曝氣生物濾池設(shè)計(jì)的之我見(jiàn)

車(chē) 鳴 單 琦

（1、哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 1500002、哈爾濱市市政工程設(shè)計(jì)院，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 主要參數(shù)

進(jìn)水水質(zhì) （mg/l）∶COD 100-1000 BOD550-350SS 50-350 TKN 15-60NH3-N10-40

出水水質(zhì)（mg/l）∶COD<40BOD5<20SS<20NH3-N<10 TKN<15

容積負(fù)荷 NS∶2-6 kg BOD5/(m3.d)4-12 kg－COD/(m3.d)

NS取值與進(jìn)水、出水水質(zhì)密切相關(guān)。有機(jī)物容積負(fù)荷越高，出水中有機(jī)物剩余濃度也越大。例如，城市污水要求出水BOD510-20mg/l，NS可取3.5-5.0，當(dāng)要求出水BOD55-10mg/l時(shí)，NS則應(yīng)降為2.5-3.2。當(dāng)NS>3時(shí)，NH3-N的去除受抑制，NS>4時(shí)，NH3-N的去除受明顯抑制。有硝化脫氮要求時(shí)，還應(yīng)考慮硝化負(fù)荷，一般為0.3-0.8kgNH3-N/(m3.d)。故應(yīng)根據(jù)原水性質(zhì)及處理要求選取合適的NS值。

水力負(fù)荷∶3-6m3/m2.h

去除率∶COD>90% BOD5>90% NH3-N>90%SS>90%

濾料∶濾料選擇除粒度、密度、空隙率、機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、不含毒、害物質(zhì)等方面的要求外，最重要的是比表面積。比表面積越大，單位濾料中生長(zhǎng)的微生物量越多，生化處理效率越高。材質(zhì)可用輕質(zhì)陶粒、無(wú)煙煤、石英砂、塑料等，以園形輕質(zhì)陶粒濾料較佳。粒徑3-6mm，濾層厚度2.5-4.5m。

沖洗強(qiáng)度∶水4-10 l/m2.s，氣12-20 l/m2.s，濾層膨脹率約10%。

沖洗方式∶長(zhǎng)柄濾頭配水配氣。先氣洗3-5min，然后氣水聯(lián)合洗3-5min，最后單水洗3-5min。通過(guò)沖洗把濾層內(nèi)截留的污泥及老化的生物膜排出，但沖洗強(qiáng)度不可過(guò)大，以保留足夠的活性生物膜，為下一周期生化處理能力的恢復(fù)創(chuàng)造條件。沖洗耗水量為濾水量的7-10%。

曝氣∶為微生物提供生長(zhǎng)繁殖所需的溶解氧，并有攪動(dòng)濾層，促進(jìn)老化膜脫落更新的功能。需氧量約0.42－0.8kgO2/kg BOD5，可用安裝于濾板面上的穿孔管或空氣擴(kuò)散器（曝氣頭）配氣。為防止水倒流，反沖洗空氣干管及曝氣干管的管底應(yīng)局部抬高至濾池最高水位之上500mm。

工作周期∶24-48h

單格過(guò)濾面積∶50-100m2

2 池型

為了保證反沖洗效果，單池面積不宜太大（≤100m2），平面上通常采用矩形，單側(cè)配水配氣，縱橫向長(zhǎng)度比 1∶1.2－1∶1.5，縱向（短邊）長(zhǎng)≤8m并應(yīng)在橫向（長(zhǎng)邊）前端沿全長(zhǎng)設(shè)配水配氣室均勻地配水配氣。進(jìn)水孔位于濾池底板面上。進(jìn)氣孔頂應(yīng)與濾板底持平或稍低，孔徑（50-80mm）不宜過(guò)大。某工程設(shè)計(jì)池橫向兩端各一米多長(zhǎng)無(wú)進(jìn)水進(jìn)氣孔，濾梁頂面又無(wú)平衡孔；進(jìn)氣孔位于濾板底下300mm處，孔徑d100mm，導(dǎo)致反沖洗時(shí)濾池兩側(cè)由于濾梁阻隔沒(méi)有反洗空氣通過(guò)，中部則發(fā)生嚴(yán)重的射流，布?xì)怙@然無(wú)均勻可言。

3 濾板、濾梁

曝氣生物濾池濾板、濾梁的設(shè)計(jì)施工要求與給水V型濾池相同，濾梁設(shè)計(jì)除了保證縱向強(qiáng)度外還應(yīng)具備必要的橫向剛度，以抵御濾板安裝時(shí)可能發(fā)生的水平力的作用。濾板、濾梁的強(qiáng)度應(yīng)比池體砼提高一級(jí)，其制作、安裝的精度要求很高，一般土建單位難以達(dá)到，應(yīng)交由專(zhuān)業(yè)廠家用專(zhuān)用鋼模生產(chǎn)。濾板宜采用臥式模具，每次生產(chǎn)一塊，脫模時(shí)間為24h（夏季高溫時(shí)應(yīng)不少于16h即兩天三脫模）。為縮短制作、安裝周期，有人曾采用ABS板材制作底模整體現(xiàn)澆濾板，但因底模凹凸不平，配氣配水不夠均勻，且造價(jià)與預(yù)制相比增加50-100%。某單位采用立式模具，據(jù)稱每次可生產(chǎn)五塊。但模具內(nèi)氣體排除困難，所產(chǎn)濾板氣泡很多，強(qiáng)度很低；鋼筋位置難固定，露筋多；濾板邊緣密實(shí)度更低，毛刺、缺損、掉角甚多，導(dǎo)致全部翻工重做。某工程把濾梁交由濾池土建單位現(xiàn)場(chǎng)澆制，雖然施工時(shí)費(fèi)煞了苦心，但拆模后檢查仍有不少預(yù)埋螺栓偏位過(guò)大（濾板安裝位置不足，一格池甚至多達(dá)20塊濾板放不下），梁身彎曲不直（突出部位濾頭桿插入受阻，凹陷部位濾板支承面不夠，應(yīng)力過(guò)于集中），梁頂面最大水平誤差竟達(dá)19mm，直接影響濾板的安裝和使用壽命。

4 濾頭與開(kāi)孔率

曝氣生物濾池通常采用小阻力配水系統(tǒng)（長(zhǎng)柄濾頭）。濾池進(jìn)水雖然已經(jīng)預(yù)處理，其中的懸浮物質(zhì)仍然較多，且較粗大，特別是生活污水粘稠物質(zhì)多，水中混有許多塑料薄膜碎片，對(duì)濾頭危害很大。為了避免堵塞，濾頭縫隙應(yīng)比給水濾頭寬（2.0-2.5mm），每個(gè)濾頭縫隙總面積約250-350mm2。開(kāi)孔比可比給水濾池大，約0.011-0.015。配氣孔直徑2.0-2.5 mm，位置應(yīng)在濾桿絲扣之下或與濾板底面平，它與濾桿下端的配水條形孔的距離應(yīng)保持150-200mm以上。開(kāi)孔比過(guò)大除了影響反沖洗均勻性外，還導(dǎo)致配水配氣穩(wěn)定性下降（對(duì)反洗系統(tǒng)內(nèi)其它因素的微小變化敏感）。某工程采用開(kāi)孔比0.027，濾頭配氣孔（d=4mm）位置偏低（距濾板底238mm，距配水條形孔僅50mm），試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)不僅沖洗不均勻，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的脈沖；而且當(dāng)空氣壓力變化氣墊層下界面發(fā)生波動(dòng)時(shí)，大量空氣從下界面降低的區(qū)域內(nèi)之濾頭（通過(guò)配水條形孔）噴射而出，即產(chǎn)生所謂"氣墊層擊穿"現(xiàn)象。

5 承托層

給水V型濾池濾頭縫隙窄（0.25-0.3mm）,開(kāi)孔比小（約0.008-0.01）配水較均勻，濾料一般采用均粒（0.9-1.2mm）石英砂，礫石承托層可簡(jiǎn)化為一層（粒徑2-4mm，厚100-150mm）。曝氣生物濾池濾頭縫隙寬，開(kāi)孔比大，沖洗強(qiáng)度較大，濾料為3-6mm的陶粒濾料，礫石承托層建議分為2-4mm，4-8mm，8-16mm三層布置，每層厚50-100mm。

6 濾頭防堵

上向流曝氣生物濾池從濾板下進(jìn)水，水中含較多懸浮物（特別是塑料薄膜碎片），長(zhǎng)期運(yùn)行濾頭堵塞難以避免，一旦出現(xiàn)很難清洗。某污水廠曾因此而導(dǎo)致反沖洗時(shí)把濾板掀翻這樣的嚴(yán)重后果。設(shè)計(jì)上除在池壁濾板底高度下設(shè)檢修人孔外，還應(yīng)考慮必要時(shí)利用濾池水位迅速地從上而下逆向沖洗濾頭把堵塞物排走的相應(yīng)措施。

7 壓縮空氣系統(tǒng)

曝氣生物濾池與給水V型濾池一樣通常采用氣動(dòng)蝶閥控制。后者的動(dòng)力是壓縮空氣。壓縮空氣應(yīng)經(jīng)過(guò)仔細(xì)的過(guò)濾、干燥然后通過(guò)管道輸送到各氣動(dòng)閥門(mén)的電磁閥上。壓縮空氣系統(tǒng)的管道由于接頭多，施工時(shí)應(yīng)注意其氣密性。否則會(huì)由于漏氣導(dǎo)致空壓機(jī)頻繁起動(dòng)，既浪費(fèi)能源又影響空壓機(jī)的壽命。為減少空壓機(jī)起動(dòng)頻率，系統(tǒng)內(nèi)另配一個(gè)較大的貯氣罐是必要的。管道材質(zhì)最好采用不銹鋼管（或無(wú)縫鋼管），焊接接頭。通往各格濾池或設(shè)備（反洗水泵、鼓風(fēng)機(jī)）的支管前端應(yīng)有控制閥門(mén)（法蘭連接），便于分段檢修。鍍鋅鋼管（絲扣連接）接頭氣密性較差；長(zhǎng)期運(yùn)行內(nèi)壁生銹，銹斑一旦脫落便會(huì)堵塞電磁閥。某工程采用鋁塑復(fù)合管，雖可防止銹蝕，但因其剛度不足，運(yùn)行時(shí)在空氣壓力作用下接頭處容易脫開(kāi)。

曝氣生物濾池在我國(guó)應(yīng)用已經(jīng)十分的廣泛，尤其是在污水的深度處理、用地緊張情況下的城市生活污水處理方面，其運(yùn)行的優(yōu)缺點(diǎn)也十分的明顯，在我國(guó)大中城市污水處理廠改造中必將有其用武之地，但對(duì)其不足之處也應(yīng)該慎重對(duì)待！

[1]詹文敏,程寒飛,陳祥宏,劉通.曝氣生物濾池設(shè)計(jì)與施工應(yīng)注意的問(wèn)題.工業(yè)用水與廢水2007-08-28.