❶ 曝气生物滤池设置工艺布气,反冲洗供气两套布气系统的原因是什么
保证正常运行时曝气所需。根据查询曝气漏拦生物滤池参数得知,曝气生物滤池内设置布气系统和反冲洗系统主要有两个目的:一是保证正常运行时曝气所需,二是保证进行气水反冲洗时布气所需。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氏腔,污水处歼搜衫理的最大规模达几十万吨每天,并且此种工艺发展为可以脱氮除磷。
❷ 曝气生物滤池特点与工艺流程
曝气生物滤池(biologicalaeratedfilter)与普通活性污泥法相比,具有有机负荷高、占地面积小(是普通活性污泥法的1/3)、投资少(节约30%)、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点,但它对进水SS要求较严(一般要求SS≤100mg/L,最好SS≤60mg/L),因此配镇穗对进水需要进行预处理。同时,它的反冲洗水量、水头损失都较大。
世界上首座曝气生物滤池于1981年在法国投产,随后在欧洲各国得到广泛应用。美国和加拿大等美洲国家在20世纪80年代末引进此工艺,日本、韩国和中国台湾也先后引进了此项技术。目前世界上较大的环保公司如法国得利满公司、德国菲力普穆勒公司、法国VEOLIA公司均把它作为拳头产品在全世界推广。在中国内地,曝气生物滤池正处于推广阶段。大连市马栏河污水处理厂是我国第一个采用曝气生物滤池工艺的城市污水处理厂(由东北市政院设计),广东新会东郊污水处理厂采用了水解——曝气生物滤池污水处理工艺(由中冶马院设计)。另外,我国一部分工业废水的处理也采用了此项技术。国内许多科研设计单位对曝气生物滤池也进行了试验研究。随着曝气生物滤池在世界范围内不断推广和普及,很多学者在其结构形式、功能、启动和滤料等方面进行了详细的研究,取得了很多成果。
几十年来,在污水处理领域,活性污泥法无疑是一种被广泛使用并有良好效果的污水生物处理技术。但是随着社会的不断进步,城市规模扩大以及人类对居住环境的日益重视,活性污泥法的不足越来越突出地显现在人们的眼前。
·占地巨大:人口的不断膨胀使城市变得拥挤,许多城市土地稀缺,而采用活性污泥法的污水处理厂动辄几公顷,甚至几十公顷的占地无疑成为一种制约。
·环境恶劣:巨大的污水处理构筑物大面积暴露在大气之中,极易产生臭气污染,周围居民无法忍受。因此,越来越多的居民拒绝与污水处理厂为邻。
·性能不稳定:由于是一种悬浮状态的微生物胶团,活性污泥的浓度通常在6000毫克/升以下,外界环境(温度,污染物浓度等)极易对处理效果产生影响,甚至造成污泥膨胀,使处理水质恶化。
上世纪八十年代,一种针对以上问培卜题研发出来的新的污水处理技术首先在法国得以运用,这就是“淹没式旅运固定生物膜曝气滤池”。法国OTV公司在淹没式固定生物膜曝气滤池领域拥有近20年的工程设计、建设和运行经验,并且在世界各地建设了100多座类似工艺的污水处理厂,其中一种工艺便是BIOSTYR(r)生物滤池。
BIOSTYR(r)则是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理,也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理,并且能够达到很高的排放水质标准。
基本结构:
BIOSTYR(r)工艺是一种淹没式上向流生物滤池,其滤料为比重小1的球形颗粒并漂浮在水中,我们称之为BIOSTYRENETM。
每个生物滤池单元包括:
·进水管和位于滤池底部的配水渠(同时可用于反冲洗水的排除);
·两条空气第(管孔管),一条用于工艺曝气,一条用于气反冲洗;在硝化/反硝化反应时用两条管道,在单一硝化反应时曝气和反冲洗为同一条管道;
·3~3.5米的滤料层,滤料表面附着大量的微生物;
·滤池顶部有混凝土滤板,防止滤料的流失;
·滤板上安装有滤头,用于滤池出水。
工艺原理:
根据曝气管道位置的不同设置可以控制硝化反应和反硝化反应的程度,也可以单独进行硝化反应或反硝化反应。
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❸ 曝气生物滤池的工艺原理
BIOSTYR工艺
BIOSTYR是法国OTV公司的注册水处理工艺技术,由于采用新型轻质悬浮填料--BIOSTYRENE(主要成分是聚苯乙烯,且比重小于1g/cm3)而得名。下面以去除BOD、SS并具有硝化脱氮功能的反应器为例说明其工艺结构与基本原理。
BIOSTYR工艺是一种上流生物滤池,是一种运行可靠、自动化程度高、出水水质好、抗冲击能力强和节约能耗的新一代污水处理革新工艺,工艺成熟高效。
污水通过滤料层,水体含有的污染物被滤料层截留,并被滤料上附着的生物降解转化,同时,溶解状态的有机物和特定物质也被去除,所产生的污泥保留在过滤层中,而只让净化的水通过,这样可在一个密闭反应器中达到完全的生物处理而不需在下游设置二沉池进行污泥沉降。
滤池底部设有进水和排泥管,中上部是填料层,厚度一般为2.5~3.5m,为防止滤料流失,滤床上方设置装有滤头的混凝土挡板,滤头可从板面拆下,不用排空滤床,方便维修。挡板上部空间用作反冲洗水的储水区,其高度根据反冲洗水头而定。
该区内设有回流泵用于将滤池出水泵至配水廊道,继而回流到滤池底部实现反硝化,在不需要反硝化的工艺中没有该回流系统。填料层底部与滤池底部的空间留作反冲洗再生时填料膨胀之用。
滤池供气系统分两套管路,置于填料层内的工艺空气管用于工艺曝气(主要由曝气风机提供增氧曝气),并将填料层分为上下两个区:上部为好氧区,下部为缺氧区。根据不同的原水水质、处理目的和要求,填料层的高度不同,好氧区、厌氧区所占比例也相应变化;滤池底部的空气管路是反冲洗空气管。
该工艺具有如下特点:
上流滤池,底部渠道进配水,顶部出水;
滤料比重小于1;
穿孔管曝气,节省设备投资和维护费;
滤头在滤池的顶部,与处理后水接触,易于维护;
重力反冲洗,无须反冲洗水泵;
工艺空气和反冲洗用气共用鼓风机;
曝气管可布置在滤层中部或底部,在同一池中可完成硝化、反硝化功能;
Biofor工艺
Biofor(生物过滤氧化反应池)是得利满水务继滴滤池、Biodrof干式过滤系统之后的专为污水处理厂设计的第三代生物膜反应池。
与其它类型的生物过滤工艺相比,Biofor主要具有下列特性:
①向上流生物过滤
进水自滤池底部流向顶部,上流过滤在滤池的整个高度上持续提供正压条件,与下向流过滤相比提供了许多优势。
②使用特制的过滤及生物膜支持煤介:Biolite生物滤料
确保获得较高的生物膜浓度和较大的截留能力,并加长了运行周期。
③高性能曝气
Biofor采用了特制的曝气头:它不仅能高效的供氧,而且节约能源、使用安全、易于操作和维护。
④流体完全均匀的分布
空气和水流为同向流。Biofor生物滤池的滤板配有25UB33e滤头,该滤头的防阻塞设计通过均匀的配水使过滤效果优化。
BIOSMEDI工艺
上海市政院邹伟国等开发了一种名为BIOSMEDI的曝气生物滤池,它采用脉冲反冲洗、气水同向流的形式,可用于微污染源水预处理或污水深度处理。
BIOSMEDI生物滤池是上海市政工程设计研究院针对微污染原水开发的一种新型生物滤池,该滤池以轻质颗粒滤料为过滤介质,滤料比重较小,一般约在0.1左右,粒径的大小为4~5mm左右,比重及粒径的大小可根据实际需要选择确定,这种滤料具有来源广泛、滤料比表面积大、表面适宜微生物生长、价格便宜(300~500元/立方米)、化学稳定性好等一系列优点。
BIOSMEDI生物滤池原理:
滤池上部采用钢筋混凝土板(板上采用倒滤头出气和水)抵制滤料的浮力及运行的阻力。在滤层下部,用混凝土板或钢板分隔在滤层下部形成气囊,在反冲洗时下部形成空气室。
原水从进水阀进入气室,通过中空管进入滤层,在滤料阻力的作用下使滤池进水均匀,空气布气管安装在滤层下部,空气通过穿孔布气管进行布气,经过滤层去除水中的有机物、氨氮后,出水经倒滤头进入上部清水区域排出。
滤池反冲洗采用脉冲冲洗的方法,首先关闭进水阀及曝气管,打开滤池下部的反冲洗气管,在滤层下部形成一段气垫层,当气垫层达到一定高度后,此时瞬时把气垫层中的空气通过阀门或虹吸的方法迅速排空,此时滤层中从上到下冲洗的水流量瞬时忽然加大,导致滤料层忽然向下膨胀,脉冲几次后,可以把附着在滤料上的悬浮物质脱落,再打开排泥阀,利用生物滤池的出水进行水漂洗,可有效地达到清洁滤料的目的。
具有以下优点:
①、较小的滤层阻力;采用气水同向流,避免了气水逆向流时水流速度和气流速度的相对抵消而造成能量的浪费,另外,滤料粒径较均匀,大大增加滤层的孔隙率,减少滤池运行时的水头损失。
②、价格低、性能优的滤料;滤料具有来源广泛、滤料比表面积大、表面适宜微生物生长、价格便宜(一般价格低于500元/立方米)、化学稳定性好;滤料比表面积大,有利于氧气的传质,大大提高了充氧效率,布气可采用穿孔管布气即可,节省工程投资。
③、独特的脉冲反冲洗形式;传统的水反冲、气水反冲均难以奏效,该滤池采用独特的脉冲反冲洗方式,不需要专门的反冲洗水泵及鼓风机,是一种高效、低能耗的反冲洗形式。
❹ 曝气的曝气生物滤池
曝气生物滤池与普通的污水处理技术相比具有一定的优越性和突出的特点:① 由于陶粒属于多孔颗粒填料,从而具有较大的表面积,容易被微生物附着,与其他形式的载体相比提高了参与生物降解微生物的量;②运行中的生物陶粒滤池,由于空气由下而上的对微生物供养,蚂脊芹因此,布气效果好且转移氧的效率高;③ 由于生物膜与水接触面积大,从而提高了处理效率闷毕;④ 生物陶粒滤池的污泥龄长,产泥量较其它生物接触氧化工艺少,且污泥含水率低、沉降性能好;⑤ 生物陶粒滤池在生物絮凝和降解等过程中兼有过滤的作用,从而减少了氧化工艺并具有更好的效果:⑥ 生物陶粒滤池具有较高的生物活性,由于按水流方向分层分布填料床,因此,运行稳定性好且耐低温和冲击野饥负荷。⑦ 曝气生物滤池成本低廉,曝气生物滤池成本低廉,且其利用氧化分解技术,能省略二次沉降过程,节省建造成本。⑧ 微生物浓度更高,曝气生物滤池的滤料是颗粒形状的填料,这为微生物的生存与生长提供了一个良好的环境,提高微生物的浓度,有利于处理器和挂膜的正常和稳定运行 。
❺ 曝气生物滤池处理工业综合废水提标改造技术研究
针对曝气生物滤池工艺不具备脱氮除磷功能,特别是在处理工业综合废水时出水不能稳定达标排放的问题,提出了“化学除磷+气浮除油+水孙局解酸化+前置反硝化曝气生物滤池”的全流程处理工艺,并通过中试研究对处理流程以及各个处理单元运行参数进行了优化,在水解酸化2.0h,投加混凝剂硫化铁量为40.0mg/L,气浮溶气压力3.5kg/cm2,AO池125%回流比,水力停留时间为20.0min的条件下,其出水达到国家一级A排放标准的要求。并对升级改造的建设和运行费用进行了核算,为同类污水处理厂的升级改造工程提供理论依据和数据支持。
1前言
辽河流域的浑河中部城市群是辽宁乃至东北老工业区振兴的核心区域,随着工业化并模进程的高速发展,流域内工业园区正在蓬勃兴起,随之产生了大量工业综合废水。该类废水经园区内处理后,仍含有大量极难降解的有机污染物,水质可生化性极差,给所汇入的城镇污水处理厂带来较大的处理难度并造成干扰,直接导致出水不达标的问题[1~3]。与此同时,流域水环境质量改善的需求对污水处理厂出水提出了更加严格的要求,根据辽宁省环保局与辽宁省质量技术监督局联合颁布的《辽宁省污水综合排放标准》的要求,市级以上污水处理厂出水COD(chemicaloxygendemand)、NH3-N(氨氮)和TN(总氮)的浓度要达到国家一级A排放标准,故污水厂目前亟需结合现有处理工艺进行升级改造研究,实现工业综合废水的达标排放[4~8]。
曝气生物滤池工艺由于其占地面积小、处理效果好等特点,在辽河流域内的污水处理厂尚占有一定的比例,出水基本达到二级排放标准,但随着难降解工业综合废水的汇入,导致滤池板结堵塞、生物膜脱落等现象的产生。针对工业综合废水存在的问题和曝气生物滤池的特点,进行了水解酸化和气浮除油的预处理研究,以及化学除磷和前置反硝化深度脱氮研究,使其出水达到一级A排放标准,为该类污水厂的升级改造提供理论依据和数据支持[9~13]。
2试验装置与试验方法
2.1试验水质
该研究选取沈阳市铁西区某污水处理厂,该污水厂日处理水量40万t,其中60%以上的进水为工业综合废水。如表1所示,从污水处理厂的进水水质指标来看,其有机污染物和固体悬浮物(SS)浓度都比较高,经过水厂现有的两级曝气生物滤池工艺处理,出水基本上能够达到国家二级排放标准,但对比一级A标准,一方面需要进一步去除水中的COD、SS和NH3-N;另一方面还需要增加脱氮除磷的功能。
2.2试验装置
针对工业综合废水的特性以及污水处理厂现有工艺特点,设计了深度处理的全流程工艺,中试装置主要包括混凝池、气浮池、水解沉淀池和前置反硝化曝气生物滤池4个处理单元。
如图1所示,其中絮凝池柱高1.6m,直径0.6m,原水和混凝剂溶液均从距底部1.2m处注入,内设JJ-1大功率电动搅拌器,使原水和混凝剂充分混合,以去除原水中的SS和TP;溶药池采用相同设计参数,同样使用搅拌器使固体混凝剂充分溶解为液状,并由蠕动泵注入絮凝池;气浮池接触室高2.2m,直径0.12m,分离室高2.4m,直径0.32m,加入混凝剂的原水使用DP-130高压隔膜泵、与空气充分混合的回流液使用尼克尼20FPD04Z气液混合泵从接触室底部共同注入,经分离室将其中的泡沫残渣去除,并从顶部平台排出;水解沉淀池柱高4.5m,直径0.5m,盛装厌氧污泥,污水从底部注入,经污泥层去除部分SS和COD;前置反硝化曝气生物滤池使用柱高4.3m,直径0.5m的有机玻璃滤柱填装火山岩滤料,滤柱中的火山岩滤料粒径分别为6~8mm、4~6mm和3~5mm,其中承托层高0.3m,滤料高4.0m,水面超高1.0m,设计三级生物滤柱分别为反硝化DN池、氧化硝化CN池和硝化N池,即分别进行反硝化、氧化和硝化反应,对污水中的TN、COD和NH3-N进行生化去除,CN池和N池使用空压机进行曝气,三级滤柱均采用向上流方式,使用高压隔膜泵从底部注水。中试装置日处理水量2t。
2.3水质分析方法
TN的测试采用过硫酸钾氧化法,NH3-N的测试采用纳氏试剂比色法,硝酸盐氮的测试采用麝香草酚分光光度法,亚硝酸盐氮的测试采用N(-1-奈基)-乙二胺分光光度法,COD的测试采用重铬酸钾法,DO(溶解氧)的测试使用溶解氧快速测定仪[14]。
3试验结则蔽让果与分析
3.1运行参数优化
3.1.1水解酸化预处理
水解酸化单元的作用是在进一步去除水中COD和SS浓度的同时,提高水质的可生化性[15~17],其主要控制参数为HRT(水力停留时间)。现通过对进出水COD、SS浓度以及BOD/COD的检测与分析优化HRT。
如图2所示,当HRT在2.0h以下时,COD的去除率不足30.0%,由于时间较短,这部分去除的主要是水中悬浮状COD。而随着HRT的逐渐提高,水中难降解有机污染物在水解和发酵细菌的作用下,转化为单糖、氨基酸、脂肪酸等小分子、易降解的有机物[18~20],COD的去除率也不断升高,达到50%以上。随着出水COD浓度的不断下降,出水BOD的浓度也随之下降,但由于工业废水中的难降解有机物浓度所在比例较高,出水COD浓度下降的速率要高于出水BOD浓度下降的速率,出水BOD/COD的比值也随之升高。如图3所示,进水BOD/COD的值基本在0.3~0.4,当HRT大于2.0h时,出水BOD/COD的值升至0.4以上。而当HRT大于4.0h时,水中的难降解有机物已完成水解,出水COD的去除率变化不大,BOD/COD的值也开始回落。所以,当HRT介于2.0~4.0h时,出水BOD/COD的值保持在0.4以上,属于较易进行生化处理的范围,有助于后续生物滤池的进一步处理。考虑到在流量不变的条件下,构筑物的体积会随着HRT的升高而增大,故确定水解酸化的HRT为2.0h。
此外,水解池对原水中的SS也有较强的去除能力。由于工业综合废水中含有较多的粘渣和悬浮物,虽然通过混凝气浮工艺可以去除50.0%,但出水的SS浓度仍在60.0mg/L,如果这些SS直接进入滤池,将会增加滤池的反冲洗次数。经过水解池厌氧污泥层对水中颗粒物质和胶体物质的截留和吸附作用,出水的SS得到进一步的去除,其浓度基本保持在40.0mg/L以下,去除率在44.0%以上。由于水解池对SS的去除主要是通过截留和吸附作用,故过长的HRT对SS的去除并无明显的效果,所以对于占地面积有限的污水处理厂,水解池在升级改造过程中完全可以取代初沉池,起到初级去除原水中的SS和COD的作用。
3.1.2强化化学除磷
试验选用Al(2SO4)3、聚合氯化铝(PAC)、FeCl3和聚合硫酸铁(PFS)四种常用的混凝剂,通过对原水以及出水中TP浓度的考察,确定使用PFS为强化化学除磷试验的混凝剂,并对其投药量和搅拌时间两个参数进行优化[21~24]。
如图4所示,随着混凝剂PFS投加量的增加,水中TP的浓度不断减少。当投药量达到30.0mg/L时,水中TP的浓度已低于0.5mg/L,去除率达到75.0%以上。根据铁盐除磷的化学方程式可知,每去除1mg的P,需要1.8mg的Fe。原水中TP的浓度在1mg/L至4mg/L,若使出水TP浓度小于0.5mg/L,最多需要12.0mg/L的硫酸铁,以至少40.0%有效成分计算,需要30.0mg/L。考虑水解等因素,最终选定投药量为40.0mg/L,此时的出水TP浓度为0.3mg/L。可以保证出水水质符合一级A排放标准的要求。
确定PFS的投药量后,对搅拌时间进行了优化。在投药量40.0mg/L条件下,改变搅拌时间,测定出水TP浓度。搅拌时间及进出水TP浓度和去除率如图5所示,随着搅拌时间的增长,水中TP的浓度不断减少。时间从5.0min增加到15.0min,水中TP的去除率提高了5.1%,而从15.0min增加到30.0min,去除率仅提高了2.0%,故过长的搅拌时间对TP的去除并无显著的效果,反而会增加额外的能源消耗和构筑物的建筑体积。由于出水TP浓度均小于国家一级A标准要求的0.5mg/L,故从运行成本上考虑,确定最佳搅拌时间为15min。
3.1.3高效气浮除油
原水与混凝剂PFS混合后进入气浮池,目的是将水中造成滤池堵塞的油污以及混凝产生的泡沫残渣去除。气浮池采用加压溶气气浮方式,主要有溶气压力和回流比两个控制参数,通过对进出水含油量的检测分析,优化气浮单元的运行参数[25,26]。溶气压力对油类去除的影响如图6所示,出水含油量随溶气压力的变化趋势可分为三个阶段。
当压力小于2kg/cm2时,气浮形成的气泡粒径还较大,对水中絮状颗粒的去除能力有限。在压力增加到3.5kg/cm2的过程中,随着气泡粒径的减小,气浮的去除能力也有了显著的提高。但此后即便形成气泡的粒径不断减小,出水含油量却不再降低,这说明并非气泡粒径越小气浮效果越好,而是当气泡粒径和水中杂质粒径越接近时效果越好。一般的,气浮工艺的微气泡平均粒径在40.0μm左右,从试验中可以看出,当溶气压力为3.5kg/cm2时就可以取得较好的去除效果,此时出水含油量为2.73mg/L,去除率为84.6%,而过高的溶气压力只会增加动力的输出和电能的消耗。
回流比对含油量的去除影响如图7所示,气浮的去除效果受回流比的影响较大。当回流比低于30%时,由于形成的气泡较少,对水中油类的去除能力较差。当回流比增大到30.0%~50.0%时,气浮的去除效果达到最佳。而当回流比增大到50.0%以上时,去除率却出现下降,经分析认为这是由于水中空气比例过高,微气泡聚合成粒径较大的气泡,导致气浮效果变差。故确定气浮除油的回流比为50.0%,此时出水含油量为3.12mg/L,去除率为82.9%。
3.1.4A/O深度脱氮
脱氮单元采用前置反硝化曝气生物滤池。其控制参数主要有回流比、HRT和曝气量,通过对出水COD、TN、NH3-N和DO的检测,对各个参数进行优化。
回流比是前置反硝化脱氮工艺中最为重要的控制参数,它直接影响水中TN的去除效果。根据中试设计中的BOD负荷和硝化负荷计算以及COD负荷校核,在单池HRT为45.0min,气水比为5∶1的条件下,出水可稳定实现一级A达标排放,首先在50%~250%的范围内对参数回流比进行考察。如图8所示,当回流比从50%增加到150%时,出水TN的浓度在不断下降,TN的去除率也不断提高。这是由于在回流比较低时,水中作为电子受体的硝酸盐不足,影响了反硝化的速率,而随着回流比的升高,有足够的硝酸盐作为电子受体,并利用水中的有机物作为电子供体,在无需外加碳源的条件下,完成反硝化和深度脱氮的目的。但回流比从150%继续升高时,出水TN的浓度却不再继续降低,增加到200%时TN的去除率已呈下降趋势。一方面,随着硝酸盐浓度的不断升高,造成水中的碳源不足进而影响反硝化的进行;另一方面,随着回流比的增加,进入DN池的溶解氧也在增加,而溶解氧可作为电子受体,竞争性的阻碍硝酸盐的还原,同时还将抑制硝酸盐还原酶的形成。由于回流比和HRT越高所需反应池构筑物容积越大,从水厂实际升级改造工程考虑,对100%、125%、150%和175%四个回流比以及各个回流比下出水TN随HRT的变化进行进一步研究。
增加,出水TN的浓度也随之降低,微生物对基质的去除率也越高。但一般的,当HRT增加到20.0min以上时,出水TN浓度的下降趋势以及去除率的增加都变得平缓,而且所需的构筑物体积也在不断增加。为了确保出水TN浓度达到一级A排放标准要求15.0mg/L以下时,选择回流比为125%,HRT为20.0min的参数条件,此时出水TN浓度为12.74mg/L,去除率为67.0%。
溶解氧是维持好氧微生物生长代谢的重要因素,对于曝气生物滤池来说,水中溶解氧的供给,即空压机的曝气量也是主要的能源消耗所在,过低的曝气量将降低微生物的新陈代谢能力;而过高的曝气量一方面会造成经济的浪费,一方面又会导致微生物的活性过度增强,在营养供给不足的情况下,导致生物膜发生自身的氧化分解。试验通过对CN池进水COD浓度以及去除率的监测,对曝气量进行参数优化。如图10所示,随着曝气量的增加,出水COD的浓度随之不断下降,去除率也在不断提高。但在曝气量增加到0.8m3/h时,两项指标的变化都不大,这说明过多的曝气量和溶解氧对于COD的去除已无太大作用,只会增加动力费用。故确定CN池的曝气量为0.8m3/h,此时出水DO浓度在2.5mg/L左右,气水比为4∶1。CN池的出水已有较高的DO浓度,如图11所示,在进入N池后,在较低曝气量的条件下,对水中的NH3-N便有较高的去除率。同出水COD浓度的变化率相似,出水NH3-N浓度也随着曝气量提高而不断降低,为了达到一级A排放标准,确定N池的曝气量为0.6m3/h,此时出水DO浓度在3.0mg/L左右,气水比为3∶1。
3.2技术经济分析
该污水处理厂目前拥有日处理水量4×105t的两级曝气生物滤池一套,单池HRT为45.0min,两级滤池气水比分别为3∶1和4∶1。根据中试研究结果,如采用前置反硝化曝气生物滤池工艺,需要增加125%的回流液,但由于HRT减少至20.0min,根据计算同样可以利用现有两级滤池分别作为CN池和N池,并有少量的富余,只需增加一套前置DN池,以及回流管道,同时还需对水泵和曝气风机设备进行更换,如图12所示。如采用后置反硝化曝气生物滤池工艺,可将现有两级滤池分别作为CN池和N池,另外还需修建一套DN池,以及甲醇投加和储备间,同时要对曝气风机设备进行更换,如图13所示,虚线部分为新建构筑物。
根据中华人民共和国住房和城乡建设部颁布的《全国市政工程投资估算指标》以及辽宁省建筑、安装、市政工程预算定额、费用定额和近年来的同类工程预、决算资料分别对两种工艺流程升级改造的建设成本和运行费用进行估算,如表2所示。
经过经济费用估算,前置反硝化工艺较后置反硝化工艺,在投资总费用方面,由于构筑物建设和设备购置原因要高出1330.12万元;而在年运行费用方面,由于无需外加碳源则要低1915.01万元。即在升级改造完成后第2年,两工艺的建设和运行总费用将会基本持平,此后前置反硝化工艺较之后置反硝化工艺每年将节省大量的运行成本,故从长远考虑,推荐采用前置反硝化作为水厂的深度脱氮工艺。
通过工业综合废水深度处理全流程工艺的中试研究,结合该污水处理厂现有工艺情况,制定了升级改造的工艺路线,如图14所示。
4结语
1)由于工业综合废水具有高油高粘渣、可生化性差又极难降解的问题,在对其进行处理时需要增加必要的预处理工艺。通过中试研究表明,高效气浮除油工艺可以有效去除废水中的油污、粘渣等杂质;水解酸化工艺一方面能够有效提高水质的可生化性,同时还能有效去除水中的SS,具有良好的预处理效果。在气浮溶气压力3.5kg/cm2、回流比50%、水解酸化HRT2.0h条件下,能够去除原水中40%的有机污染物,并将原水的BOD/COD提高至0.4以上。
2)通过对比试验研究和技术经济分析,前置反硝化深度脱氮工艺对于以曝气生物滤池为主体的污水厂升级改造具有更广泛的应用前景,在节省大量运行成本的前提下,充分利用原水中的碳源,实现污水的深度脱氮。在回流比为125%,HRT为20.0min的条件下,出水TN和NH3-N浓度均稳定达到一级A排放标准。
3)通过中试研究,研发了针对工业综合废水的“化学除磷+气浮除油+水解酸化+前置反硝化曝气生物滤池”的深度处理全流程工艺。长期运行数据表明,该工艺对于难降解、波动幅度大的工业废水,具有较好的抗冲击能力和处理效果,出水能够稳定达到国家一级A排放标准。
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❻ 过滤水的过滤池如何修建
一、滤料滤池合理选用设计参数 了解掌握了上述V型滤池的工作原理后,要想所设计的V型滤池能充分发挥其优越性。就必须严格保证其工艺要求的结构尺寸。因此,合理选用设计参数来进行滤池的工艺设计是至关重要的。近十年来由我们设计的多座V型滤池,建成投产后的实际运行效果普遍较好。这证明我们所选用的设计参数是理想的,简介如下: 1、主要设计参数的采用 滤料:石英砂,最好是选择石英砂。粒径0.95~1.35mm;允许扩大到0.7~2.0mm,不均匀系数K80=1.0~1.3;滤层厚度1.2~1.5m。 滤速:7~15m/h。沙上水深1.2~1.3m。 反冲洗强度:压缩空气15~161/m2.s;水反冲4~51/m2.s;水表面扫洗1.5~1.8/m2.s。x0dx0a x0dx0a 滤头:采用QS型长柄滤头,滤头长28.5cm;滤帽上有缝隙36条;滤柄上部有φ2mm气孔,下部有长65mm、宽1mm条缝;材质为ABS工程塑料。滤头均匀分布在滤板上,每平方米布置48~56个。 x0dx0a x0dx0a 滤板、滤梁均为钢筋砼预制件。滤板制成矩形或正方形,但边长最好不要超过1.2m。滤梁的宽度为10cm,高度和长度根据实际情况决定。 2、滤池结构尺寸及标高确定 x0dx0a x0dx0a 根据流体的流动特性,为了保证反冲洗时滤池平面气、水分配的均匀,滤池平面尺寸的长宽比稍大一些为好。一般为:长:宽=4:1~3.5:1(宽度不包括中央气水分配槽,中央气水分配槽宽度一般为0.7~0.9米)。一般情况下,池的长度最好不要小于11米。滤池中央气水分配槽将滤池宽度分成两半,每半的宽度都不宜超4米。 x0dx0a x0dx0a 为了确保反冲洗时滤板下面任何一点的压力均等,并使滤板下压入的空气可以尽快形成一个气垫层,滤板与池底之间应有一个高度适当的空间。我们把滤板下面清水库的高度一般设计为0.85~0.95米。这个高度足以使空气通过滤头的孔和缝得到充分的混合并均匀分布在整个滤池面积之上,从而保证了滤池的正常滤水工作和滤池的再生效果。 x0dx0a 待滤水通过进水总渠,经两个气动橡皮阀和一个手动闸板阀后,再通过溢流堰由两个侧孔进入V型槽后流入滤格。我们把中间的那个方孔(用W1表示)设计成用手动闸板阀来控制的进水孔,这个闸板阀一般情况下是常开的(只有在滤格维修时才关上),滤池反冲洗时,表面扫洗水由此方孔经溢流堰进入。我们把两边的进水方孔(分别用W21和W22表示,W1=W2),设计成两个大小尺寸相等,用枕形充气橡胶阀来控制待滤水进入的方孔,滤池反冲洗时,此两孔被枕形充气橡胶阀堵上。我们把这三个进水孔面积大小的比例设计为:W1:W21=W1:W22=1:3;进水孔流速控制在0.40~0.5m/s;用这两条原则来相互修订并最后确定进水孔的大小。 x0dx0a x0dx0a 表面扫洗是通过由V型槽底部小孔喷出的射流来实现的。根据射流的性质,要使表面扫洗效果最佳,此射流最好为半淹没射流。因此,V型槽底部小孔中心标高的确定就显得非常关键。根据我们的经验,小孔中心标高比反冲洗水位低0.8~1.2cm为最佳。我们曾经参观过由法国德利满公司设计的一间水厂,他们设计的小孔中心标高比反冲洗水位低了1.3cm。滤池反冲洗时,表面扫洗效果不及我们设计的滤池。x0dx0a滤池其它方面的设计我们与有关资料介绍的基本一致,此处不多赘述。二、研究掌握V型滤池结构、工作原理、工艺特点 滤池是水厂净水工艺中的重要环节,而滤池过滤能力的再生,是滤池稳定高效运行的关键。若采用较好的反冲洗技术,使滤池经常处于最优条件下工作,不仅可以节水、节能,还能提高水质,增大滤层的截污能力,延长工作周期,提高产水量。而V型滤池过滤能力的再生,就采用了先进的气、水反冲洗兼表面扫洗这一技术。因此滤池的过滤周期比单纯水冲洗的滤池延长了75%左右,截污水量可提高118%,而反冲洗水的耗量比单纯水冲洗的滤池可减少40%以上。滤池在气冲洗时,由于用鼓风机将空气压入滤层,因而从以下几方面改善了滤池的过滤性能: x0dx0a x0dx0a ①压缩空气的加入增大了滤料表面的剪力,从而使得通常水冲洗时不易剥落的污物在气泡急剧上升的高剪力下得以剥落,从而提高了反冲洗效果。 x0dx0a x0dx0a ②气泡在滤层中运动产生混合后,可使滤料的颗粒不断涡旋扩散,促进了滤层颗粒循环混合,由此得到一个级配较均匀的混合滤层,其孔隙率高于级配滤料的分级滤层,改善了过滤性能,从而提高了滤层的截污能力。 x0dx0a ③压缩空气的加入,气泡在颗粒滤料中爆破,使得滤料颗粒间的碰撞磨擦加剧,在水冲洗时,对滤料颗粒表面的剪切作用也得以充分发挥,加强了水冲清污的效能。 ④气泡在滤层中的运动,减少了水冲洗时滤料颗粒间的相互接触的阻力,使水冲洗强度大大降低,从而节省冲洗的能耗。 综上所述,气、水反冲洗时,由于气泡的激烈遄动作用,大大加强了污物剥落能力及截污能力。在滤池实际反冲洗时,我们观察到:当反冲时间约5分钟时的滤层污物剥落高达95%以上,因此V型滤池的反冲洗效果是肯定的。此外反冲洗时,原水通过与反冲洗排水槽相对的两个V型槽底部的小孔进入滤池,它扫洗滤层的表面,并把滤层反冲上来的污物、杂质推向排水槽,同时扫洗了水平速度等于零的一些地方,在这些地方漂起来的砂又重新沉淀下来。此外滤池的表面扫洗,还加快了反冲水的漂洗速度,用原水养活了反冲洗滤后水用量及电能,也节约了冲洗水量。养活冲洗水量是原水表面清扫的一个特别优点,事实上,它还起到了在一个滤池反冲洗时防止其它滤池在最大输出负荷下运行的作用。x0dx0a三、施工安装的做法 滤池施工安装的好坏直接关系到滤池竣工投产后能否满足工艺设计要求而正常运行。V型滤池对施工安装的要求更是有严格的规定:滤板的水平误差不得大于±2毫米;各滤池间的水平误差不得大于±5毫米;梁中心和锚固筋之间距离误差为±2毫米;板尺寸制作误差为±2毫米;它要求中央排水渠堰顶的水平度误差不能大于±2毫米;滤池所有内边尺寸都要求严格控制。因此,要保证滤池的施工安装质量要求,除对全池土建施工的严格管理控制外,最关键还得严格控制滤板滤梁的制作及安装,只有滤板、滤梁平整了,滤头实质上也就平整了。而滤板和滤梁我们往往都制成预制件。在预制场,我们用钢模具、钢筋和砼精心制作滤板、滤梁,保证单件滤板、滤梁的水平度和滤板厚度,并对其进行养护,把好质量第一关。要使整池滤板面水平度高,关键在滤梁的安装上。我们将安装滤梁用的预埋铁件准确平整地预埋在池底上,然后在这块预埋铁件上焊一条DN100钢短管,又在预制好的滤梁下方的预埋铁件上焊一条DN80钢管,将DN80钢管套入DN100钢管中,用水准仪校水平,水平调准后,再将管焊牢成一整体。然后用DN200管作模,将水泥砂浆灌入模中,使在DN100、DN80管的外面形成一层保护膜防止钢管支承生锈,同时又加强了它的支承强度。在滤梁安装好的基础上,又用水准仪严格控制滤板的水平度安装。真正做到了全池滤板面水平误差不超过±5毫米。我们采用电力部华东勘测设计研究院研制生产的905接缝专用密封胶(按水泥:砂:905胶=1:1:0.5比例配制成905砂浆)对滤板之间及滤板与池壁之间的缝隙进行了密封。保证了不漏水不漏气的密封性能,从而也保证了气、水反冲洗的成功。四、生产运行的自动控制 x0dx0a x0dx0a 对V型滤池过滤和再生的自动控制是滤池正常生产运行的保障。我们采用了可编程序控制器和工业电脑(PLC+IPC)组成的实时多任务集散型控制系统,对滤池的过滤和反冲洗实行控制。 1、过滤控制 x0dx0a x0dx0a 我们在滤池的相应部位安装了水位传感仪、水头损失传感器。滤池的过滤就是通过它们测出滤池的水位和水头损失,将水位值及滤后水阀门的开启度送入每一个PLC柜中安装的一块专用模块,调整模块就可以调整阀门的开启度,使滤池达到进出水平衡,从而实现恒水位、恒滤速的自动过滤。 2、反冲洗控制 x0dx0a x0dx0a 一组滤池的反冲洗由一台公用的PLC来控制。当过滤达到过滤周期或滤池压差(水头)设定值时,滤池提出反冲洗请求,PLC根据滤池的优先秩序,组成一个请求反冲洗队列。一旦响应某格滤池的请求,PLC实施反冲洗的整个过程,在一组滤板中,不允许两个滤池同时进行反冲洗,当一只滤池正在反冲洗时,其它滤池请求反冲洗的信号则存入公用的PLC中,然后再按存储秩序,对滤池依次进行反冲洗。当滤池反冲洗时,公用PLC的控制过程是:①关闭待滤水进水阀,当滤池水位下降到洗砂排水槽顶时,关闭滤后水控制阀,打开反冲洗排水阀;②启动鼓风机,5秒钟后,打开滤池反冲洗气阀,对滤池进行1分钟气预冲;③打开反冲洗水阀,启动反冲洗水泵,进行7分钟的气水同时反冲洗;④关闭反冲洗气阀,5秒钟后,停鼓风机,打开空气隔膜阀排气,进行5分钟清水反冲漂洗后,停反冲水泵。5秒钟后,关闭水反冲洗阀,然后关闭反冲洗排水阀,打开待滤水进水阀,滤池恢复过滤。整个反冲洗过程历时约25分钟。x0dx0a另外,PLC还能控制滤池的开启个数,它根据滤池进水流量确定滤池的开启个数,按先停先开,先开先停的原则确定某格滤池的开、停。五、V型滤池主要设备器材的选用 专用仪表和气动阀门的选择,是对V型滤池实现全自动控制的关键。V型滤池正常运行的反冲洗水阀、气阀;清水阀、排污阀,我们都采用了气动蝶阀。这些阀门各自来水公司可以根据自身的实际情况决定采用国产的或采用进口的,但一定要选择质量好的。目前国内有的生产厂家的质量达到了世界先进水平,并不比进口阀门差,物美价廉,值得试用。我们认为待滤水进水阀采用枕式气动橡胶阀比较好,制作简单,动作可靠。其它与之配套的设备:鼓风机、空压机、水泵等用国产的就可以满足要求,没有必要进口。 综上所述,我们认为V型滤池的先进之处,就在于采用了均质滤料和先进的气、水反冲洗兼表面扫洗技术。这一技术除在新建净水厂应用外,我们还可以把这一技术推广到旧厂改造中去,依靠科学进步,采用新的科学技术,进行技术改造,充分发挥其最大的潜力,可在短时间内使产水量大幅增长,是实现供水行业“提高供水水质,提高供水安全可靠性,降低药耗、降低能耗、降低漏耗。”较好途径。其主要特点是:采用粒径相对较粗的石英砂均质滤料及较厚滤层的截污、纳污能力,并延长滤池工作周期;气水反冲洗加表面扫洗,滤层不膨胀或微膨胀;其配水系统为长柄滤头配水系统;运行实现“公用冲洗PLC+各滤池PLC”的自动控制模式。主要设计参数如下:平面尺寸为12 m×7 m;设计滤速为8.04 m/h;滤头密度为54 个/m2;滤料层厚1.2 m。V型滤池在自动模式下运行时,PLC通过控制滤后水出水闸门的开度来控制滤池恒液位,当符合下列条件之一时开始反冲洗:滤池运行时间达到设定值;过滤水头损失达到设定值;来自于控制台现场PLC—XBT键盘或中控室监控计算机的冲洗命令。 V型滤池反冲洗方式较具特色,冲洗分三个过程:①气预擦洗[一台鼓风机,送气1 min,q气=22.5 m3/(m2·h)];②气水混合冲洗[两台鼓风机,一台冲洗水泵,冲洗6 min,q气=55 m3/(m2·h),q水=7.5 m3/(m2·h)];③水漂洗[两台冲洗水泵,冲洗6 min,q水=15 m3/(m2·h)];始终的横向表面扫洗强度q水=5.2 m3/(m2·h)左右。x0dx0a x0dx0a 在运行管理中发现:滤池进水V型槽横向表面扫洗孔的标高过低,表面扫洗强度略低,导致横向扫洗效果欠佳,泡沫浮渣漂浮滞留;滤头有堵塞现象,清理极为不便;滤池调节故障经常出现,采取的主要对策是经常定期清洗水位计及滤层水头损失计,保持灵敏度,适当控制滤池进水稳定性,滤池维护管理工作量较大。 另外,在生产中考察了低浊期(原水浊度<20 NTU)的V型滤池直接过滤性能及聚合铝投加量对直接过滤的影响。结果表明,合理控制PAC投加量会产生如下效应:①使过滤水头损失增长减缓,水头损失随时间变化曲线近似直线,可有效防止滤层过早堵塞;②增加絮体在滤层内的穿透深度,充分发挥V型滤池的均质滤料、深滤床的截污纳污优势。
❼ 哪种曝气设备曝气最好
应该是用三叶罗茨风机曝气效果最好吧,鼓风曝气是使用具有一定风量和压力的曝气风机利用连接输送管道,将空气通过扩散曝气器强制加入到液体中,使池内液体与空气充分接触。可以用压力稍高点的三叶罗茨风机曝气较好,现在污水处理、泥浆搅拌等很多地方都是用罗茨风机来曝气搅拌的,曝气均匀搅拌效果非常好,这罗茨风机比搅拌机效率高,还省电,总体感觉百事的、锦工还是很不错的,相比较而言,市场占有率大,比较耐用。
❽ 环保专业一讲义:曝气生物滤池的构造
⑵曝气生物滤池的构造
曝气生物滤池的构造与污水三级处理的滤池基本相同,只是滤料不同,一般采用单一均粒滤料。曝气生物滤池主要由滤池池体、滤料、承托层、布水系统、布气系统、反冲洗系统、出水系统、枣明管道和自控系统等八个部分组成。
①滤池池体
其作用是容纳被处理水量和围挡滤料,并承托滤料和曝气装置的重量,形状有圆形、正方形和矩形三种,结构形式有钢制设备和钢筋混凝土结构等。
②生物填料层
填料层是生物膜的载体,并兼有截留悬浮物质的作用。目前曝气生物滤池所采用的滤料形状有蜂窝管状、束状、圆形辐射状、盾状、网状、筒状等,所采用的滤料主要有多孔陶粒、无烟煤、石英砂、膨胀页岩、轻质塑料、膨胀硅铝酸盐、塑料模块及玻璃钢等。
不同的颗粒填料的物理化学特性有一定的区别,有的甚至相关很大。生物载体填料的选择是曝气生物滤池技术成功与否的关键,它决定了曝气生物滤池滤料能否高效运行,填料的选择应综合以下各种因素:
a.机械强度好;
b.一般选用比表面积大、开孔孔隙率高的多孔惰性载体,有利于微生物的吸附、持续生长和形成生物膜;
c.选择规则的球状填料,使布气、布水均匀,水流阻力小;
d.表面应具有一定的孔隙率和粗糙度,有利于微生物膜的附着、生长,有利于生塌肆物滤池的运行;
e.密度应在一定范围内;
f.应具有表面电性和亲水性,并具有良好的抗反冲洗能力;
g.生物、化学稳定性好,应具有一定化学稳定性和抗腐蚀性。
③承托层
承托层主要是用来支撑生物填料,防止生物填料流失和堵塞滤头,同时还可以保持反冲洗的稳定进行。承托层的常用材料为卵石,或破碎的石块、磁铁矿等。承托层高度一般为400~600mm。
④布水系统
曝气生物滤池的布水系统主要包括滤池最下部的配水室和滤板上的配水滤头。
⑤布气系统
曝气生物滤池内设置布气系统主要有两个目的:一是保证正常运行时曝气所需,二是保证进行气水反冲洗时布气所需。
曝气系统的设计,必须根据工艺计算所需供气量来进行。曝气生物滤池最简单的曝气装置可以采用穿孔管。在实际团岩轿应用中,有充氧曝气与反冲洗曝气共用同一套布气管的形式,但由于充氧曝气需气量比反冲洗时需气量小,因此配气不易均匀。
⑥反冲洗系统
反冲洗是保证曝气生物滤池正常运行的关键,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。采用气水联合反冲洗的顺序通常为:先单独用气反冲洗,再用气水联合反冲洗,最后用清水反冲洗。在反冲洗过程中必须掌握好冲洗强度和冲洗时间。
⑦出水系统
曝气生物滤池出水系统可采用周边出水或单侧堰出水等方式。
⑧管道和自控系统
❾ 曝气生物滤池的主要作用是什么如何布置呢
作为一种崭新的水处理工艺——曝气生物滤池正处在推广之中。根据研究和应用情况,今后仍有很多问题有待研究:
生物膜的特点及其快速启动的方式;生物氧化功能和过滤功能之间的相互关系;反冲洗过程中生物膜的脱落规律;进一步拓宽曝气生物滤池的应用范围,研究其在水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理问题中如何与其他工艺相结合。
曝气生物滤池中核心介质――滤料的研究也会促进该工艺在中国的应用的范围,BIOSTYR、Biofor两种工艺功能比较强大,但在中国大范围的应用仍存在问题,如专利问题,再有它们从投资上都比较大,这也阻碍了这两种工艺在中国的大范围的应用。
所以特种滤料的的研究与生产的国产化将是曝气生物滤池在国内大范围的应用的关键。
❿ 3平米鱼池过滤池做法
工具和原料:电子泵(12v)或者水泵(大池),pvc管,盆栽,盆栽固定架,普通五金工具包,室内鱼池需要配置植物灯(普通led节能灯都可以)加速植物生长,释放更多氧气.,定时器。
方法:
1、利用盆栽固定架,把盆栽固定在鱼池上方,小池可以用扎带固定小盆栽。
(10)过滤池的曝气设备施工扩展阅读:
鱼池过滤池建造注意事项:
1、合理的硬件基础设施是鱼池过滤的关键。
鱼池的硬件部分主要是,鱼池的基础土建结构,鱼池的管线,过滤系统的基础设施等等,这是一个系统的工程,鱼池的基础硬件决定着鱼池过滤系统的效率及稳定性。鱼池的硬件基础如果不合理,后期改造的难度会比较大。
2、专业的鱼池过滤系统是建造锦鲤池的核心。
建造一个鱼池不是挖一个水坑,放几条鱼就可以了,它需要一个完善的技术支撑。鱼池的基础的就是土建,钢筋混凝土嘛,会做的人太多了,但是涉及到的管线、施工工艺都是有严格的要求和标准的做法,俗话说“术有专攻”,在建造鱼池之前找专业人士把关,毕竟大兴土木的事情一步到位。