曝气生物滤池污水处理工艺与设计

环境工程２００６年２月第２４卷第１期

９

曝号生物滤池污水处理工艺与设计”

张文艺１’２

翟建平１郑

俊２王健２

李琴１

（１．污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院，南京２１００９３；２．安徽工业大学环境工程系，马鞍山２４３００２）

摘要论述了曝气生物滤池污水处理原理、构造及其滤料作用机理，提供了一种利用粉煤灰和粘土生产生物滤料的配

方和生产工艺流程，并对当前曝气生物滤池滤料研究进行了归纳，介绍了几种曝气生物滤池工艺基本类型及其组合流程。曝气生物滤池污水处理工艺设计与计算主要包括滤料体积、滤池总面积、滤池高度、布水布气系统、反冲洗系统以及污水与滤料的接触时间等。作为实例，对水量为２关键词

曝气生物滤池（ＢＡＦ）

滤料

污水处理

５００

ｍ３／ｄｄ，区污水曝气生物滤池（ＤＣ、ＤＮ）进行了工艺设计。

有机负荷

ｌ曝气生物滤池工艺

１．１曝气生物滤池原理及其工艺特点

曝气生物滤池（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ

Ａｅｒａｔｅｄ

着较好的应用前景…。尤其适用于人口密集、土地资源紧缺的城镇污水处理，且不需设置二沉池，使工艺大大简化，设备配套少，便于操作管理和掌握…。而且该技术不仅可用于水体富营养化处理，而且可以广泛地被用于城市污水、小区生活污水、生活杂排水和食品加工废水、酿造和造纸等高浓度废水的处理心］。１．２曝气生物滤池构造

曝气生物滤池可以看成是生物接触氧化法的一种特殊形式，即在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料，以提供生物膜生长的载体，并根据污水流向不同分为上向流或下向流滤池。污水由下向上或由上向下流过填料，在滤料层下部鼓风曝气，使空气与污水逆向或同向接触。其结构与普通快滤池类似，见

Ｆｉｌｔｅｒ）简称ＢＡＦ，

其基本原理是在一级处理基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为处理介质，充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、膜及膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物多级捕食作用，实现污染物在同一单元反应器内去除。反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化、反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的。在污水的有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氮、除磷以及微污染水源的预处理过程中有

＊安徽省教育自然科学基金项目（２００５ｋｊ０３３）资助项目（２００３ｊｑｌ３２）

安徽省优秀青年教师

的关键步骤，然后有机物被催化剂氧化；而进水ｐＨ变化会对催化剂颗粒表面电荷的变化、有机物在溶液中的存在状态产生影响，从而影响有机物在催化剂表面的吸附。由于１，５一萘二磺酸在进水为酸性时比碱性条件下易于在催化剂表面吸附，故酸性条件下催化剂的活性高于碱性条件。３结论

（１）在３８０～４４０

ｏＣ，２４

参考文献

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Ｏｒｇａｎｉｃ

Ｄ

Ｄ，ｅｔ

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Ｓ

Ｒ，Ｂａｌｉｎｓｋｙ

Ｋｉｎｅｔｉｃ

ａ１．Ａｑｕｅｏｕｓ—ｐｈａｓｅ

ＭＰａ条件下，催化剂

Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ：ｔｈｅ

ｏｆ

ＳｉｎｇｌｅＣｏｍｐｏｕｎｄｓ．Ｌａｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．

Ｍｎ２０，／ｙ．Ａ１２０，和Ｖ：０，／７．ＡＩ：Ｏ。对临界水氧化１，５．萘二磺酸具有显著的催化作用，ＴＯＣ去除率达到９０％以上。

（２）催化剂Ｍｎ：０，／７．Ａ１：０，和Ｖ：０，／７。Ａ１２０，的催化效果随反应温度的升高而增强，随停留时间的延长先增强后趋于平缓，随ｐＨ值的减小而增强。

Ｒｅｓ．，１９８７，２６：１４８・１５４．

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Ｈ

Ｓ，Ｓｍａｎｔ

Ｓ

Ｄ，ＪｏｓｈｉＪ

Ｂ．ＫｉｎｅｔｉｃｓｏｆＷｅｔＡｉｒＯｘｉｄａｔｉｏｎｏｆ

ＰｈｅｎｏｌａｎｄＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ

Ｐｈｅｎｏｌｓ．Ｗａｔ．Ｒｅｓ．，１９９１，２５：１３５－１４５．

通讯作者工程专业

林春绵３１００１４杭州市朝晖六区浙江工业大学环境

电话（０５７１）８８３２００５４

Ｅ－ｍａｉｌ

ｌｃｍ＠ｍａｉｌ．ｈｚ．ｚｊ．ｃａ

‘。。。。。。。。。。。。。。’。’。。。。’’。。。’。。。。孀。。’。—

万方数据　

１０

环境工程

２００６年２月第２４卷第１期

图１。污水经水泵注入曝气生物滤池底部，经过长柄滤头进入滤料层。同时向滤料层进行曝气充氧，出水经反冲洗水池（贮水池）外排。

１一缓冲配水区；２－－摩托层；３一滤料区；４一出水区；５－－出水槽；

６一反冲洗排水管；７一净化水排出管；８－－斜板沉淀区；９一栅形稳流板；１０一曝气管；１１一反冲洗气管；１２一反冲洗水管；

１３一滤池进水管；１４一撑料板；１５一滤头

图１

曝气生物滤池构造…

１．３曝气生物滤池的启动

曝气生物滤池的启动与一般生物膜法的启动方式相同。国内很多生物膜装置采用了快速排泥法，这种方法一般是采用活性污泥接种，通气闷曝一段时间后排出上清液，再加入待处理污水继续闷曝一段时间，然后连续进水、曝气直至稳态运行为止。笔者曾采用连续进水法进行生物膜的培养，方法是将采自下水道污泥适量加入淘米水中搅拌，去掉沉淀污泥后的污水连续加入反应器并进行曝气，连续进淘米水３

ｄ

后，停止加污泥，并改进试验污水，控制反应器混合液呈弱碱性，１４ｄ后可见滤池滤料上生长了薄薄一层生物膜。同时反应器对废水中的ＣＯＤ。，去除率达到了７０％，此时认为反应器启动挂膜成功。２曝气生物滤池滤料

曝气生物滤池滤料集生物氧化和截留悬浮固体于一体，同时实现了曝气分布与水流分布的均匀化，减少水流阻力和反冲洗的阻力，节省了后续二次沉淀池，提高废水有机物容积负荷与生物滤池的水力负荷；缩短生物滤池中水力停留时间，相应减少废水处理的基建投资和占地面积；降低废水处理和生物滤料反冲洗运行能耗，节约废水处理成本；经处理后的出水能够达到中水回用的水质标准，节约宝贵的水资源。

国内外有关曝气生物滤池滤料研究正方兴未

万　

方数据艾∞ｏ。主要研究方向包括：①目前陶粒生物滤料的性能参数与污水处理效率之间的关系；②滤料结构及其粒度级差匹配对典型有机物去除机理¨ｏ。③陶粒生物滤料的表面改性与系列化陶粒滤料产品开发研究，通过物理和化学手段，改变填料表面的介质和官能团结构，从而实现陶粒填料表面的改性，增加滤料比表面积和等点电位，强化其吸附能力，提高滤料对废水中微量有害金属离子、细菌、病毒和有机碳的去除效率，进而提高ＢＡＦ整个反应器的处理能力，并据此研究生产出适合不同水质处理要求的系列化陶粒生物滤料新产品。而粉煤灰生物滤料以粉煤灰为主要原料，粘土为粘结剂，并掺加少量造孔剂，经高温烧结而成的，粒度一般在中３～６ｍＩｎ左右。其生产工艺为：首先将粘土烘干，并粉碎到粒度＜１００目，然后按配方

取粘土粉（４５％）、粉煤灰（５０％）与造孔剂（５％）进行干粉料混合，再加入１０％～２０％的水混合均匀，并造粒成型，粒度控制在夺３～６ｍｌｎ。湿颗粒经（１００±５）℃干燥后放人马沸炉中烧成，温度控制在９５０～

１１００ｏＣ。

单个曝气生物滤池可以完成碳化、硝化、反硝化、除磷等功能，与其他工艺组合可以进行一般城市污水或工业废水的二级或三级处理。其工艺流程根据处理水质要求可分为３种，即：脱碳曝气生物滤池（ＤＣ）、硝化曝气生物滤池（Ｎ）、反硝化曝气生物滤池（ＤＮ）。曝气生物滤池处理污水典型工艺组合如表１所示。

表１曝气生物滤池（ＢＡＦ）典型工艺组合

功能

典型流程

碳化Ｓ，Ｃ＋ＢＡＦ，Ｃ碳化ＵＡＳＢ，Ｃ＋ＢＡＦ，Ｃ碳化＋硝化

Ｓ／Ｃ＋ＢＡＦ／Ｃ／Ｎ

碳化＋硝化＋反硝化Ｓ／Ｃ＋ＢＡＦ／Ｃ／Ｎ＋ＢＡＦ／ＤＮ碳化＋硝化＋反硝化

ＡＳ＋ＢＡＦ，Ｎ＋ＢＡＦ／ＤＮ

注：Ｓ／Ｃ为化学沉淀，ＢＡＦ为曝气生物滤池，ＵＡＳＢ为厌氧污泥床，ＤＣ曝气生物滤池的设计与计算

曝气生物滤池的设计与计算主要包括滤料体积、

滤池总面积、滤池高度、布水布气系统、反冲洗系统以及污水与滤料的接触时间等。滤池池体的设计与计算主要是确定滤料体积及

３曝气生物滤池工艺设计

３．１曝气生物滤池工艺基本类型及流程

，ｃ为碳化，，Ｎ为硝化，／ＤＮ为反硝化，ＡＳ为活性污泥。３．２

３．２．１滤池池体的设计与计算

环境工程

２００６年２月第２４卷第１期

滤池各部分尺寸。通常采用ＢＯＤ，有机负荷Ⅳ。法，即每立方米滤料每天所能接受并降解ＢＯＤ，的量，以ｋｇ／（ｍ３－ｄ）表示。对于二级污水处理Ｎ。取值２．０～

４．０

ｋｇ／（ｍ３・ｄ），当对处理出水对氨氮硝化有要求时，

Ⅳ。一般取值≤２．０ｋｇ／（ｍ３・ｄ），当进行三级处理时，Ⅳ。一般取值０．１２～０．１８２ｋｇ／（ｍ３・ｄ）。设计时先确定滤料体积，然后再计算其他部分尺寸。滤料的总有效体积形可用下式计算：

形＝盖

（１）

滤池总面积为：Ａ：百Ｗ，Ｈ为滤料层高度，一般为

／－／

２．５～４．５

ｍ。单个滤池面积一般控制在ａ≤１００

ｍ２。

因此，滤池座数为：凡＝一ｚｑ＿

（２）滤池总高度为：Ｈｏ＝Ｈ＋ｈｌ＋ｈ２＋ｈ３＋ｈ４

（３）

其中：配水室高度ｈ。＝１．０～１．２ｍ，承托层高度ｈ：＝

０．３～０．５

ｍ，清水区高度ｈ，＝０．７～１．０ｍ，超高ｈ。＝

０．３～０．５ｍ

污水流过滤料层高度的空塔停留时间ｔ．（ｈ）：

忙等×２４‘ｌ

２万×

（４）（４Ｊ

污水流过滤料层高度的实际停留时间ｔ（ｈ）：

ｆ：笑×２４ｅ‘５万×８

（５）Ｌ，Ｊ

ｅ为孔隙率，对圆形陶粒滤料，一般ｅ＝０．５。

对于单个滤池池形一般为圆形，对于多个滤池，一般为共壁正方形。

３．２．２供气量的计算与供气系统的设计

曝气生物滤池微生物需氧量ＯＲ可用下式计算：ＯＲ＝０．８２×（ＡＢＯＤ５／ＢＯＤ５）＋０．３２×（Ｘｏ／ＢＯＤ５）

（６—１）

或

０２＝ａ７ＢＯＤ５＋６７Ｐ

（６—２）

其中ａ７＝１．４６，ｂ７＝０．１８，尸＝２～４

ｋｇ／ｍ３

实际供氧量计算公式为：

耻而面笺翻

（７）

供气量：Ｇ。＝矿釜

（８）

对曝气生物滤池Ｅ。取２５％～３０％

供气系统采用鼓风曝气系统，主要有鼓风机、空气扩散装置（曝气器）和一系列管道组成。其设计内容包括空气扩散装置、空气管道的布置与设计、鼓风

万　

方数据机型号与台数的确定３部分。空气扩散装置的设计主要考虑氧的利用率Ｅ。、动力效率Ｅ。、节能、不易堵塞、易于管理维护等。空气管道的计算设计公式如下。

管道压力损失：＾，＝＾ｒｌ＋＾，２

压缩空气绝对压力：ｐ：至＿尘堡二拿二业（１０）

（９）

７惦

或用式（１１）估算：

Ｐ＝（１．５＋‰）×９．８

（１１）

鼓风机所需压力：珥＝＾，１＋＾，２＋＾，３＋＾丹

（１２）

式（９）～（１２）中＾，为空气管道压力损失；Ｊｌ。管道沿程损失；＾，２局部损失；＾，３扩散装置安装深度；ｈｚ４扩

散装置的阻力；＾方所在地区大气压；巩空气扩散装置

的水面深度；Ｐ空气压力；ＨＩ鼓风机所需压力。

空气干管一般敷设在地面上，接人ＢＡＦ池的空气管道应高出池水面０．５Ｉｎ以上，以防止回水。空气干管、支管内空气流速为１０—１５ｒｉｇｓ，通向空气扩散装置的竖管、小支管为４—５ｍ／ｓ。空气管道和空气扩散装置的压力损失一般为１４．７ｋＰａ以内，其中空气管

道总损失控制在４．９ｋＰａ以内，扩散装置损失为４．９—

１０．９

ｋＰａ以内。同一系统，尽量采用同一型号风机。

当台数≤３时，备用１台，当台数≥４时，备用２台。

安装时，每台风机应单设基础，间距≥１．５ｉｎ，双电源，满负荷设计。风机房设计应采取防止噪声措施，符合《工业企业厂界标准》和《城市区域环境噪声标准》。３．２．３配水系统的设计

曝气生物滤池的配水系统一般采用小阻力配水系统，并根据反冲洗形式采用滤头、格栅、平板孔式较多。可参阅《给水排水设计手册》中有关过滤章节。３．２．４反冲洗系统的设计

曝气生物滤池与一般滤池反冲洗方式大致相同，主要有单一水反冲洗和气．水联合反冲洗。气一水联合反冲洗按水、气的冲洗先后顺序又分为先气后水和气水同时冲洗工艺。采用气．水联合反冲洗通常顺序

为：先单独用气反冲洗，再气．水联合反冲洗，最后用清水反冲洗。操作过程由ＰＬＣ或计算机自动控制。

反冲洗周期约为２４～４８ｈ，反冲洗水速为１５—２５

ｍ／ｈ

（Ｑ进水／Ｑ冲洗＝１５％～３０％），气速为２０～７０ｍ／ｈ，冲洗排水ＳＳ为８００～１

２００ｍｇ／Ｌ。

３．２．５污泥产量的计算

曝气生物滤池污泥产量可按（３）式计算：

１２

环境工程

２００６年２月第２４卷第１期

、，

１

２———五面面Ｆ—一

（０．６×ＡＳＢＯＤ５＋０．８Ｘｏ）

（１３）

式中

ｙ一污泥产量；ＡＳＢＯＤ，一溶解ＢＯＤ量；

ＡＴＢＯＤ５一总ＢＯＤ５时；墨一进水Ｓｓ。

３．３Ｎ曝气生物滤池的设计与计算３．３．１

Ｎ池体的设计与计算

与ＤＣ池相似，主要包括滤料体积及滤池各部分尺寸的确定，可按表面负荷和容积负荷法进行设计。

滤料表面负荷ｑＮＨ是指每平方米滤料每天所能，－Ｎ

接收并降解的ＮＨ３．Ｎ是，以ｇ，（ｍ２・ｄ）表示，它与ＮＨ３．Ｎ浓度、水温、供氧量和滤池的水力负荷有关。对于一般城市污水，滤料表面负荷ｑ。吼一。为

０．４

ｇ／（ｍ３・ｄ）（出水ＮＨ３一Ｎ＜２

ｍｇ／Ｌ，Ｔ＝１０

ｏＣ）。当

温度为２０℃时，适宜负荷为０．５～１０ｇ，（ｍ２・ｄ）

滤料总表面积计算公式为：

Ｓ＝—————上

ＱＡＣＮＩＬ—Ｎ

ｆ１４）

ｑＮ｜Ｌ．Ｎ

滤料体积为：

Ｗ＝导

（１５）

滤料容积负荷ｑ７。叱．。是指每立方米滤料每天所能接收并降解的ＮＨ３．Ｎ量，以ｋｇ／（ｍ３・ｄ）表示。对于淹没式硝化滤池，其硝化容积负荷一般在０．１～

１．５

ｋｓ／（ｍ３・ｄ）。考虑到硝化时多种影响因素，工程设

计时，一般选取０．４～０．８ｋｇ／（ｍ３・ｄ）。已知硝化负荷后，滤池所需体积可按下式计算：

Ｗ

２而碗（１６）

Ｑ△ＣＨＫ—

Ｎ滤池总截面积为：Ａ＝百Ｗ（１７）

每座滤池的面积为：ｎ＝兰

（１８）

３．３．２供气量的计算与供气系统的设计

微生物需氧量包括降解有机物和硝化的需氧量，可用下式估算：

Ｒ。＝（ＱＬｘＣＢｏＤ）／１

０００

（１９）Ｒ。＝（４．５７ＱＬｘＣ。｜Ｌ．。）／１

０００

（２０）

Ｒ＝Ｒ。＋Ｒ。（２１）

３．３．３硝化滤池碱需要量的计算

一般，硝化ｌｇＮＨ，一Ｎ需要消耗７．１４ｇ碱度，故需

万　

方数据碱量计算公式为：

碱度＝（７．１４ＱＡＣｗ码．ｗ）／１

０００

（２２）

对于典型城市污水，进水中的ＮＨ３一Ｎ浓度一般为２０～４０

ｍｇ／Ｌ，ＴＫＮ＝５０～６０

ｍｇ／Ｌ，碱度约３００ｍｒｇＬ

（以ＣａＣＯ，计），假定部分ＴＫＮ用于细胞合成，则污水

中氨氮为５０ｍｇ／Ｌ（估算），按８０％去除率计，硝化碱量约为：５０×７．１４

Ｘ

０．８＝２８５．６

ｍｇ／Ｌ。可见，对城市污

水处理厂，当采用硝化脱氮工艺时，不需要另外补充碱度。

３．３．４配水系统与反冲洗系统的设计

同ＤＣ曝气生物滤池。

３．４

ＤＮ滤池的设计计算

反硝化所需的有机物总量（碳源）可按下式计算：Ｃ。＝２．８６ＥＮＯ；．Ｎ］＋１．７１［Ｎ呸．Ｎ］＋ＤＯ（２３）ＮＯ；．Ｎ反硝化负荷ｇ。。一般为０．８～

４．０

ｋｇ／（ｍ３・ｄ）按反硝化负荷计算滤料体积公式为：

ｙ一掣

（２４）

反硝化产碱量：

碱量＝（３．７５ＱＡＣ）／１ｏｏｏ（以ＣａＣＯ，计）（２５）

反硝化滤池除没有曝气系统外，其它部分均同硝化滤池。

３．５曝气生物滤池设计举例

某市有处理２

５００

ｍ３／ｄ的小区污水，拟采用ＤＣ、

Ｉ）Ｎ曝气生物滤池对污水进行处理，要求排水达到Ｉ级排放标准，主要水质指标为：进水ＢＯＤ，＝１５３ｍｇＣＬ，

ＮＨ３・Ｎ＝２４ｍｇＣＬ，ＳＳ＝１８０

ｍｇ／Ｌ，水温Ｔ＝２５℃。要

求出水ＢＯ耽≤２０ｍ∥Ｌ，ＮＨ３一Ｎ≤５ｍｓ／Ｌ，试设计Ｄｃ、Ｎ曝气生物滤池的主要工艺参数。

３．５．１

ＤＣ滤池设计

取ＢＯＤ，有机负荷Ｎ。＝３ｋｇ／（ｍ３・ｄ），则所需滤料的体积缈为：

形＝丁Ｑ丽’ＡＳ＝兰三Ｑ鱼｝．＿毛铲＝１１０．８Ⅱ１３

取滤料层高度日为４．０ｍ，则ＤＣ池面积为：

Ａ。＝罟＝等＝２７．７＾ｏ

２百２丽２・ｍ

ｍ２

取圆形滤池，直径ｄ＝√石忑万：５．９４ｍ，取整数

ｄ＝６．０

ｍ，其面积为Ａ＝２８．３

ｍ２

取配水室高度ｈ。＝１．０ｍ，承托层高度ｈ：＝０．３ｍ，清水区高度ｈ，＝０．８ｍ，超高ｈ。＝０．４ｍ，则滤池总高

１ｄ／ＤＯＢｇＴｋＡｇｋ／ｇｋ

环境工程２００６年２月第２４卷第１期

１３

度为

Ｈｏ＝Ｈ＋ｈｌ＋ｈ２＋ｈ３＋ｈ４＝６．５

Ｉｎ

污水流过滤料层的实际停留时间为：

”等×２４ｅ．０．５４３

ｈ

水力负荷为：

ｇ＝奇！ｂ＝３．６８

ｍ３／（ｍ２・ｈ）

去除单位重量ＢＯＤ５的需氧量为：

ＯＲ＝０．８２×（ＡＢＯＤ／ＢＯＤ）＋０．３２×

（Ｘｏ／ＢＯＤ）ｋｇ＝１．０９

即去除１

ｋｇ

ＢＯＤ５需要提供１．０９

ｋｇＯ：

故每天去除ＢＯＤ，需提供的总氧量为：

Ｒｏ＝Ｑ・ＡＢＯＤ５・ＯＲ＝３６２．４

ｋｇ／ｄ

取Ｅ。＝３０％，则Ｑ。为：

Ｑ。＝共耥×－ｏｏ％州册

曝气器安装在滤池水面线下Ｈ＝４．９５Ｉｎ处，曝气器绝对压力为：

Ｐｂ＝Ｐ＋Ｈ×９．８×１０３＝１．４９８×１０ｓ

Ｐａ

当水温为２５ｏＣ时，Ｃ。＝８．４ｍｇ／Ｌ，滤池内混合液溶解氧饱和浓度的平均值Ｃ一：，，为：

ｃ郴产ｃ。×（笔＋志）＝９舶ｍ∥Ｌ对小区污水，ａ＝０．８，卢＝０．９，，９＝１，假定出水Ｃ。＝

３

尺。＝ｍｇ／Ｌ实际需氧量为：：—耍—ｒ＝＿石乏石ｉ堡：；；；翻＝８２６．５３

ｋｇ／ｄ

供气量：

岱：志×１００：３８２．６５

ｍ３／ｈ：６．３８ｍ３／ｍｉｎ

取曝气器供气量为０．２８ｍ３，（个・ｈ）则曝气器数量为：

凡。面２，Ｉ、

凡：百３８１２．Ｆ６５：１３６７个

每平方米布置４９个滤头，每个间距１４０ｍｍ。取反冲洗水速１５ｍ／ｈ，则反冲洗水量７

ｍ３／ｍｉｎ

取反冲洗气速２５ｍ／ｈ，则反冲洗气量１１．８ｍ３／ｍｉｎ

污泥产量：

１一

ｌ，：堕堕塑塑型：１．４６

一””

５

污泥量：

ｋ一

ｓ：—ＹＱ—Ｃｏ：５５９．５

０００

一ＪＪＪ‘Ｊ

万　

方数据３．５．２

Ｎ滤池设计

取ＮＨ，．Ｎ滤料容积负荷ｑ’。｝Ｌ．Ｎ＝０．５ｋｇ／（ｍ３・ｄ），则所需滤料的体积形为：

ＱＡＣＮ｝Ｌ．Ｎ

ｍ３

Ｗ＝—１—０—００—ｑ—Ｎ王ｒ～一＿Ｎ＝９５

取滤料层高度日为３．５ｍ，则Ｎ池面积为：

Ａ。＝罟＝２７．２

ｍ２

取圆形滤池，直径ｄ＝￣／Ａ。×４／ｒｔ＝５．９ｍ，取整

数ｄ＝６．０Ｉｎ，其面积为Ａ＝２８．３ｍ２

取配水室高度ｈ，＝１．０ｉｎ，承托层高度ｈ：＝

０．３

ｍ，清水区高度ｈ。＝０．７ｍ，超高ｈ。＝０．４Ｉｎ，则滤

池总高度为：

Ｈｏ＝Ｈ＋ｈｌ＋ｈ２＋ｈ３＋ｈ４＝５．９ｍｏ

污水流过滤料层的实际停留时间为：

社等×２４ｅ－ｏ．５４３

ｈ

水力负荷为：

ｇ＝百岳＝３．６８

ｍ３／（ｍ２・ｈ）

其它参数设计方法同ＤＣ滤池。

曝气生物滤池工艺的基本原理是利用颗粒状填料及其附着生长的生物膜通过生物代谢作用、物理过滤作用、膜及膜和填料的物理吸咐作用以及反应器内食物多级捕食作用，实现污染物在同一单元反应器内去除。轻质、高比表面积球型滤料是曝气生物滤池工艺的关键。曝气生物滤池工艺有多种工艺组合流程。其设计计算包括滤料体积、滤池总面积、滤池高度、布水

布气系统、反冲洗系统以及污水与滤料的接触时间等。

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Ａｅｒａｔｅｄ

ＦｉｌｅｒＢＡＦｍｅｄｉａ．Ｗａｔ．ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．．１９９６．（３）４：３６３．３７０．

电话（０２５）８３５９２９０３（０５５５）２３１１１１１

ｐａｃｚｍｔ＠ａｈｕｔ．ｅｄｖ．ｃｎ

菊万ｊ万ｊ丁贬磊

４小结

作者通讯处张文艺２１００９３南京大学环境学院Ｅ・ｍａｉｌ

曝气生物滤池污水处理工艺与设计

作者：作者单位：

张文艺， 翟建平， 郑俊， 王健， 李琴

张文艺(污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院,南京,210093;安徽工业大学环境工程系,马鞍山,243002)， 翟建平,李琴(污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院,南京,210093)， 郑俊,王健(安徽工业大学环境工程系,马鞍山,243002)环境工程

ENVIRONMENTAL ENGINEERING2006,24(1)17次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

参考文献(4条)

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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hjgc200601002.aspx

环境工程２００６年２月第２４卷第１期

９

曝号生物滤池污水处理工艺与设计”

张文艺１’２

翟建平１郑

俊２王健２

李琴１

（１．污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院，南京２１００９３；２．安徽工业大学环境工程系，马鞍山２４３００２）

摘要论述了曝气生物滤池污水处理原理、构造及其滤料作用机理，提供了一种利用粉煤灰和粘土生产生物滤料的配

方和生产工艺流程，并对当前曝气生物滤池滤料研究进行了归纳，介绍了几种曝气生物滤池工艺基本类型及其组合流程。曝气生物滤池污水处理工艺设计与计算主要包括滤料体积、滤池总面积、滤池高度、布水布气系统、反冲洗系统以及污水与滤料的接触时间等。作为实例，对水量为２关键词

曝气生物滤池（ＢＡＦ）

滤料

污水处理

５００

ｍ３／ｄｄ，区污水曝气生物滤池（ＤＣ、ＤＮ）进行了工艺设计。

有机负荷

ｌ曝气生物滤池工艺

１．１曝气生物滤池原理及其工艺特点

曝气生物滤池（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ

Ａｅｒａｔｅｄ

着较好的应用前景…。尤其适用于人口密集、土地资源紧缺的城镇污水处理，且不需设置二沉池，使工艺大大简化，设备配套少，便于操作管理和掌握…。而且该技术不仅可用于水体富营养化处理，而且可以广泛地被用于城市污水、小区生活污水、生活杂排水和食品加工废水、酿造和造纸等高浓度废水的处理心］。１．２曝气生物滤池构造

曝气生物滤池可以看成是生物接触氧化法的一种特殊形式，即在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料，以提供生物膜生长的载体，并根据污水流向不同分为上向流或下向流滤池。污水由下向上或由上向下流过填料，在滤料层下部鼓风曝气，使空气与污水逆向或同向接触。其结构与普通快滤池类似，见

Ｆｉｌｔｅｒ）简称ＢＡＦ，

其基本原理是在一级处理基础上，以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为处理介质，充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、膜及膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物多级捕食作用，实现污染物在同一单元反应器内去除。反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域，可同步实现硝化、反硝化，在去除有机物的同时达到脱氮的目的。在污水的有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氮、除磷以及微污染水源的预处理过程中有

＊安徽省教育自然科学基金项目（２００５ｋｊ０３３）资助项目（２００３ｊｑｌ３２）

安徽省优秀青年教师

的关键步骤，然后有机物被催化剂氧化；而进水ｐＨ变化会对催化剂颗粒表面电荷的变化、有机物在溶液中的存在状态产生影响，从而影响有机物在催化剂表面的吸附。由于１，５一萘二磺酸在进水为酸性时比碱性条件下易于在催化剂表面吸附，故酸性条件下催化剂的活性高于碱性条件。３结论

（１）在３８０～４４０

ｏＣ，２４

参考文献

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ＳＲ，Ｂａｌｉｎｓｋｙ

ＡＭ，ＲｅｉｂｌｅＤＤ，ｅｔ

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Ｏｒｇａｎｉｃ

Ｄ

Ｄ，ｅｔ

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Ｓ

Ｒ，Ｂａｌｉｎｓｋｙ

Ｋｉｎｅｔｉｃ

ａ１．Ａｑｕｅｏｕｓ—ｐｈａｓｅ

ＭＰａ条件下，催化剂

Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ：ｔｈｅ

ｏｆ

ＳｉｎｇｌｅＣｏｍｐｏｕｎｄｓ．Ｌａｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．

Ｍｎ２０，／ｙ．Ａ１２０，和Ｖ：０，／７．ＡＩ：Ｏ。对临界水氧化１，５．萘二磺酸具有显著的催化作用，ＴＯＣ去除率达到９０％以上。

（２）催化剂Ｍｎ：０，／７．Ａ１：０，和Ｖ：０，／７。Ａ１２０，的催化效果随反应温度的升高而增强，随停留时间的延长先增强后趋于平缓，随ｐＨ值的减小而增强。

Ｒｅｓ．，１９８７，２６：１４８・１５４．

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Ｈ

Ｓ，Ｓｍａｎｔ

Ｓ

Ｄ，ＪｏｓｈｉＪ

Ｂ．ＫｉｎｅｔｉｃｓｏｆＷｅｔＡｉｒＯｘｉｄａｔｉｏｎｏｆ

ＰｈｅｎｏｌａｎｄＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ

Ｐｈｅｎｏｌｓ．Ｗａｔ．Ｒｅｓ．，１９９１，２５：１３５－１４５．

通讯作者工程专业

林春绵３１００１４杭州市朝晖六区浙江工业大学环境

电话（０５７１）８８３２００５４

Ｅ－ｍａｉｌ

ｌｃｍ＠ｍａｉｌ．ｈｚ．ｚｊ．ｃａ

‘。。。。。。。。。。。。。。’。’。。。。’’。。。’。。。。孀。。’。—

万方数据　

１０

环境工程

２００６年２月第２４卷第１期

图１。污水经水泵注入曝气生物滤池底部，经过长柄滤头进入滤料层。同时向滤料层进行曝气充氧，出水经反冲洗水池（贮水池）外排。

１一缓冲配水区；２－－摩托层；３一滤料区；４一出水区；５－－出水槽；

６一反冲洗排水管；７一净化水排出管；８－－斜板沉淀区；９一栅形稳流板；１０一曝气管；１１一反冲洗气管；１２一反冲洗水管；

１３一滤池进水管；１４一撑料板；１５一滤头

图１

曝气生物滤池构造…

１．３曝气生物滤池的启动

曝气生物滤池的启动与一般生物膜法的启动方式相同。国内很多生物膜装置采用了快速排泥法，这种方法一般是采用活性污泥接种，通气闷曝一段时间后排出上清液，再加入待处理污水继续闷曝一段时间，然后连续进水、曝气直至稳态运行为止。笔者曾采用连续进水法进行生物膜的培养，方法是将采自下水道污泥适量加入淘米水中搅拌，去掉沉淀污泥后的污水连续加入反应器并进行曝气，连续进淘米水３

ｄ

后，停止加污泥，并改进试验污水，控制反应器混合液呈弱碱性，１４ｄ后可见滤池滤料上生长了薄薄一层生物膜。同时反应器对废水中的ＣＯＤ。，去除率达到了７０％，此时认为反应器启动挂膜成功。２曝气生物滤池滤料

曝气生物滤池滤料集生物氧化和截留悬浮固体于一体，同时实现了曝气分布与水流分布的均匀化，减少水流阻力和反冲洗的阻力，节省了后续二次沉淀池，提高废水有机物容积负荷与生物滤池的水力负荷；缩短生物滤池中水力停留时间，相应减少废水处理的基建投资和占地面积；降低废水处理和生物滤料反冲洗运行能耗，节约废水处理成本；经处理后的出水能够达到中水回用的水质标准，节约宝贵的水资源。

国内外有关曝气生物滤池滤料研究正方兴未

万　

方数据艾∞ｏ。主要研究方向包括：①目前陶粒生物滤料的性能参数与污水处理效率之间的关系；②滤料结构及其粒度级差匹配对典型有机物去除机理¨ｏ。③陶粒生物滤料的表面改性与系列化陶粒滤料产品开发研究，通过物理和化学手段，改变填料表面的介质和官能团结构，从而实现陶粒填料表面的改性，增加滤料比表面积和等点电位，强化其吸附能力，提高滤料对废水中微量有害金属离子、细菌、病毒和有机碳的去除效率，进而提高ＢＡＦ整个反应器的处理能力，并据此研究生产出适合不同水质处理要求的系列化陶粒生物滤料新产品。而粉煤灰生物滤料以粉煤灰为主要原料，粘土为粘结剂，并掺加少量造孔剂，经高温烧结而成的，粒度一般在中３～６ｍＩｎ左右。其生产工艺为：首先将粘土烘干，并粉碎到粒度＜１００目，然后按配方

取粘土粉（４５％）、粉煤灰（５０％）与造孔剂（５％）进行干粉料混合，再加入１０％～２０％的水混合均匀，并造粒成型，粒度控制在夺３～６ｍｌｎ。湿颗粒经（１００±５）℃干燥后放人马沸炉中烧成，温度控制在９５０～

１１００ｏＣ。

单个曝气生物滤池可以完成碳化、硝化、反硝化、除磷等功能，与其他工艺组合可以进行一般城市污水或工业废水的二级或三级处理。其工艺流程根据处理水质要求可分为３种，即：脱碳曝气生物滤池（ＤＣ）、硝化曝气生物滤池（Ｎ）、反硝化曝气生物滤池（ＤＮ）。曝气生物滤池处理污水典型工艺组合如表１所示。

表１曝气生物滤池（ＢＡＦ）典型工艺组合

功能

典型流程

碳化Ｓ，Ｃ＋ＢＡＦ，Ｃ碳化ＵＡＳＢ，Ｃ＋ＢＡＦ，Ｃ碳化＋硝化

Ｓ／Ｃ＋ＢＡＦ／Ｃ／Ｎ

碳化＋硝化＋反硝化Ｓ／Ｃ＋ＢＡＦ／Ｃ／Ｎ＋ＢＡＦ／ＤＮ碳化＋硝化＋反硝化

ＡＳ＋ＢＡＦ，Ｎ＋ＢＡＦ／ＤＮ

注：Ｓ／Ｃ为化学沉淀，ＢＡＦ为曝气生物滤池，ＵＡＳＢ为厌氧污泥床，ＤＣ曝气生物滤池的设计与计算

曝气生物滤池的设计与计算主要包括滤料体积、

滤池总面积、滤池高度、布水布气系统、反冲洗系统以及污水与滤料的接触时间等。滤池池体的设计与计算主要是确定滤料体积及

３曝气生物滤池工艺设计

３．１曝气生物滤池工艺基本类型及流程

，ｃ为碳化，，Ｎ为硝化，／ＤＮ为反硝化，ＡＳ为活性污泥。３．２

３．２．１滤池池体的设计与计算

环境工程

２００６年２月第２４卷第１期

滤池各部分尺寸。通常采用ＢＯＤ，有机负荷Ⅳ。法，即每立方米滤料每天所能接受并降解ＢＯＤ，的量，以ｋｇ／（ｍ３－ｄ）表示。对于二级污水处理Ｎ。取值２．０～

４．０

ｋｇ／（ｍ３・ｄ），当对处理出水对氨氮硝化有要求时，

Ⅳ。一般取值≤２．０ｋｇ／（ｍ３・ｄ），当进行三级处理时，Ⅳ。一般取值０．１２～０．１８２ｋｇ／（ｍ３・ｄ）。设计时先确定滤料体积，然后再计算其他部分尺寸。滤料的总有效体积形可用下式计算：

形＝盖

（１）

滤池总面积为：Ａ：百Ｗ，Ｈ为滤料层高度，一般为

／－／

２．５～４．５

ｍ。单个滤池面积一般控制在ａ≤１００

ｍ２。

因此，滤池座数为：凡＝一ｚｑ＿

（２）滤池总高度为：Ｈｏ＝Ｈ＋ｈｌ＋ｈ２＋ｈ３＋ｈ４

（３）

其中：配水室高度ｈ。＝１．０～１．２ｍ，承托层高度ｈ：＝

０．３～０．５

ｍ，清水区高度ｈ，＝０．７～１．０ｍ，超高ｈ。＝

０．３～０．５ｍ

污水流过滤料层高度的空塔停留时间ｔ．（ｈ）：

忙等×２４‘ｌ

２万×

（４）（４Ｊ

污水流过滤料层高度的实际停留时间ｔ（ｈ）：

ｆ：笑×２４ｅ‘５万×８

（５）Ｌ，Ｊ

ｅ为孔隙率，对圆形陶粒滤料，一般ｅ＝０．５。

对于单个滤池池形一般为圆形，对于多个滤池，一般为共壁正方形。

３．２．２供气量的计算与供气系统的设计

曝气生物滤池微生物需氧量ＯＲ可用下式计算：ＯＲ＝０．８２×（ＡＢＯＤ５／ＢＯＤ５）＋０．３２×（Ｘｏ／ＢＯＤ５）

（６—１）

或

０２＝ａ７ＢＯＤ５＋６７Ｐ

（６—２）

其中ａ７＝１．４６，ｂ７＝０．１８，尸＝２～４

ｋｇ／ｍ３

实际供氧量计算公式为：

耻而面笺翻

（７）

供气量：Ｇ。＝矿釜

（８）

对曝气生物滤池Ｅ。取２５％～３０％

供气系统采用鼓风曝气系统，主要有鼓风机、空气扩散装置（曝气器）和一系列管道组成。其设计内容包括空气扩散装置、空气管道的布置与设计、鼓风

万　

方数据机型号与台数的确定３部分。空气扩散装置的设计主要考虑氧的利用率Ｅ。、动力效率Ｅ。、节能、不易堵塞、易于管理维护等。空气管道的计算设计公式如下。

管道压力损失：＾，＝＾ｒｌ＋＾，２

压缩空气绝对压力：ｐ：至＿尘堡二拿二业（１０）

（９）

７惦

或用式（１１）估算：

Ｐ＝（１．５＋‰）×９．８

（１１）

鼓风机所需压力：珥＝＾，１＋＾，２＋＾，３＋＾丹

（１２）

式（９）～（１２）中＾，为空气管道压力损失；Ｊｌ。管道沿程损失；＾，２局部损失；＾，３扩散装置安装深度；ｈｚ４扩

散装置的阻力；＾方所在地区大气压；巩空气扩散装置

的水面深度；Ｐ空气压力；ＨＩ鼓风机所需压力。

空气干管一般敷设在地面上，接人ＢＡＦ池的空气管道应高出池水面０．５Ｉｎ以上，以防止回水。空气干管、支管内空气流速为１０—１５ｒｉｇｓ，通向空气扩散装置的竖管、小支管为４—５ｍ／ｓ。空气管道和空气扩散装置的压力损失一般为１４．７ｋＰａ以内，其中空气管

道总损失控制在４．９ｋＰａ以内，扩散装置损失为４．９—

１０．９

ｋＰａ以内。同一系统，尽量采用同一型号风机。

当台数≤３时，备用１台，当台数≥４时，备用２台。

安装时，每台风机应单设基础，间距≥１．５ｉｎ，双电源，满负荷设计。风机房设计应采取防止噪声措施，符合《工业企业厂界标准》和《城市区域环境噪声标准》。３．２．３配水系统的设计

曝气生物滤池的配水系统一般采用小阻力配水系统，并根据反冲洗形式采用滤头、格栅、平板孔式较多。可参阅《给水排水设计手册》中有关过滤章节。３．２．４反冲洗系统的设计

曝气生物滤池与一般滤池反冲洗方式大致相同，主要有单一水反冲洗和气．水联合反冲洗。气一水联合反冲洗按水、气的冲洗先后顺序又分为先气后水和气水同时冲洗工艺。采用气．水联合反冲洗通常顺序

为：先单独用气反冲洗，再气．水联合反冲洗，最后用清水反冲洗。操作过程由ＰＬＣ或计算机自动控制。

反冲洗周期约为２４～４８ｈ，反冲洗水速为１５—２５

ｍ／ｈ

（Ｑ进水／Ｑ冲洗＝１５％～３０％），气速为２０～７０ｍ／ｈ，冲洗排水ＳＳ为８００～１

２００ｍｇ／Ｌ。

３．２．５污泥产量的计算

曝气生物滤池污泥产量可按（３）式计算：

１２

环境工程

２００６年２月第２４卷第１期

、，

１

２———五面面Ｆ—一

（０．６×ＡＳＢＯＤ５＋０．８Ｘｏ）

（１３）

式中

ｙ一污泥产量；ＡＳＢＯＤ，一溶解ＢＯＤ量；

ＡＴＢＯＤ５一总ＢＯＤ５时；墨一进水Ｓｓ。

３．３Ｎ曝气生物滤池的设计与计算３．３．１

Ｎ池体的设计与计算

与ＤＣ池相似，主要包括滤料体积及滤池各部分尺寸的确定，可按表面负荷和容积负荷法进行设计。

滤料表面负荷ｑＮＨ是指每平方米滤料每天所能，－Ｎ

接收并降解的ＮＨ３．Ｎ是，以ｇ，（ｍ２・ｄ）表示，它与ＮＨ３．Ｎ浓度、水温、供氧量和滤池的水力负荷有关。对于一般城市污水，滤料表面负荷ｑ。吼一。为

０．４

ｇ／（ｍ３・ｄ）（出水ＮＨ３一Ｎ＜２

ｍｇ／Ｌ，Ｔ＝１０

ｏＣ）。当

温度为２０℃时，适宜负荷为０．５～１０ｇ，（ｍ２・ｄ）

滤料总表面积计算公式为：

Ｓ＝—————上

ＱＡＣＮＩＬ—Ｎ

ｆ１４）

ｑＮ｜Ｌ．Ｎ

滤料体积为：

Ｗ＝导

（１５）

滤料容积负荷ｑ７。叱．。是指每立方米滤料每天所能接收并降解的ＮＨ３．Ｎ量，以ｋｇ／（ｍ３・ｄ）表示。对于淹没式硝化滤池，其硝化容积负荷一般在０．１～

１．５

ｋｓ／（ｍ３・ｄ）。考虑到硝化时多种影响因素，工程设

计时，一般选取０．４～０．８ｋｇ／（ｍ３・ｄ）。已知硝化负荷后，滤池所需体积可按下式计算：

Ｗ

２而碗（１６）

Ｑ△ＣＨＫ—

Ｎ滤池总截面积为：Ａ＝百Ｗ（１７）

每座滤池的面积为：ｎ＝兰

（１８）

３．３．２供气量的计算与供气系统的设计

微生物需氧量包括降解有机物和硝化的需氧量，可用下式估算：

Ｒ。＝（ＱＬｘＣＢｏＤ）／１

０００

（１９）Ｒ。＝（４．５７ＱＬｘＣ。｜Ｌ．。）／１

０００

（２０）

Ｒ＝Ｒ。＋Ｒ。（２１）

３．３．３硝化滤池碱需要量的计算

一般，硝化ｌｇＮＨ，一Ｎ需要消耗７．１４ｇ碱度，故需

万　

方数据碱量计算公式为：

碱度＝（７．１４ＱＡＣｗ码．ｗ）／１

０００

（２２）

对于典型城市污水，进水中的ＮＨ３一Ｎ浓度一般为２０～４０

ｍｇ／Ｌ，ＴＫＮ＝５０～６０

ｍｇ／Ｌ，碱度约３００ｍｒｇＬ

（以ＣａＣＯ，计），假定部分ＴＫＮ用于细胞合成，则污水

中氨氮为５０ｍｇ／Ｌ（估算），按８０％去除率计，硝化碱量约为：５０×７．１４

Ｘ

０．８＝２８５．６

ｍｇ／Ｌ。可见，对城市污

水处理厂，当采用硝化脱氮工艺时，不需要另外补充碱度。

３．３．４配水系统与反冲洗系统的设计

同ＤＣ曝气生物滤池。

３．４

ＤＮ滤池的设计计算

反硝化所需的有机物总量（碳源）可按下式计算：Ｃ。＝２．８６ＥＮＯ；．Ｎ］＋１．７１［Ｎ呸．Ｎ］＋ＤＯ（２３）ＮＯ；．Ｎ反硝化负荷ｇ。。一般为０．８～

４．０

ｋｇ／（ｍ３・ｄ）按反硝化负荷计算滤料体积公式为：

ｙ一掣

（２４）

反硝化产碱量：

碱量＝（３．７５ＱＡＣ）／１ｏｏｏ（以ＣａＣＯ，计）（２５）

反硝化滤池除没有曝气系统外，其它部分均同硝化滤池。

３．５曝气生物滤池设计举例

某市有处理２

５００

ｍ３／ｄ的小区污水，拟采用ＤＣ、

Ｉ）Ｎ曝气生物滤池对污水进行处理，要求排水达到Ｉ级排放标准，主要水质指标为：进水ＢＯＤ，＝１５３ｍｇＣＬ，

ＮＨ３・Ｎ＝２４ｍｇＣＬ，ＳＳ＝１８０

ｍｇ／Ｌ，水温Ｔ＝２５℃。要

求出水ＢＯ耽≤２０ｍ∥Ｌ，ＮＨ３一Ｎ≤５ｍｓ／Ｌ，试设计Ｄｃ、Ｎ曝气生物滤池的主要工艺参数。

３．５．１

ＤＣ滤池设计

取ＢＯＤ，有机负荷Ｎ。＝３ｋｇ／（ｍ３・ｄ），则所需滤料的体积缈为：

形＝丁Ｑ丽’ＡＳ＝兰三Ｑ鱼｝．＿毛铲＝１１０．８Ⅱ１３

取滤料层高度日为４．０ｍ，则ＤＣ池面积为：

Ａ。＝罟＝等＝２７．７＾ｏ

２百２丽２・ｍ

ｍ２

取圆形滤池，直径ｄ＝√石忑万：５．９４ｍ，取整数

ｄ＝６．０

ｍ，其面积为Ａ＝２８．３

ｍ２

取配水室高度ｈ。＝１．０ｍ，承托层高度ｈ：＝０．３ｍ，清水区高度ｈ，＝０．８ｍ，超高ｈ。＝０．４ｍ，则滤池总高

１ｄ／ＤＯＢｇＴｋＡｇｋ／ｇｋ

环境工程２００６年２月第２４卷第１期

１３

度为

Ｈｏ＝Ｈ＋ｈｌ＋ｈ２＋ｈ３＋ｈ４＝６．５

Ｉｎ

污水流过滤料层的实际停留时间为：

”等×２４ｅ．０．５４３

ｈ

水力负荷为：

ｇ＝奇！ｂ＝３．６８

ｍ３／（ｍ２・ｈ）

去除单位重量ＢＯＤ５的需氧量为：

ＯＲ＝０．８２×（ＡＢＯＤ／ＢＯＤ）＋０．３２×

（Ｘｏ／ＢＯＤ）ｋｇ＝１．０９

即去除１

ｋｇ

ＢＯＤ５需要提供１．０９

ｋｇＯ：

故每天去除ＢＯＤ，需提供的总氧量为：

Ｒｏ＝Ｑ・ＡＢＯＤ５・ＯＲ＝３６２．４

ｋｇ／ｄ

取Ｅ。＝３０％，则Ｑ。为：

Ｑ。＝共耥×－ｏｏ％州册

曝气器安装在滤池水面线下Ｈ＝４．９５Ｉｎ处，曝气器绝对压力为：

Ｐｂ＝Ｐ＋Ｈ×９．８×１０３＝１．４９８×１０ｓ

Ｐａ

当水温为２５ｏＣ时，Ｃ。＝８．４ｍｇ／Ｌ，滤池内混合液溶解氧饱和浓度的平均值Ｃ一：，，为：

ｃ郴产ｃ。×（笔＋志）＝９舶ｍ∥Ｌ对小区污水，ａ＝０．８，卢＝０．９，，９＝１，假定出水Ｃ。＝

３

尺。＝ｍｇ／Ｌ实际需氧量为：：—耍—ｒ＝＿石乏石ｉ堡：；；；翻＝８２６．５３

ｋｇ／ｄ

供气量：

岱：志×１００：３８２．６５

ｍ３／ｈ：６．３８ｍ３／ｍｉｎ

取曝气器供气量为０．２８ｍ３，（个・ｈ）则曝气器数量为：

凡。面２，Ｉ、

凡：百３８１２．Ｆ６５：１３６７个

每平方米布置４９个滤头，每个间距１４０ｍｍ。取反冲洗水速１５ｍ／ｈ，则反冲洗水量７

ｍ３／ｍｉｎ

取反冲洗气速２５ｍ／ｈ，则反冲洗气量１１．８ｍ３／ｍｉｎ

污泥产量：

１一

ｌ，：堕堕塑塑型：１．４６

一””

５

污泥量：

ｋ一

ｓ：—ＹＱ—Ｃｏ：５５９．５

０００

一ＪＪＪ‘Ｊ

万　

方数据３．５．２

Ｎ滤池设计

取ＮＨ，．Ｎ滤料容积负荷ｑ’。｝Ｌ．Ｎ＝０．５ｋｇ／（ｍ３・ｄ），则所需滤料的体积形为：

ＱＡＣＮ｝Ｌ．Ｎ

ｍ３

Ｗ＝—１—０—００—ｑ—Ｎ王ｒ～一＿Ｎ＝９５

取滤料层高度日为３．５ｍ，则Ｎ池面积为：

Ａ。＝罟＝２７．２

ｍ２

取圆形滤池，直径ｄ＝￣／Ａ。×４／ｒｔ＝５．９ｍ，取整

数ｄ＝６．０Ｉｎ，其面积为Ａ＝２８．３ｍ２

取配水室高度ｈ，＝１．０ｉｎ，承托层高度ｈ：＝

０．３

ｍ，清水区高度ｈ。＝０．７ｍ，超高ｈ。＝０．４Ｉｎ，则滤

池总高度为：

Ｈｏ＝Ｈ＋ｈｌ＋ｈ２＋ｈ３＋ｈ４＝５．９ｍｏ

污水流过滤料层的实际停留时间为：

社等×２４ｅ－ｏ．５４３

ｈ

水力负荷为：

ｇ＝百岳＝３．６８

ｍ３／（ｍ２・ｈ）

其它参数设计方法同ＤＣ滤池。

曝气生物滤池工艺的基本原理是利用颗粒状填料及其附着生长的生物膜通过生物代谢作用、物理过滤作用、膜及膜和填料的物理吸咐作用以及反应器内食物多级捕食作用，实现污染物在同一单元反应器内去除。轻质、高比表面积球型滤料是曝气生物滤池工艺的关键。曝气生物滤池工艺有多种工艺组合流程。其设计计算包括滤料体积、滤池总面积、滤池高度、布水

布气系统、反冲洗系统以及污水与滤料的接触时间等。

参考文献

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电话（０２５）８３５９２９０３（０５５５）２３１１１１１

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４小结

作者通讯处张文艺２１００９３南京大学环境学院Ｅ・ｍａｉｌ

曝气生物滤池污水处理工艺与设计

作者：作者单位：

张文艺， 翟建平， 郑俊， 王健， 李琴

张文艺(污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院,南京,210093;安徽工业大学环境工程系,马鞍山,243002)， 翟建平,李琴(污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院,南京,210093)， 郑俊,王健(安徽工业大学环境工程系,马鞍山,243002)环境工程

ENVIRONMENTAL ENGINEERING2006,24(1)17次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

参考文献(4条)

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