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一文看懂曝气生物滤池的原理,构型,效能影响因素

一文看懂曝气生物滤池的原理,构型,效能影响因素

2018-09-15    

Tips:


生物膜工艺在废水处理中的应用具有悠久的历史。早在1914年,活性污泥法发明之前,生物膜法就已经应用于废水处理。该工艺快发应用以来,一直受到各国研究者的重视。通过不断研究,该工艺由低负荷生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池(一代生物膜工艺)等足部发展到生物接触氧化法、淹没式生物滤池、生物流化床(第二代生物膜工艺)等各种工艺。直到上世纪八十年代末到九十年代初,第三代生物膜工艺——曝气生物滤池(Biological Aerated Filter,简称BAF)。


该工艺初用于污水的三级处理,后发展成直接用于二级处理。目前,在欧美、日本等发达世界广为流行,目前世界上有3500多座污水处理厂使用该工艺。在我国该工艺渐渐用于污水处理。


分类

根据处理功能的不同又可分为:


以有机物去除为目标的DC-BAF:用于可生化性较好的工业废水和对氨氮没有特殊要求的生活污水,主要去除污水中碳化有机物和截留污水中的悬浮物,即去除BOD、COD、SS。


以硝化去除为目标的N-BAF:适用于仅需要进行硝化反应的场合(排放标准只对氨氮有做要求而总氮则无规定)。该工艺供气较为充足,整个滤池处于好氧状态,微生物以自养性硝化菌为主。


以脱氮去除为目标的DN-BAF:适用于出水对总氮有要求的场合。该滤池不设曝气管道,滤池处于厌氧状态,在厌氧条件下,NO3-N和NO2-N在哦硝化菌的作用下被还原成N2。


以脱氮除磷去除为目标的NP-BAF:通过投加化学除磷药剂来完成滤池除磷。在滤料作用下诱发絮凝,沉淀物截留在滤床上,通过周期性的反冲洗,将磷排除系统外,达到除磷的目的。剩余污泥增加量为15%-50%。


工艺原理

生物滤池净水原理是滤池内滤料上生长的生物膜中微生物氧化分解作用,滤料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用。


污水流经滤料时,滤料表面附着生长高活性的生物膜,滤池内部曝气。待生物膜成熟后,污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附、降解,从而得到净化。生物膜表层生长的是好氧和兼性微生物,有机污染物经微生物好氧代谢而降解,终点产物是H2O、CO2、NO3等。由于氧在生物膜表层已耗尽,生物膜内层的微生物处于厌氧状态,进行的是有机物的厌氧代谢,终点产物为有机酸、乙醇、醛和H2S、N2等。滤料自身对污水中的悬浮物具有截留和吸附作用,另外经培菌后滤料上生长有大量微生物,微生物的新陈代谢作用产生的粘性物质如多糖类、酯类等起到吸附架桥作用,与悬浮颗粒及胶体粒子粘结在一起,形成细小絮体,通过接触絮凝作用而被去除。一文看懂曝气生物滤池的原理,构型,效能影响因素


由于微生物的不断繁殖,生物膜逐渐增厚,超过一定厚度后,吸附的有机物在传递到生物膜内层的微生物以前,已被代谢掉。此时,内层微生物因得不到充分的营养而进人内源代谢,失去其粘附在滤料上的性能,脱落下来随水流出滤池,滤料表面再重新长出新的生物膜。

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构造

曝气生物滤池的主要构造包括池体、滤料、承托层、布气系统、布水装置、反冲洗装置、排水系统。

①池体:

其作用是容纳被处理水和围挡滤料,并承托滤料和曝气装置的重量。其形状有圆形、正方形和矩形(长宽比为1.2~1.5)三种,结构形式有钢制设备(处理水量小)和钢筋混凝土结构(处理水量大)等。为保证反冲洗效果,单池面积不宜太大(≤100m2)。

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②滤料:

是生物滤池的主体,对生物滤池的净化功能有直接影响。因此滤料需具备质坚、高强、耐腐蚀、抗冰冻,较高的比表面积,较大孔隙率,且能就地取材,便于加工、运输等条件。材质可用轻质陶粒、炉渣、石英砂、焦炭、沸石等,以圆形陶粒为佳。粒径为3-6mm,滤层厚度约2.5-4.5m。

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③承托层:

作用是支撑滤料,防止滤料流失和堵塞滤头,同时还要保持反冲洗稳定进行。为保证承托层的稳定和配水的均匀性,要求材质具有良好的机械强度和化学稳定性,其形状尽量接近圆形,常用材质为卵石。

④布水系统:包括滤池下部的配水室和滤板上的配水滤头。

对于上流式滤池,配水室的作用是使某一短时段内进入滤池的污水均匀混合,依靠承托滤板和滤头的阻力作用是污水在滤板下均匀、均质分布,并通过滤板上的滤头均匀流入滤料层;除了滤池正常运行布水外,也可作为定期对滤池进行反冲洗时布水用。对于下流式滤池,该布水系统主要用作滤池反冲洗布水和收集净化水用。


配水室组成:缓冲配水区和承托滤板。缓冲配水区初步混匀污水,然后依靠承托板的阻力作用使污水在滤板下均匀、均质分布,并通过滤板上滤头将污水均匀送入滤料层。缓冲配水区在水气联合反冲洗时起到均匀配气作用。

配水滤头:其作用是向滤池均匀配水。

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⑤布气系统:工艺布气系统(充氧曝气)和进行气-水联合反冲洗时的供气系统(反冲洗曝气)。


工艺布气系统:保持曝气生物滤池中充足的溶解氧并维持滤池内生物膜高活性。曝气生物滤池一般采用鼓风曝气形式,空气扩散系统一般有穿孔管空气管空气扩散系统和专用空气扩散系统两种,该装置(EPT)按一定间隔安装在空气管道上,距承托板约0.1~0.15m,空气通过扩散器并流过滤料层是可达30%以上的氧利用率,且不易堵塞。

⑥反冲洗系统:由反冲洗供水系统和反冲洗供气系统组成。


采用气-水联合反冲洗,目的是去除滤池运行过程中界留下的各种颗粒、胶体污染物及老化脱落的微生物膜。联合反冲洗系统的配水配气是通过滤板及固定其上的长柄滤头实现。反冲洗时,反冲洗进气与滤板下形成气垫层,随后空气便从长柄滤头上端的进气孔进入,反冲洗水则由长柄滤头下端进水孔进入。


反冲洗过程一般分为三步:气洗、气水同时反洗、水漂洗。气洗目的是松动滤料层,使滤料层膨胀。气洗强度一般为10~15L/(m2*S),时间为5min。气水同时反洗目的是将滤料上截留的悬浮物和老化的生物膜冲洗出去,水洗强度为5.0~8.5 L/( m2*S),时间为5~8min。水漂洗目的是将滤料上表面的悬浮物和老化的生物膜冲洗出去,时间为为5~8min。滤层膨胀率约为10%。

⑦出水系统:

周边堰出水或单侧堰出水两种。在大中型污水处理厂一般采用单侧堰出水,并将出水堰口出设计成60°斜坡,以降低出水流速。在出水堰口设置栅形稳流板以拦截反冲洗时被出水带出的滤料。


影响曝气生物滤池处理效果的因素

水温:水温是影响微生物生长和生命代谢活性的主要原因,大多数微生物的新陈代谢活动随着温度升高而增强,随温度降低而减弱,水温越低,活性越小。根据Airheniuslls公式,随着温度非下降10℃,生化反应速率将下降一倍。细菌适宜生长繁殖的温度在25~35℃之间,因此在温度较高的夏季,曝气生物滤池的处理效果很好,而在冬季水温低,生物膜活性受抑制,处理效果受到影响,出水水质较差。


pH和碱度:微生物的生长和繁殖与污水的pH值有密切关系,pH值的改变可能会引起细胞膜电荷的变化,进而影响微生物对有机物的吸收和微生物代谢过程中酶的活性。对于好氧微生物来说,进水的pH值在6.5~8.5之间较为适宜。硝化反应是一个耗碱过程,其适宜pH值范围7.0~8.5,超出其适宜范围,硝化细菌的活性急剧下降,氨氮的去除率也随之降低。


水力负荷:水力负荷的大小直接影响污水在滤池中的停留时间,水力负荷越小,水力停留时间越长,处理效果越好,反之亦然。但水流紊动能加快生物膜的更新、滤池内的传质及溶解氧的利用率,并且水力负荷过小会导致滤料堵塞。因此水力负荷在运行中通常为0.5~1.5m3/(m2*h)。


溶解氧:是影响生物膜生长和出水效果的重要因素。在好氧处理工艺中需氧量是工艺控制的重要指标。滤池处理水中溶解氧以4~6mg/L为宜。当溶解氧低于2mg/L时,好氧微生物生命活动受到限制,从而降低有机物氧化分解和氨氮的转化速度。因此,控制曝气量就显得尤为重要,曝气量大,滤池中溶解氧高,提高好氧微生物氧化分解有机物的速率,同时气流产生的剪切力有助于老化的生物膜脱落。


日常运行管理:日常监控指标有水温、pH、DO、CODCr、BOD5。另外还要适时进行生物相镜检,并结合水质指标判断生物膜所处工况,结合具体情况对运行参数座相应调整。

与其他工艺比较:

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来源:水博网


宜兴 | 城市排水与污水处理前沿发展研讨会



排水与污水处理是实现城市化健康循环发展的重要环节,是实现城市生活质量的要件,与民生改善、生态环境保护与公共安全密切相关;涉及到目前海绵城市建设、黑臭水体治理、重要水系城市的排放标准。中国"十三五"规划同时提出污水处理向提质增效、泥水并重、再生利用的转变要求,排水与污水处理设施面临着重大的历史机遇和挑战。


在由江苏省经济和信息化委员会、无锡市人民单位指导主办的2018江苏环保产业配套对接会框架下,《亚洲环保》联合中国宜兴国际环保城在"中国水处理装备之都"—宜兴市联合举办"城市排水与污水处理前沿发展研讨会"旨在推介目前在国内外先锋者,一方面就其系统性的可借鉴经验进行交流,一方面列选国内外相关性工艺技术和产品装备应用展开介绍。邀请行业知名专家、学者和管理者从政策、技术和案例运行等多方面进行探讨互动。现将相关事项通知如下:

一、
会议组织


指导单位: 江苏省经济和信息化委员会

                 无锡市人民单位

承办单位:《亚洲环保》、中国宜兴国际环保城

协办单位: 新兴铸管股份有限公司

支持单位:东方水业网



二、
会议时间和地点


会议时间:2018年10月19-20日,19日报到,20日全天会议。

会议地点:中国宜兴国际环保城

报到地点:宜兴市氿州开元名都大酒店(宜兴市新城路1号)

豪华标间420元/间含双早,豪华大床450元/间含双早

温馨提示:适逢环保产业配套对接会期间,需要住宿的请提前与会务组协调预定,享受会议住宿价。


三、
会议拟邀请发言和嘉宾单位(拟)


嘉宾主持:


王荣华 《亚洲环保》执行顾问、前浙江水协污水委主任、原杭州排水公司总经理

高旭《亚洲环保》编委、中国市政工程东北市政研究总院有限公司污水专业总工


拟定邀请发言议题:(陆续更新中)


"十三五"中期我国排水与污水处理工作的热点及难点

杨向平 中国水协排水委主任、《亚洲环保》编委


城市系统化排水工作的经验介绍

上海市城市排水系统有限公司


城市污水处理厂探索更高排放标准的实践案例

义乌市水处理有限公司


厂网一体化是实现城市水环境保护的重要实践工作

常州市排水管理处


百年"城市血脉"的创作者

新兴铸管股份有限公司


城市污泥应急快速处置解决方案

首创污泥处置技术有限公司


难降解COD、低碳氮比条件下脱氮工艺实践

青海洁神环境能源产业有限公司


城市污水处理厂药剂发展方向

同济大学


城市排水管网养护建设专业化路线实践

北京恒通国盛环境管理有限公司 


新环保法要求下的城市污泥处置的快速解决方案

景津环保股份有限公司


城市黑臭河道快速效率还清解决方案

待定


MBBR工艺在城市化污水处理厂提标改造的实践经验

青岛思普润水处理股份有限公司


城市污水处理厂精细化运行的整体解决方案

金风科技股份有限公司


城市排水设施分布式光伏系统的应用探索

台州水处理有限公司


城市排水泵站的养护建设和装备应用介绍

待定


城市污泥含水率实时快速监测装备的必要性

芬兰维美德集团


四、
参会嘉宾及代表


排水与污水处理行业管理运行单位、黑臭水体治理单位、排水管网监管养护单位及相关主管政部门领导及代表,有关专业科研设计研究院校所及装备制造、工艺技术研发等企事业单位技术和管理人员。


五、
其他事项


有意向联合主办协办或宣传推广的企业可以与编辑部联系,普通与会代表,城市污水处理建设运行管理单位、设计单位、工程公司免收会务费(限前60人),产品设备与技术厂家5000/单位,(含会务、资料、场地、用餐等费用), "参会回执表"见附件;会议期间需要住宿的会务组统一安排,费用自理。请将参会回执表及所需要开具《增值税专用发票》开票信息内容(本次研讨会委托东方力亚国际广告(北京)有限公司开具会务费发票,详细表格另附)按照要求填写完整后发送至53228239@qq.com邮箱报名。


六、
联系方式



会务报名联系人:吴晓齐、赵海娟

电 话: 13683246492(吴)

           15810228820(赵)          

传 真:010-51679575

邮 箱:919766514@qq.com


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