曝气生物滤池工程技术规程解读

《曝气生物滤池工程技术规程》解读主讲人:郑俊二00九年十月安徽工业大学根据中国工程建设标准化协会建标协字200781号文的要求，制定本规程。曝气生物滤池（BAF）污水处理工艺属于生物膜法的范畴，集生化反应和固液分离于一体，已被广泛地应用于城镇污水和可生化的工业废水等行业的二级处理和三级处理中。目前国内应用曝气生物滤池工艺的污水处理厂（站）已有600多座。今后在城镇污水处理厂的升级改造中将有更广泛的应用。本规程是在总结多年来国内外曝气生物滤池工艺应用的实践经验，并参考国内外近期资料和相关标准的基础上，广泛征求专家和使用单位的意见后编制而成的。安徽工业大学主编单位：中国市政工程华北设计研究总院马鞍山市华骐环保科技发展有限公司副主编单位：上海市政工程设计研究总院参编单位：安徽工业大学华冶自动化工程公司国电环境保护研究院江苏天源水处理设备有限公司安徽工业大学主要起草人：刘绪宗郑俊朱开东徐扬纲张众王健郑杰刘明坤邹伟国朱广汉姜鹏岳月发张世山徐志清顾小红赵军孙秋渊魏鹏孙博文主要审查人：励彦松张辰邓志光李艺毛继承孙家珍吴华明吴浩汀裴圣李伟汪泳安徽工业大学《规程》共分为七部分内容：1.总则2.术语、符号3.工艺流程4.设计5.检测和控制6.施工和安装7.调试与运行安徽工业大学一.《规程》架构安徽工业大学二.主要内容点评总则共分4条。1.0.1规定了制定本《规程》的目的：即为规范曝气生物滤池工艺的设计、施工、安装、调试、运行，制定本规程。1.0.2规定了本《规程》适用范围：适用于采用曝气生物滤池工艺的城镇污水处理、污水处理厂脱氮提标改造、污水深度处理、可生化工业废水处理工程。1.0.3规定了工艺流程选择的要求：工艺流程应根据不同的进水水质及处理要求，通过技术、经济及环境影响等因素综合评估后确定。1.0.4规定了对本《规程》未涉及的内容还需符合国家现行有关标准要求执行。安徽工业大学1.总则2．术语、符号术语共计17条：规定了不同功能生物滤池的名称及定义；规定了生物滤池内所用设备和材料的名称和功能；规定了容积负荷和停留时间的名称和定义。符号共计46个，规定了计算公式中各符号的定义。安徽工业大学3.工艺流程工艺流程共2条，即：一般规定工艺流程的选择安徽工业大学3.1一般规定3.1.1～3.1.3条，主要强调了预处理要求和对处理水质的要求。对于处理的要求：1.应进行较高程度的预处理即一级处理或强化一级处理，主要用于去除大颗粒漂（悬）浮物、油脂、砂砾和纤维等，以防止该类物质进入滤池而堵塞长柄滤头；2.滤池前应设置栅隙小于2.0mm的细格栅；3.防止油脂附着于载体上而影响生物膜的生长。对污水水质的要求：污水应具有良好的可生化性，否则应设置提高可生化性的设施，且不应对微生物具有抑制和毒害作用。安徽工业大学3.1.5当采用曝气生物滤池进行硝化时，硝化滤池剩余总碱度不应低于70mg/L（以CaCO3计），否则应补充池内的碱度。3.1.6曝气生物滤池反冲洗排水应根据处理规模、单格滤池每次反冲洗水量等因素，合理设置反冲洗排水缓冲池。3.1.7当采用前置反硝化生物脱氮工艺时，污水中的五日生化需氧量与总凯氏氮之比应大于4。当污水中碳源不足时应优先考虑开发利用内部碳源，必要时可外加碳源。3.1.8当出水总磷浓度达不到排放要求时，应辅以化学除磷。3.1.9当曝气生物滤池出水悬浮固体含量满足后续处理或排放标准要求时，可不设过滤设施。安徽工业大学3.2工艺流程的选择3.2.2主要去除污水中含碳有机物时，宜采用单级碳氧化曝气生物滤池工艺：3.2.3要求去除污水中含碳有机物并完成氨氮的部分硝化（硝化率60%以下）时，宜采用单级碳氧化/部分硝化曝气生物滤池工艺流程：安徽工业大学碳氧化曝气生物滤池预处理进水出水碳氧化/硝化曝气生物滤池预处理进水出水3.2.4要求去除污水中含碳有机物并完成氨氮的硝化（硝化率大于60%）时，应采用碳氧化曝气生物滤池和硝化曝气生物滤池两级串联工艺：3.2.5当进水碳源充足且出水水质对总氮去除要求较高时，宜采用前置反硝化生物滤池和硝化曝气生物滤池的组合工艺：安徽工业大学碳氧化曝气生物滤池预处理进水硝化曝气生物滤池出水反硝化生物滤池预处理进水硝化曝气生物滤池出水回流液3.2.6当进水总氮含量高、碳源不足而出水对总氮要求较高时可采用前置反硝化或后置反硝化工艺，同时需外加碳源。外加碳源的投加量需经过计算确定。安徽工业大学反硝化生物滤池预处理进水硝化曝气生物滤池出水回流液碳源预处理碳氧化曝气生物滤池硝化曝气生物滤池碳源反硝化生物滤池进水出水3.2.7对既有活性污泥法类工艺进行提标改造时，根据二沉池的出水水质指标情况，可选用外加碳源前置反硝化生物滤池脱氮工艺或外加碳源单级反硝化生物滤池脱氮工艺：安徽工业大学预处理硝化曝气生物滤池曝气池二沉池进水反硝化生物滤池出水碳源回流液预处理曝气池二沉池进水反硝化生物滤池出水碳源4设计4.1一般规定4.1.1曝气生物滤池中水流形态：上向流进水或下向流进水。4.1.2曝气生物滤池分格规定：每级滤池不应少于两格，单格滤池面积不宜大于100m2。当单格滤池反冲洗时，其它格滤池应能通过全部流量；同时当单格滤池反冲洗时，其它格滤池出水和反洗清水池储水应满足冲洗用水量的要求。4.1.3池型选择：应综合考虑进水方式、反冲洗方式、单格面积、滤料种类、滤池构造和平面布置等因素，一般可选用矩形或圆形。4.1.4曝气生物滤池多格并联时宜采用渠道和堰配水，不宜采用压力管道直接配水。安徽工业大学4.1.5工艺曝气与反冲洗用气设备、管路宜分开设置。4.1.6池体构造应与所选用的滤料类型相适应。4.1.7滤料填装高度：宜结合占地面积、处理负荷、风机选型和滤料层阻力等因素综合考虑确定，陶粒滤料宜为2.5m～4.5m，轻质滤料宜为2.0m～4.0m。4.1.8曝气生物滤池应设置必要的自动控制系统。4.1.9清水区高度：根据滤料性能及反冲洗时滤料膨胀率确定，陶粒滤料宜为1.0m～1.5m，轻质滤料宜为0.6m～1.0m。4.1.10滤板：宜采用钢筋混凝土或钢制结构，滤板上开孔率应大于5%。安徽工业大学安徽工业大学4.2陶粒滤料滤池4.2.1结构分为缓冲配水区、承托层及陶粒滤料层区、出水区。主体由滤池池体、布水及反冲洗布水布气系统、承托层、滤料层、工艺曝气系统、反冲洗系统、出水系统、自控系统组成。4.2.2缓冲配水区内应根据滤池截面积大小、池形结构合理设置反冲洗配气管道系统。4.2.3缓冲配水区高度宜为1.35m～1.5m，配水区池壁应设检修人孔，池底宜设置放空集水坑（渠）。4.2.4出水系统可采用多槽出水或单边出水，反冲洗排水和出水槽（渠）宜分开布置。4.2.5风机出气管进入滤池前应设置相对滤池液面的超高，超高高度应结合滤床高度、阻力损失综合确定，曝气管超高宜为1.5m～2.0m，反冲洗进气管宜为1.8m～2.2m。安徽工业大学4.2.6滤板采用钢筋混凝土结构时宜选用分体式拼装滤板，并应具有合适的承载强度、水平精度和抗腐蚀性，滤板接缝应采用密封性能好的填充材料密封。4.2.7长柄滤头应具有防堵可拆洗功能，应保证滤料不会从滤头缝隙中流失。4.2.9陶粒滤料应具有良好的物理性能和化学性能，工程中宜选用球形轻质多孔滤料。生物滤料应符合《水处理用人工陶粒滤料》标准（CJ/T299-2008）。安徽工业大学4.2.10陶粒滤料粒径选取要求：硝化、碳氧化滤池宜为3mm～5mm或4mm～6mm，前置反硝化滤池宜为4mm～6mm或6mm～9mm。当出水对SS要求较高时，最后一级滤池内的滤料粒径宜选用1.8～2.5mm。4.2.11曝气系统宜采用单孔膜空气扩散器，也可采用穿孔管。4.2.13曝气生物滤池多格并联运行时，供氧鼓风机宜采取一对一布置形式。4.2.15滤池进、出水液位差应根据配水形式、滤速和滤料层水头损失确定，其差值不宜小于1.8m～2.3m。安徽工业大学安徽工业大学4.3轻质滤料滤池4.3.1一般轻质滤料滤池结构分为滤池配水排泥区、轻质滤料层、出水区组成。主体由滤池池体、进水配水系统、工艺曝气系统、轻质滤料层、滤板和滤头、反冲洗系统和自控系统组成；4.3.2滤池宜采用气水同向流，滤池反冲洗宜采用气水联合反冲洗或脉冲反冲洗形式。4.3.3滤料层下部配水排泥区高度宜为2.0m～2.5m，滤池超高宜为0.3m～0.5m。4.3.4轻质滤料粒径宜为3～10mm，宜根据进、出水水质确定。4.3.6滤池进、出水液位应根据滤速和滤料层水头损失确定，其差值不宜小于1.2m～1.5m。4.3.7滤池滤板强度应满足在轻质滤料的浮力和过滤时克服滤层阻力的力共同作用下不损坏的要求。4.3.8宜采用穿孔管曝气，孔口宜布置均匀，同时应有防止穿孔管内积水的措施。安徽工业大学4.4设计参数4.4.2曝气生物滤池出水溶解氧宜为3～4mg/L。4.4.3单孔膜空气扩散器布置密度应根据需氧量要求通过计算后确定；单个曝气器设计额定通气量宜为(0.2～0.3)m3/h，每平米滤池截面积的单孔膜空气扩散器布置数量不宜少于36个；采用穿孔管时孔口设计流速不宜小于30m/s。4.4.4曝气器的固定方式宜采用支架固定或压件固定，支架或压件应选用强度和耐腐蚀性较好的材质。4.4.5安装在滤板上的滤头布置密度，反硝化生物滤池不宜小于49个/m2，其它曝气生物滤池不宜小于36个/m2，并应考虑滤头水头损失及堵塞率。安徽工业大学安徽工业大学类型功能参数取值碳氧化曝气生物滤池（C池）降解污水中含碳有机物滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2·h（m/h）3.0～6.0BOD负荷kgBOD/m3·d2.5～6.0空床水力停留时间min40～60碳氧化/部分硝化曝气生物滤池（C/N池）降解污水中含碳有机物并对氨氮进行部分硝化滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2·h（m/h）2.5～4.0BOD负荷kgBOD/m3·d1.2～2.0硝化负荷kgNH4-N/m3·d0.4～0.6空床水力停留时间min70～80硝化曝气生物滤池（N池）对污水中的氨氮进行硝化滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2·h（m/h）3.0～12.0硝化负荷kgNH4-N/m3·d0.6～1.0空床水力停留时间min30～45前置反硝化生物滤池（per-DN池）利用污水中的碳源对硝态氮进行反硝化滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2·h（m/h）8.0～10.0（含回流）反硝化负荷kgNO-3-N/m3·d0.8～1.2空床水力停留时间min20～30后置反硝化生物滤池(post-DN池）利用外加碳源对硝态氮进行反硝化滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2·h（m/h）8.0～12.0反硝化负荷kgNO-3-N/m3·d1.5～3.0空床水力停留时间min15～25精处理曝气生物滤池对二级污水处理厂尾水进行含碳有机物降解及氨氮硝化滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2·h（m/h）3～5.0硝化负荷kgNH4-N/m3·d0.3～0.6空床水力停留时间min35～45安徽工业大学4.5.4陶粒滤料生物滤池反冲洗系统的设置与计算可按《滤池气水冲洗设计规程》CECS50的有关规定执行。4.5.5生物滤池宜采用气—水联合反冲洗，依次按气洗、气-水联合洗、清水漂洗进行。气洗时间宜为3min～5min；气水联合冲洗时间宜为4min～6min；单独水漂洗时间宜为8min～10min。空气冲洗强度宜为12L～16L/m2·s；水冲洗强度宜为4L～6L/m2·s。4.5.6生物滤池反冲洗排水宜先进入缓冲池，缓冲池有效容积不宜小于1.5倍的单格滤池反冲洗总水量。4.5.7反冲洗水宜利用处理后的净化水，净化水蓄水池应按单池反冲洗用水量及反冲洗规律等综合因素确定。4.5.8生物滤池宜按容积负荷计算，按水力停留时间校核。安徽工业大学安徽工业大学安徽工业大学安徽工业大学安徽工业大学安徽工业大学安徽工业大学安徽工业大学安徽工业大学安徽工业大学5检测和控制5.2检测5.2.1在曝气生物滤池中宜测量滤料层上下之间的压差及滤池下部配水室内的压力。5.2.3生物滤池宜设置溶解氧在线测定仪。5.2.4参与控制