曝氣生物濾池設(shè)計與施工的若干問題
　　張鑫孟麗靜孟慶海
　　濟南市市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司250100
　　濟南市市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司250100
　　城市建設(shè)研究院山東分院250100
　　摘要：
　　關(guān)鍵詞：曝氣生物濾池設(shè)計施工
　　曝氣生物濾池是二十世紀八十年代后期開發(fā)一種污水處理新工藝，它克服了活性污泥法占面積大、易散發(fā)臭氣及運行不穩(wěn)定等缺點而備受關(guān)注。目前全世界建成運行曝氣生物濾池已達幾百座。它屬于生物膜法范疇，又兼具有活性污泥法某些特點。濾池內(nèi)放置直徑幾個毫米多孔濾料作為生物群落附著繁殖介質(zhì)，設(shè)濾層下面配氣系統(tǒng)（也有置于濾層中間者）向生物群落供氣（氣源為鼓風(fēng)機）。對污水凈化除主要依靠濾料上生物膜外，濾層內(nèi)還截留了大量類似活性污泥懸浮生物，對污染物質(zhì)也具有吸附、降解作用。水流方向多采用上向流式，即池底進水池頂出水，有也用下向流式。上向流式采用穿孔管池底配水，鋼筋混凝土濾板及濾頭則安裝于池頂部，以阻擋濾料流失并收集出水。下向流式采用大阻力配水系統(tǒng)。輕質(zhì)多孔濾料粒徑小、比表面積大，容積負荷可以很高，濾池面積可大大縮小。水流方向與濾料壓密方向一致，可同時完成生物接觸氧化與固液分離，通�？墒∪ズ罄m(xù)二沉池。過濾進程，生物膜不斷增厚、老化、脫落，濾層截留懸浮物也逐漸增多，過濾阻力同步增加，需定期進行反沖洗以恢復(fù)其凈化能力。曝氣生物濾池具有流程筒單，水力負荷及容積負荷大，占小，投資省，運行成本較低，出水水質(zhì)好等優(yōu)點，既適用于大中小型城市生活污水及某些工業(yè)廢水處理，也可用于給水預(yù)處理。它池體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)備較多，自動化程度較高，要求較高建造質(zhì)量及運行管理水平。本文結(jié)合工程實踐討論污水處理上向流曝氣生物濾池（UBAF）設(shè)計施工應(yīng)注意若干問題。
　　1.主要參數(shù)
　　進水水質(zhì)（mg/l）∶COD100-1000BOD550-350SS50-350NH3-N10-40
　　出水水質(zhì)（mg/l）∶COD<40BOD5<20SS<20NH3-N<10
　　容積負荷NS∶2-6kgBOD5/(m3.d)4-12kgCOD/(m3.d)
　　水力負荷∶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、機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性、不含毒、害物質(zhì)等方面要求外，最重要是比表面積。比表面積越大，單位濾料中生長微生物量越多，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。
　　沖洗強度∶水4-10l/m2.s，氣12-20l/m2.s，濾層膨脹率約10%。
　　沖洗方式∶長柄濾頭配水配氣。先氣洗3-5min，然后氣水聯(lián)合洗3-5min，最后單水洗3-5min。
　　曝氣∶為微生物提供生長繁殖所需溶解氧，并有攪動濾層，促進老化膜脫落更新功能。需氧量約0.42－0.8kgO2/kgBOD5，可用安裝于濾板面上穿孔管或空氣擴散器（曝氣頭）配氣。
　　工作周期∶24-48h
　　單格過濾面積∶50-100m2
　　2.池型
　　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，縱橫向長度比1∶1.2－1∶1.5，縱向（短邊）長≤8m并應(yīng)橫向（長邊）前端沿全長設(shè)配水配氣室均勻配水配氣。進水孔位于濾池底板面上。進氣孔頂應(yīng)與濾板底持平或稍低，孔徑（50-80mm）不宜過大。
　　3.濾板、濾梁
　　曝氣生物濾池濾板、濾梁設(shè)計施工要求與給水V型濾池相同，濾梁設(shè)計保證縱向強度外還應(yīng)具備必要橫向剛度，以抵御濾板安裝時可能發(fā)生水平力作用。濾板、濾梁強度應(yīng)比池體砼提高一級，其制作、安裝精度要求很高，一般土建單位難以達到，應(yīng)交由專業(yè)廠家用專用鋼模生產(chǎn)。濾板宜采用臥式模具，每次生產(chǎn)一塊，脫模時間為24h（夏季高溫時應(yīng)不少于16h即兩天三脫模）。
　　4.濾頭與開孔率
　　曝氣生物濾池通常采用小阻力配水系統(tǒng)（長柄濾頭）。濾池進水已經(jīng)預(yù)處理，其中懸浮物質(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，對濾頭危害很大。避免堵塞，濾頭縫隙應(yīng)比給水濾頭寬（2.0-2.5mm），每個濾頭縫隙總面積約250-350mm2。開孔比可比給水濾池大，約0.011-0.015。配氣孔直徑2.0-2.5mm，位置應(yīng)濾桿絲扣之下或與濾板底面平，它與濾桿下端配水條形孔距離應(yīng)保持150-200mm以上。開孔比過大影響反沖洗均勻性外，還導(dǎo)致配水配氣穩(wěn)定性下降（對反洗系統(tǒng)內(nèi)其它因素微小變化敏感）。
　　5.承托層
　　給水V型濾池濾頭縫隙窄（0.25-0.3mm）,開孔比�。�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，礫石承托層可簡化為一層（粒徑2-4mm，厚100-150mm）。曝氣生物濾池濾頭縫隙寬，開孔比大，沖洗強度較大，濾料為3-6mm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水，水中含較多懸浮物（特別是塑料薄膜碎片），長期運行濾頭堵塞難以避免，一旦出現(xiàn)很難清洗。某污水廠曾而導(dǎo)致反沖洗時把濾板掀翻這樣嚴重后果。設(shè)計上除池壁濾板底高度下設(shè)檢修人孔外，還應(yīng)考慮必要時利用濾池水位迅速從上而下逆向沖洗濾頭把堵塞物排走相應(yīng)措施。
　　7.土建質(zhì)量
　　曝氣生物濾池對土建施工質(zhì)量要求與給水V型濾池相同。一般土建施工單位對此往往不了解或不重視。設(shè)計院及監(jiān)理公司必須反復(fù)強調(diào)，加強過程監(jiān)控，逐條逐項落實。尤其是某些關(guān)鍵部位，如池壁平直度，相鄰池壁垂直度，進氣進水孔孔中心標高、間距、方向，進出水溢流堰堰頂水平度及標高，預(yù)留孔、預(yù)埋件位置及其固定程度，模板支撐可靠性等等，更應(yīng)層層把關(guān)，反復(fù)檢查驗收。池內(nèi)壁下部四周凸緣（支承濾板及不銹鋼壓板用）應(yīng)與池壁同時澆筑，否則凸緣與池壁砼分離，反沖洗時接合面容易漏氣。預(yù)埋鋼板螺栓、防水套管安裝定位也是一個薄弱環(huán)節(jié)，必須模板安裝時把它們固死，防止?jié)补囗胚^程中移位，否則會給后續(xù)設(shè)備、管道安裝帶來很大困難。某工程澆灌池壁后發(fā)現(xiàn)預(yù)埋不銹鋼螺栓（固定濾板用）少了十多支，便采用同口徑不銹鋼膨脹螺栓補足。這顯然是錯誤。螺栓孔內(nèi)混凝土水侵蝕下一旦溶化，磨擦力便喪失殆盡。此情況下，建議采用化學(xué)錨著不銹鋼螺栓補救，但費用較高。
　　8.調(diào)試
　　曝氣生物濾池配水配氣及曝氣系統(tǒng)安裝過程應(yīng)進行以下項目驗收測試∶
　�、艦V板安裝平整度測試：濾板制作外表質(zhì)量（指單塊表面平整度、外形幾何尺寸誤差等）是保證安裝質(zhì)量前提條件之一，其目是使濾板安裝后上、下表面盡可能水平、光滑，所有濾頭桿上氣孔、配水條形孔保持同一高度上，以提高氣水反沖洗均勻性和穩(wěn)定性。安裝平整度測試濾板安裝后進行。用水平儀抽檢（以毫米刻度鋼直尺為標尺）濾板上表面，要求單塊濾板安裝平整度誤差≤1mm，單格濾池內(nèi)安裝平整度誤差≤5mm。
　�、茷V板嵌縫氣密性測試：濾板嵌縫養(yǎng)護完成后，檢查嵌縫應(yīng)平整、無氣孔、無裂紋；不銹鋼壓板安裝應(yīng)平穩(wěn)牢固。向全部濾頭座擰上堵頭（除其中一個接出氣壓表外），往池內(nèi)注入約20cm深水，開動反洗風(fēng)機或空壓機供氣，排氣閥調(diào)整濾板下壓力。試驗壓力0.04－0.05Mpa，恒壓10min。所有嵌縫均無氣泡冒出為合格。否則應(yīng)詳細記錄漏點位置，排水修復(fù)后重新試驗直至合格為止。本項測試務(wù)必控制好試驗壓力，壓力過高會導(dǎo)致掀翻、打爛濾板濾梁。
　　⑶濾頭配氣均勻性測試：卸下堵頭擰上濾頭。濾頭安裝應(yīng)由有經(jīng)驗師傅使用扭矩鈑手進行，防止用力不均。檢查濾頭無損壞，位置正確，安裝牢固。放水入池，水位以淹沒濾頭頂部為準（此時已有足夠水量濾頭滲至濾板下面）。開動反洗風(fēng)機向該池供氣。俟風(fēng)機運轉(zhuǎn)正常后，觀察檢查濾頭有無損壞、松脫（個別濾頭出氣特別大），反沖洗配氣是否均勻。
　�、绕貧忸^配氣均勻性測試：曝氣頭及其配氣管道安裝完成后，檢查支架及曝氣頭安裝位置是否正確，有無松動。往池內(nèi)注水，水位高于曝氣頭頂約20cm。啟動曝氣風(fēng)機，俟其運轉(zhuǎn)正常后，觀察檢查曝氣頭有無損壞、松動（個別曝氣頭出氣特別大），配氣是否均勻。
　　結(jié)語
　　曝氣生物濾池（BAF）是一種新型給水、污水生物處理工藝，具有處理效率高、出水水質(zhì)好、適用范圍廣等優(yōu)點，值進一步研究推廣。其構(gòu)造相對復(fù)雜，建造質(zhì)量要求較高，必須設(shè)計、施工中認真對待，妥善解決。

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