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曝气生物滤池解决方案

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我们可以提供:
1、曝气生物滤池专用[防堵长柄滤头]
2、曝气生物滤池[ABS单孔膜空气扩散器/单孔膜曝气器及其曝气管道系统]
3、曝气生物滤池[高效生物陶粒滤料/火山岩生物滤料/鹅卵石垫层]
4、曝气生物滤池[启动调试方案]
精品曝气池图.jpg
下面是由我公司独家撰写的关于曝气生物滤池的设计及应用案例,仅为各客户朋友提供参考。未经书面许可,严禁转载。                                                                 天亿曝气生物滤池(BAF)工艺介绍

曝气生物滤池(Biological Aerated Filter)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。曝气生物滤池实质是一种生物膜法, 即在曝气池中填充生物填料,利用填料表面附着的 生物膜降解水中污染物的处理单元。由于所选填料 自身的特点,填料表面容易附着生物膜。生物膜中 生长着众多种属和数量的微生物,有好氧菌、兼氧 菌、厌氧菌,所以曝气生物滤池对水中的各种有机 物都有一个很好的去除作用,同时对氨氮也有很高的去除效率。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),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。

曝气生物滤池里面装填有大比表面积的颗粒滤料,以提供微生物膜生长的载体,污水由下向上或者由上向下流过滤层,滤层下面设有曝气系统,空隙跟污水顺向或者逆向接触,使污水中的有机物跟生物膜接触,以达到降解的目的,填料同时起到物理过滤的作用。

 

【曝气滤池的工艺结构】
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【生物膜载体—生物陶粒滤料的选择】
①机械强度好  
②比表面积大
③形状:载体的形状以球状为佳,  
④生物、化学稳定性好 
⑤表面电性和亲水性  微生物一般带有负电荷,而且亲水,因此载体表面带有正电荷特有利于微生物固着生长,载体表面的亲水性同样有利于微生物的附着,使附着的生物膜数量尽可能地多。
⑥孔隙率及表面粗糙度 
⑦密度
①整个生物滤池冲洗不均匀,部分区域冲洗强度大,部分区域冲洗强度小。通过生物絮凝作用吸附部分胶体颗粒,同时微生物新陈代谢过程中老化的生物膜脱落后也将截留在生物填料层内。这些杂质的存在显著地增加了生物滤池的过滤能力,使处理能力下降;同时也使水溶液主体的溶解氧和生物易降解的有机物与生物膜上微生物之间的传质效率下降,影响生物滤池对有机物的去除效率。如果反冲洗布水不均匀.使部分区域反冲洗达不到要求,该区域的生物填料中杂质冲洗不干净,将影响生物滤池对污染物的去除效果。
②冲洗强度大的区域,由于水流速度过大,会冲动承托层,混合,甚至引起生物填料的流失,有时也会引起布气系统的松动危害。引起生物填料与承托层的对曝气生物滤池造成极大危害。
【承托层】       
承托层主要是为了支撑滤料,防止滤料流失和堵塞滤头,同时还可以保持反冲洗稳定进行。承托层常用材质为卵石或磁铁矿.为保证承托层的稳定,并对配水的均匀性起充分作用,要求材质具有良好的机械强度和化学稳定性,形状应尽量接近圆形,工程中一般选用鹅卵石作为承托层。
【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。对于上向流滤池,配水室的作用是使某一短时段内进入滤池的污水能在配水室内混合均匀,并通过配水滤头均匀流过滤料层,并且该布水系统除作为滤池正常运行时布水用外,也作为定期对滤池进行反冲洗时布水用生物膜的形成过程
布气系统:曝气生物滤池内的布气系统包括正常运行时曝气所需的曝气系统和进行气—水联合反冲洗时的供气系统两部分。
【挂膜及反冲洗介绍】
污水流经时,污染物、溶解氧及其它物质首先经过液相扩散到生物膜表面及内部,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,此为生物氧化降解过程;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,此为截留作用;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。    
反冲洗过程:先降低滤池内的水位并单独气洗,而后采用气—水联合反冲洗,最后再单独采用水洗。在反冲洗过程中必须掌握好冲洗强度和冲洗时间,既要达到使截留物质冲洗出滤池.又要避免对滤料过分冲刷,使生长在滤料表面的微生物膜脱落而影响处理效果。
【生物膜形态的形成】
生物膜是由微生物细胞组成的复杂混合物的微生态系统,细胞镶嵌在胞外聚合物的基质中,并且附着在固体表面。生物膜发育形成的条件和时间序列大致为:①存在着可用于聚居的固体表面;②一种有机分子膜快速形成;③聚结的细胞松散地附着;④聚居的细菌牢固地附着;⑤微生物群落形成,产生胞外聚合物;⑧群落向上和向外扩展,形成规则和不规则结构;⑦生物膜成熟,新的菌种进人生物膜并生长,有机和无机碎片被结合,并且溶液梯度形成,导致了生物膜空间的异相结构;⑧生物膜可能被吞噬细菌的原生动物捕食;⑨成熟的生物膜可以脱落,使这种循环交替地重复进行;⑩形成一种顶级群落
【曝气生物滤池设计案例】
 
1.主要参数
进水水质(mg/l)∶COD 100-1000  BOD5 50-350  SS 50-350  TKN 15-60  NH3-N 10-40 
出水水质(mg/l)∶COD<40        BOD5<20     SS<20      NH3-N<10    TKN<15
容积负荷NS∶2-6 kg BOD5/(m3.d)  4-12 kgCOD/(m3.d) 
  NS取值与进水、出水水质密切相关。有机物容积负荷越高,出水中有机物剩余浓度也越大。例如,城市污水要求出水BOD5 10-20 mg/l,NS可取3.5-5.0,当要求出水BOD5 5-10 mg/l时,NS则应降为2.5-3.2。当NS>3时,NH3-N的去除受抑制,NS>4时,NH3-N的去除受明显抑制。有硝化脱氮要求时,还应考虑硝化负荷,一般为0.3-0.8kgNH3-N /(m3.d)。故应根据原水性质及处理要求选取合适的NS值。
水力负荷∶3-6m3/m2.h
  去除率∶COD>90%  BOD5>90%  NH3-N>90%  SS>90%
  滤料∶滤料选择除粒度、密度、空隙率、机械强度、化学稳定性、不含毒、害物质等方面的要求外,最重要的是比表面积。比表面积越大,单位滤料中生长的微生物量越多,生化处理效率越高。材质可用轻质陶粒、无烟煤、石英砂、塑料等,以园形轻质陶粒滤料较佳。粒径3-6mm,滤层厚度2.5-4.5m。
  冲洗强度∶水4-10 l/m2.s ,气12-20 l/m2.s ,滤层膨胀率约10% 。 
  冲洗方式∶长柄滤头配水配气。先气洗3-5min,然后气水联合洗3-5min,最后单水洗3-5min。通过冲洗把滤层内截留的污泥及老化的生物膜排出,但冲洗强度不可过大,以保留足够的活性生物膜,为下一周期生化处理能力的恢复创造条件。冲洗耗水量为滤水量的7-10%。
  曝气∶为微生物提供生长繁殖所需的溶解氧,并有搅动滤层,促进老化膜脱落更新的功能。需氧量约0.42-0.8kgO2/ kg BOD5,可用安装于滤板面上的穿孔管或空气扩散器(曝气头)配气。为防止水倒流,反冲洗空气干管及曝气干管的管底应局部抬高至滤池最高水位之上500mm。
  工作周期∶24-48h
  单格过滤面积∶50-100m2
2. 池型
为了保证反冲洗效果,单池面积不宜太大(≤100 m2),平面上通常采用矩形,单侧配水配气,纵横向长度比1∶1.2-1∶1.5,纵向(短边)长≤8 m并应在横向(长边)前端沿全长设配水配气室均匀地配水配气。进水孔位于滤池底板面上。进气孔顶应与滤板底持平或稍低,孔径(50-80mm)不宜过大。某工程设计池横向两端各一米多长无进水进气孔,滤梁顶面又无平衡孔;进气孔位于滤板底下300mm处,孔径d100mm,导致反冲洗时滤池两侧由于滤梁阻隔没有反洗空气通过,中部则发生严重的射流,布气显然无均匀可言。
3.滤板、滤梁
曝气生物滤池滤板、滤梁的设计施工要求与给水V型滤池相同,滤梁设计除了保证纵向强度外还应具备必要的横向刚度,以抵御滤板安装时可能发生的水平力的作用。滤板、滤梁的强度应比池体砼提高一级,其制作、安装的精度要求很高,一般土建单位难以达到,应交由专业厂家用专用钢模生产。滤板宜采用卧式模具,每次生产一块,脱模时间为24h(夏季高温时应不少于16h即两天三脱模)。为缩短制作、安装周期,有人曾采用ABS板材制作底模整体现浇滤板,但因底模凹凸不平,配气配水不够均匀,且造价与预制相比增加50-100%。 某单位采用立式模具,据称每次可生产五块。但模具内气体排除困难,所产滤板气泡很多,强度很低;钢筋位置难固定,露筋多;滤板边缘密实度更低,毛刺、缺损、掉角甚多,导致全部翻工重做。某工程把滤梁交由滤池土建单位现场浇制,虽然施工时费煞了苦心,但拆模后检查仍有不少预埋螺栓偏位过大(滤板安装位置不足,一格池甚至多达20块滤板放不下),梁身弯曲不直(突出部位滤头杆插入受阻,凹陷部位滤板支承面不够,应力过于集中),梁顶面最大水平误差竟达19mm,直接影响滤板的安装和使用寿命。
4.滤头与开孔率
曝气生物滤池通常采用小阻力配水系统(长柄滤头)。滤池进水虽然已经预处理,其中的悬浮物质仍然较多,且较粗大,特别是生活污水粘稠物质多,水中混有许多塑料薄膜碎片,对滤头危害很大。为了避免堵塞,滤头缝隙应比给水滤头宽(2.0-2.5mm),每个滤头缝隙总面积约250-350 mm2。开孔比可比给水滤池大,约0.011-0.015。配气孔直径2.0-2.5 mm,位置应在滤杆丝扣之下或与滤板底面平,它与滤杆下端的配水条形孔的距离应保持150-200mm以上。开孔比过大除了影响反冲洗均匀性外,还导致配水配气稳定性下降(对反洗系统内其它因素的微小变化敏感)。某工程采用开孔比0.027,滤头配气孔(d=4mm)位置偏低(距滤板底238mm,距配水条形孔仅50mm),试运转时发现不仅冲洗不均匀,产生了强烈的脉冲;而且当空气压力变化气垫层下界面发生波动时,大量空气从下界面降低的区域内之滤头(通过配水条形孔)喷射而出,即产生所谓“气垫层击穿”现象。
5.承托层
给水V型滤池滤头缝隙窄(0.25-0.3mm),开孔比小(约0.008-0.01)配水较均匀,滤料一般采用均粒(0.9-1.2mm)石英砂,砾石承托层可简化为一层(粒径2-4mm,厚100-150mm)。曝气生物滤池滤头缝隙宽,开孔比大,冲洗强度较大,滤料为3-6mm的陶粒滤料,砾石承托层建议分为2-4mm,4-8mm,8-16mm三层布置,每层厚50-100mm。
6.滤头防堵
上向流曝气生物滤池从滤板下进水,水中含较多悬浮物(特别是塑料薄膜碎片),长期运行滤头堵塞难以避免,一旦出现很难清洗。某污水厂曾因此而导致反冲洗时把滤板掀翻这样的严重后果。设计上除在池壁滤板底高度下设检修人孔外,还应考虑必要时利用滤池水位迅速地从上而下逆向冲洗滤头把堵塞物排走的相应措施。
7.压缩空气系统
曝气生物滤池与给水V型滤池一样通常采用气动蝶阀控制。后者的动力是压缩空气。压缩空气应经过仔细的过滤、干燥然后通过管道输送到各气动阀门的电磁阀上。压缩空气系统的管道由于接头多,施工时应注意其气密性。否则会由于漏气导致空压机频繁起动,既浪费能源又影响空压机的寿命。为减少空压机起动频率,系统内另配一个较大的贮气罐是必要的。管道材质最好采用不锈钢管(或无缝钢管),焊接接头。通往各格滤池或设备(反洗水泵、鼓风机)的支管前端应有控制阀门(法兰连接),便于分段检修。镀锌钢管(丝扣连接)接头气密性较差;长期运行内壁生锈,锈斑一旦脱落便会堵塞电磁阀。某工程采用铝塑复合管,虽可防止锈蚀,但因其刚度不足,运行时在空气压力作用下接头处容易脱开。
8.土建质量
曝气生物滤池对土建施工质量的要求与给水V型滤池相同。一般土建施工单位对此往往不了解或不重视。设计院及监理公司必须反复强调,加强过程监控,逐条逐项落实。尤其是某些关键部位,如池壁平直度,相邻池壁垂直度,进气进水孔孔中心标高、间距、方向,进出水溢流堰堰顶水平度及标高,预留孔、预埋件的位置及其固定程度,模板支撑的可靠性等等,更应层层把关,反复检查验收。池内壁下部四周的凸缘(支承滤板及不锈钢压板用)应与池壁同时浇筑,否则凸缘与池壁砼分离,反冲洗时接合面容易漏气。预埋钢板螺栓、防水套管的安装定位也是一个薄弱环节,必须在模板安装时把它们固死,防止浇灌砼过程中移位,否则会给后续的设备、管道安装带来很大的困难。某工程浇灌池壁后发现预埋不锈钢螺栓(固定滤板用)少了十多支,便采用同口径不锈钢膨胀螺栓补足。这显然是错误的。因为螺栓孔内混凝土在水的侵蚀下一旦溶化,磨擦力便丧失殆尽。此情况下,建议采用化学锚着不锈钢螺栓补救,但费用较高。某工程进气孔采用预埋d=100mmPVC短管形式,短管与该处池壁同厚(580mm)。由于设计文件对该孔安装精度没提要求,施工单位也疏忽大意安装不牢,结果各孔高低不一(实测最大误差达95 mm),方向各异(指短管走向,明显地向上下左右偏移的约占一半),参差不齐,对配气均匀性影响很大。 
9.空气管道吹扫
  曝气生物滤池的空气管道有压缩空气管、反冲气管及曝气管,它们在通水冲洗、压力试验并排干水分后均需使用空气进行吹扫(曝气管吹扫应在曝气头安装前进行)。操作的依据是«工业金属管道工程施工及验收规范(GB 50235-97)»,吹扫风速宜不低于20m/s。应先吹扫压缩空气管道,后吹扫反冲气管及曝气管。吹扫气源最好分别利用已安装好的空压机、反洗鼓风机和曝气风机。吹扫顺序应按(离气源)先近后远,逐段吹扫(其余段应关闭相应支管的控制阀门)。验收合格的标准是:待出风口目测无水渍、粉尘后,在该处放置一块涂上白漆的木制靶板,5min内靶板上不发现铁锈、尘土、水分及其它杂物,即为合格。
10.调试
  曝气生物滤池的配水配气及曝气系统安装过程应进行以下项目的验收测试∶
⑴滤板安装平整度测试   滤板制作的外表质量(指单块表面平整度、外形几何尺寸误差等)是保证安装质量的前提条件之一,其目的是使滤板安装后上、下表面尽可能水平、光滑,所有滤头杆上的气孔、配水条形孔保持在同一高度上,以提高气水反冲洗均匀性和稳定性。安装平整度测试在滤板安装后进行。用水平仪抽检(以毫米刻度的钢直尺为标尺)滤板的上表面,要求单块滤板安装平整度误差≤1 mm,单格滤池内安装平整度误差≤5 mm。
⑵滤板嵌缝气密性测试  滤板嵌缝养护完成后,检查嵌缝应平整、无气孔、无裂纹;不锈钢压板安装应平稳牢固。向全部滤头座拧上堵头(除其中一个接出气压表外),往池内注入约20cm深水,开动反洗风机或空压机供气,通过排气阀调整滤板下压力。试验压力0.04-0.05Mpa,恒压10min。所有嵌缝均无气泡冒出为合格。否则应详细记录漏点位置,排水修复后重新试验直至合格为止。本项测试务必控制好试验压力,压力过高会导致掀翻、打烂滤板滤梁。
⑶滤头配气均匀性测试   卸下堵头拧上滤头。滤头安装应由有经验的师傅使用扭矩钣手进行,防止用力不均。检查滤头无损坏,位置正确,安装牢固。放水入池,水位以淹没滤头顶部为准(此时已有足够水量通过滤头渗至滤板下面)。开动反洗风机向该池供气。俟风机运转正常后,观察检查滤头有无损坏、松脱(个别滤头出气特别大),反冲洗配气是否均匀。
⑷曝气头配气均匀性测试   曝气头及其配气管道安装完成后,检查支架及曝气头安装位置是否正确,有无松动。往池内注水,水位高于曝气头顶约20cm。启动曝气风机,俟其运转正常后,观察检查曝气头有无损坏、松动(个别曝气头出气特别大),配气是否均匀。

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