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曝气生物滤池设计与施工问题
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。 |
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发表于 2009-5-4 10:41:18
