.7污0泥.75 浓度可达10g/l以上,因此其BOD负荷可比其它传

统工艺高3~5倍,滤料上的微生物膜上除生长着

真菌、丝状菌和菌胶团外,还有多种捕食细菌的

原生动物和后生动物,形成了稳定的食物链,因

而产泥量较少。




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