曝氣生物濾池設(shè)計(jì)與施工的若干問題-發(fā)表論文網(wǎng)

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　　曝氣生物濾池設(shè)計(jì)與施工的若干問題
　　張?chǎng)蚊消愳o孟慶海
　　濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司250100
　　濟(jì)南市市政工程設(shè)計(jì)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(jì)施工
　　曝氣生物濾池是二十世紀(jì)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(yùn)行不穩(wěn)定等缺點(diǎn)而備受關(guān)注。目前全世界建成運(yùn)行曝氣生物濾池已達(dá)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(diǎn)。濾池內(nèi)放置直徑幾個(gè)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(jī)）。對(duì)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(duì)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(jìn)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(fù)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(shí)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(jìn)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(jìn)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(fù)荷及容積負(fù)荷大，占小，投資省，運(yùn)行成本較低，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，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(dòng)化程度較高，要求較高建造質(zhì)量及運(yùn)行管理水平。本文結(jié)合工程實(shí)踐討論污水處理上向流曝氣生物濾池（UBAF）設(shè)計(jì)施工應(yīng)注意若干問題。
　　1.主要參數(shù)
　　進(jìn)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(fù)荷NS∶2-6kgBOD5/(m3.d)4-12kgCOD/(m3.d)
　　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)等方面要求外，最重要是比表面積。比表面積越大，單位濾料中生長(zhǎng)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4-10l/m2.s，氣12-20l/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。
　　曝氣∶為微生物提供生長(zhǎng)繁殖所需溶解氧，并有攪動(dòng)濾層，促進(jìn)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(kuò)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(zhǎng)度比1∶1.2－1∶1.5，縱向（短邊）長(zhǎng)≤8m并應(yīng)橫向（長(zhǎng)邊）前端沿全長(zhǎng)設(shè)配水配氣室均勻配水配氣。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）不宜過大。
　　3.濾板、濾梁
　　曝氣生物濾池濾板、濾梁設(shè)計(jì)施工要求與給水V型濾池相同，濾梁設(shè)計(jì)保證縱向強(qiáng)度外還應(yīng)具備必要橫向剛度，以抵御濾板安裝時(shí)可能發(fā)生水平力作用。濾板、濾梁強(qiáng)度應(yīng)比池體砼提高一級(jí)，其制作、安裝精度要求很高，一般土建單位難以達(dá)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(shí)間為24h（夏季高溫時(shí)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(zhǎng)柄濾頭）。濾池進(jìn)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(duì)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(gè)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(duì)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�。ḿs0.008-0.01）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，開孔比大，沖洗強(qiáng)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(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。某污水廠曾而導(dǎo)致反沖洗時(shí)把濾板掀翻這樣嚴(yán)重后果。設(shè)計(jì)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(shí)利用濾池水位迅速?gòu)纳隙履嫦驔_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(duì)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(duì)此往往不了解或不重視。設(shè)計(jì)院及監(jiān)理公司必須反復(fù)強(qiáng)調(diào)，加強(qiáng)過程監(jiān)控，逐條逐項(xiàng)落實(shí)。尤其是某些關(guān)鍵部位，如池壁平直度，相鄰池壁垂直度，進(jìn)氣進(jìn)水孔孔中心標(biāo)高、間距、方向，進(jìn)出水溢流堰堰頂水平度及標(biāo)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(yàn)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(shí)澆筑，否則凸緣與池壁砼分離，反沖洗時(shí)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(gè)薄弱環(huán)節(jié)，必須模板安裝時(shí)把它們固死，防止?jié)补囗胚^程中移位，否則會(huì)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(bǔ)足。這顯然是錯(cuò)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(bǔ)救，但費(fèi)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(jìn)行以下項(xiàng)目驗(yàn)收測(cè)試∶
　　⑴濾板安裝平整度測(cè)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(cè)試濾板安裝后進(jìn)行。用水平儀抽檢（以毫米刻度鋼直尺為標(biāo)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(cè)試：濾板嵌縫養(yǎng)護(hù)完成后，檢查嵌縫應(yīng)平整、無(wú)氣孔、無(wú)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(gè)接出氣壓表外），往池內(nèi)注入約20cm深水，開動(dòng)反洗風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)供氣，排氣閥調(diào)整濾板下壓力。試驗(yàn)壓力0.04－0.05Mpa，恒壓10min。所有嵌縫均無(wú)氣泡冒出為合格。否則應(yīng)詳細(xì)記錄漏點(diǎn)位置，排水修復(fù)后重新試驗(yàn)直至合格為止。本項(xiàng)測(cè)試務(wù)必控制好試驗(yàn)壓力，壓力過高會(huì)導(dǎo)致掀翻、打爛濾板濾梁。
　�、菫V頭配氣均勻性測(cè)試：卸下堵頭擰上濾頭。濾頭安裝應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)師傅使用扭矩鈑手進(jìn)行，防止用力不均。檢查濾頭無(wú)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(zhǔn)（此時(shí)已有足夠水量濾頭滲至濾板下面）。開動(dòng)反洗風(fēng)機(jī)向該池供氣。俟風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，觀察檢查濾頭有無(wú)損壞、松脫（個(gè)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(cè)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(wú)松動(dòng)。往池內(nèi)注水，水位高于曝氣頭頂約20cm。啟動(dòng)曝氣風(fēng)機(jī)，俟其運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，觀察檢查曝氣頭有無(wú)損壞、松動(dòng)（個(gè)別曝氣頭出氣特別大），配氣是否均勻。
　　結(jié)語(yǔ)
　　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(diǎn)，值進(jìn)一步研究推廣。其構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，建造質(zhì)量要求較高，必須設(shè)計(jì)、施工中認(rèn)真對(duì)待，妥善解決。