曝氣生物濾池配水系統(tǒng)改造及應(yīng)用

曝氣生物濾池配水系統(tǒng)改造及應(yīng)用第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一前言

2007年，江蘇省環(huán)境保護(hù)廳頒布了一項(xiàng)污水排放標(biāo)準(zhǔn)，即《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》，要求太湖地區(qū)相關(guān)排污單位完成對原有處理設(shè)施的提標(biāo)改造，并于2008年實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。在對印染廢水等污水處理設(shè)施的提標(biāo)改造中，很多單位均采用了曝氣生物濾池工藝，取得了很好的效果，出水達(dá)到了江蘇省環(huán)境保護(hù)廳新頒布排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，即出水CODcr達(dá)到60mg/L以下。第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一前言

印染廢水處理水量較大，一般均采用多組曝氣生物濾池并聯(lián)運(yùn)行，其中，涉及到多個(gè)濾池均勻配水的問題。通過對現(xiàn)有多處采用傳統(tǒng)配水方式的曝氣生物濾池進(jìn)行調(diào)查了解，發(fā)現(xiàn)其配水方式均存在配水不均的問題，從而導(dǎo)致過濾效果不穩(wěn)定，甚至有時(shí)出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。為此，專門開發(fā)了一種濾池均勻配水裝置，可使各濾池配水穩(wěn)定平衡，濾池處理效果相對穩(wěn)定，有效解決了曝氣生物濾池配水不均所帶來的問題。第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一

1技術(shù)背景

1.1曝氣生物濾池的作用原理

曝氣生物濾池(BiologicalAeratedFilter，BAF)是一種發(fā)展較快的新型生物處理技術(shù)，具有占地面積小，出水水質(zhì)高，投資省，運(yùn)行靈活方便，易于管理，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以用于污水的二級和三級處理，而且還可用于微污染水源水預(yù)處理等。曝氣生物濾池技術(shù)將污水生物處理與深層過濾集于一身，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代水處理工藝向復(fù)合、集成化發(fā)展的趨勢。第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一曝氣生物濾池簡圖第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一1技術(shù)背景

1.1曝氣生物濾池的作用原理曝氣生物濾池的主要作用是去除水中的有機(jī)污染物，SS等。單個(gè)曝氣生物濾池的面積有一定的限制，濾池的面積太大，不僅布水布?xì)庋b置施工與維護(hù)難度大，而且不易分配均勻，相應(yīng)的反沖洗設(shè)施如反沖洗水泵和反沖洗風(fēng)機(jī)規(guī)格都將會太大，將會增加設(shè)備投資；如果單個(gè)曝氣生物濾池的面積過小，必將造成濾池?cái)?shù)量過多，從而造成控制閥門過多，增加運(yùn)營操作維護(hù)的難度，亦會增加設(shè)備投資成本。當(dāng)工程中處理水量比較大的時(shí)候，經(jīng)常采用的辦法就是選擇一個(gè)合理的單個(gè)曝氣生物濾池的大小，再由多個(gè)單體濾池組成濾池組。第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一1技術(shù)背景

1.1曝氣生物濾池的作用原理

如果濾池組的供水是來自同一個(gè)水源，就存在配水問題，要求對各個(gè)單體濾池均勻供水。由于各個(gè)單體濾池的阻力不同，各個(gè)濾池進(jìn)水管路的阻力也不同，而水總是向阻力小的地方流動，故配水很難均勻。此外，在運(yùn)行過程中，濾池的阻力是逐步增加的，因?yàn)楣灿梅礇_洗設(shè)施，所以必定會錯(cuò)開單個(gè)濾池的反洗時(shí)間，故而每個(gè)濾池的阻力增加并不同步，從而造成互相干擾。在這種同一個(gè)水源對多個(gè)單體濾池組成的濾池組供水的系統(tǒng)中，配水不均勻的結(jié)果使得濾池的運(yùn)行效率降低、出水效果不穩(wěn)定。因此，配水成為多組曝氣生物濾池運(yùn)行的重要問題。第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一

1技術(shù)背景

1.2現(xiàn)有曝氣生物濾池配水系統(tǒng)的問題

第一種，采用手動閥門形式配水，各濾池進(jìn)水口設(shè)置手動調(diào)節(jié)閥門，靠人工操作來調(diào)節(jié)各個(gè)單體濾池的進(jìn)水流量。這種配水方式存在兩個(gè)問題：⑴人工調(diào)節(jié)很難做到各池進(jìn)水量均衡，雖然可以采用加裝流量計(jì)方式，但是普通瞬時(shí)流量計(jì)精度相對差一些，很難做到精準(zhǔn)，而且會增加閥門組復(fù)雜程度與投資成本，故而運(yùn)行過程中，各單池流量很難調(diào)節(jié)均衡；⑵在過濾過程中濾層阻力會不斷上升，各單個(gè)濾池所處的濾程并不相同，所以各單池阻力的上升也并不相同，水自動流向阻力較低的濾池，造成過濾過程中每組濾池進(jìn)水也會不均衡；第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一1技術(shù)背景

1.2現(xiàn)有曝氣生物濾池配水系統(tǒng)的問題第二種，采用自動閥門形式配水，各濾池進(jìn)水口設(shè)置自動調(diào)節(jié)閥門，但還是會有如下問題：⑴如果采用開閉式自動閥門，則前述手動閥門1、2兩個(gè)問題依然存在，而且還需加裝手動閥門進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，操作煩瑣；⑵如果采用可調(diào)式自動閥門，可以節(jié)省手動調(diào)節(jié)閥，但是初期調(diào)節(jié)與過程調(diào)節(jié)還是會有問題，亦不能避免前述手動閥門1、2兩個(gè)問題。第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一1技術(shù)背景

1.2現(xiàn)有曝氣生物濾池配水系統(tǒng)的問題第三種，采用可調(diào)節(jié)自動閥門加壓力控制器進(jìn)行過程調(diào)節(jié)形式配水，可以基本避免前述手動閥門1、2兩個(gè)問題，但還是會有如下問題：⑴由于壓力傳感器判斷、信號傳遞、動作執(zhí)行會存在一些滯后，所以效果會打一些折扣。⑵投資成本會極其昂貴，非一般用戶所能承受。第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一

2均勻配水裝置的開發(fā)

2.1下進(jìn)上出曝氣生物濾池均勻配水裝置

工作原理:

總渠進(jìn)水管的一端連接前級處理單元來水，另一端連接配水渠；配水渠中有多個(gè)配水三角堰，每一個(gè)配水三角堰正對著一個(gè)單體濾池的單池進(jìn)水斗；單池進(jìn)水斗的底部安裝有單池進(jìn)水管，單池進(jìn)水管的上端與單池進(jìn)水斗相連，下端伸入到濾池底部與布水管相連(向上流式濾池)，或者下端伸入到濾池上部(向下流式濾池)；在每個(gè)單池進(jìn)水斗中安裝有液位控制器，液位控制器的安裝高度在單池進(jìn)水斗的上部，水平位置在單池進(jìn)水斗的一側(cè)。1.總渠進(jìn)水管、2.配水渠、3.配水三角堰、4.單池進(jìn)水斗、5.單池進(jìn)水管、6.液位控制器第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一2均勻配水裝置的開發(fā)

2.2上進(jìn)下出曝氣生物濾池均勻配水裝置工作原理:

采用配水三角堰方式配水，只要控制好各單體濾池配水三角堰水平安裝，則進(jìn)入各單體濾池的水量可以分配到非常均勻的狀態(tài)，而且進(jìn)入每單體濾池的水量只受配水三角堰控制，與濾層阻力及其變化都沒有關(guān)系；隨著單池濾層阻力不斷增加，單池進(jìn)水管內(nèi)的液面不斷上升，最終上升至單池進(jìn)水斗內(nèi)，當(dāng)單池進(jìn)水斗內(nèi)的液面升至設(shè)定好的液位控制點(diǎn)時(shí)，該單體濾池即可進(jìn)入反沖洗狀態(tài)，做到合理反洗，不浪費(fèi)反洗用水及電能消耗。1.總渠進(jìn)水管、2.配水渠、3.配水三角堰、4.單池進(jìn)水斗、5.單池進(jìn)水管、6.液位控制器第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一

2均勻配水裝置的開發(fā)

2.3均勻配水裝置的特點(diǎn)各個(gè)單體濾池的水路互不干擾，各個(gè)濾池之間配水均勻。配水持續(xù)穩(wěn)定可靠，提高了濾池的運(yùn)行效率。就每一個(gè)濾池而言，在整個(gè)濾程始終，其濾水推動力隨著濾料層阻力的增加而升高。在有效過濾時(shí)間內(nèi)，濾池的出水量基本保持恒定。能自動測知濾程終點(diǎn)，發(fā)出信號給控制系統(tǒng)進(jìn)行反沖洗。優(yōu)化反沖洗程序，節(jié)省反沖洗清水與電能。結(jié)構(gòu)合理緊湊、適用于曝氣生物濾池及各類其他普通砂濾池等水處理設(shè)施。第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一3配水濾池凈化效果分析

3.1傳統(tǒng)手動閥門配水濾池系統(tǒng)效果分析蘇州某印染企業(yè)，廢水處理系統(tǒng)深度提標(biāo)工程中使用了曝氣生物濾池工藝，主要參數(shù)如下：日處理水量為5000噸/天，即250噸/小時(shí)；共分為八組曝氣生物濾池，每池處理水量為32噸/小時(shí)。CODcr進(jìn)為80mg/L左右、SS進(jìn)為60mg/L左右；采用手動閥門調(diào)節(jié)各池的進(jìn)水量；濾池每三天輪流反沖洗一次。通過一周的連續(xù)監(jiān)測，每隔四小時(shí)記錄單池進(jìn)水量，每日取平均數(shù)，七天內(nèi)進(jìn)水量數(shù)據(jù)如下圖3、出水COD變化數(shù)據(jù)見圖4、出水SS變化數(shù)據(jù)見圖5。第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一3配水濾池凈化效果分析

3.1傳統(tǒng)手動閥門配水濾池系統(tǒng)效果分析第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一3配水濾池凈化效果分析

3.1傳統(tǒng)手動閥門配水濾池系統(tǒng)效果分析由圖上數(shù)據(jù)分析可以得出：單池進(jìn)水量不均勻性達(dá)到10%以上；出水CODcr單池差異超過20%，日均差異為12%左右；出水SS單池差異超過50%，日均差異為20%以上。

圖5傳統(tǒng)配水濾池出水SS變化

第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一3配水濾池凈化效果分析

3.2均勻配水裝置配水濾池系統(tǒng)效果分析

蘇州某印染污水為主的綜合污水處理廠，廢水處理系統(tǒng)深度提標(biāo)工程中亦使用了曝氣生物濾池工藝，采了本均勻配水裝置,主要參數(shù)如下：日處理水量為25000噸/天，即1250噸/小時(shí)；共分為20組曝氣生物濾池，每池處理水量為62.5噸/小時(shí)；CODcr進(jìn)為80mg/L左右、SS進(jìn)為60mg/L左右；采了本均勻配水裝置調(diào)節(jié)各池的進(jìn)水量；濾池每三天輪流反沖洗一次。為了便于測量，共取了其中十組曝氣生物濾池進(jìn)行監(jiān)測，通過一周的連續(xù)監(jiān)測，每隔四小時(shí)記錄單池進(jìn)水量，每日取平均數(shù)，七天內(nèi)進(jìn)水量數(shù)據(jù)如下圖6、出水COD變化數(shù)據(jù)見圖7、出水SS變化數(shù)據(jù)見圖8。第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一3配水濾池凈化效果分析

3.2均勻配水裝置配水濾池系統(tǒng)效果分析圖6均勻配水濾池水量變化圖7均勻配水濾池出水COD變化第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一3配水濾池凈化效果分析

3.2均勻配水裝置配水濾池系統(tǒng)效果分析由圖上數(shù)據(jù)分析可以得出：單池進(jìn)水量不均勻性不到1%；出水CODcr單池差異不足10%，日均差異不足2%左右；出水SS單池差異不到35%，日均差異不足15%。顯然出水效果明顯好于傳統(tǒng)配水曝氣生物濾池。圖8均勻配水濾池出水SS變化第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一4.結(jié)論針對傳統(tǒng)曝氣生物濾池均不同程度的存在配水不均的問題，開發(fā)了曝氣生物濾池均勻配水裝置，通過在各池進(jìn)水斗中加裝液位檢測裝置，測知單池阻力上升情況，并自動測知濾程終點(diǎn)，自動進(jìn)入反沖洗過程；整體投資成本并不增加，處理效率明顯優(yōu)于手動配水曝氣生物濾池。第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一BAF工程案例吳江市震澤鎮(zhèn)聯(lián)合污水處理廠提標(biāo)改造工程第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一吳江市震澤鎮(zhèn)聯(lián)合污水處理廠提標(biāo)改造工程項(xiàng)目地：震澤鎮(zhèn)廢水來源：主要為印染廢水，另有少量噴織廢水和生活污水，今后生活污水水量會有所上升原有工藝：調(diào)節(jié)池→酸化水解池→一級曝氣沉淀池→二級曝氣沉淀池→物化沉淀池。原有設(shè)計(jì)能力：水量為15000～20000噸/天，處理后出水達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)。第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一吳江市震澤鎮(zhèn)聯(lián)合污水處理廠提標(biāo)改造工程改造方案設(shè)計(jì)要求：針對污水廠的現(xiàn)狀與當(dāng)前國家要求提高廢水排放要求的政策，要求對原有污水處理設(shè)施進(jìn)行適當(dāng)改造，使其發(fā)揮正常功能，再對原有常規(guī)出水進(jìn)行深度處理提標(biāo)改造令其達(dá)到《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2007)要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，以及其他現(xiàn)行的相關(guān)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)改造工程必須按國家相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)，出水達(dá)到上述要求，只能利用污水廠現(xiàn)有土地進(jìn)行改造，并盡量留下空地，為以后發(fā)展留下空間。第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一吳江市震澤鎮(zhèn)聯(lián)合污水處理廠提標(biāo)改造工程原水水質(zhì)指標(biāo)PH：6～9BOD5：≤25mg/lCODcr：≤100mg/lSS：≤70mg/l色度：≤40倍NH3-N：≤5mg/lTP：≤0.5mg/lTN：≤15mg/l達(dá)標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)PH：6～9BOD5：≤10mg/lCODcr：≤60mg/lSS：≤10mg/l色度：≤20倍NH3-N：≤5（8）mg/lTP：≤0.5mg/lTN：≤15mg/l第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一吳江市震澤鎮(zhèn)聯(lián)合污水處理廠提標(biāo)改造工程提標(biāo)改造方案：采用臭氧曝氣生物濾池技術(shù)，處理包括三個(gè)過程：砂濾、臭氧氧化、曝氣生物濾池生物降解。濾池濾料使用活性碳、生物陶料、火山巖、以及其他濾料按一定工藝配制成為生物固定化生長濾料?？傉嫉孛娣e為3825平方米。第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一吳江市震澤鎮(zhèn)聯(lián)合污水處理廠提標(biāo)改造工程

工藝流程：深度原水池：主要用于收集前端常規(guī)出水，然后用水泵提升至后續(xù)深度處理系統(tǒng)，設(shè)置提升泵，設(shè)液位控制器四套，通過液位控制提升泵，高位啟動，低位停止，超高、超低位報(bào)警。砂濾池：常規(guī)沉淀池出水中還含有少量浮物，可通過砂濾池過濾，去除水中的SS，減輕臭氧活性碳的負(fù)荷，延長活性碳的使用壽命。設(shè)置反洗水泵及風(fēng)機(jī)對其進(jìn)行汽水反沖，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。臭氧曝氣池：進(jìn)行臭氧氧化的關(guān)鍵工藝單元，通過微孔曝氣裝置，將臭氧均勻的分布到水中，讓自臭氧與廢水充分接觸，保證臭氧發(fā)揮最大作用，并設(shè)有尾氣收集裝置，保證臭氧不散逸到空氣中。臭氧曝氣池采用三級折流曝氣方式，令廢水與自氧充分反應(yīng)。曝氣生物濾池：主要功能是去除水中COD、色度等污染物，通過生物降解與活性碳吸附特性相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)，使活性碳可以通過生物降解而不斷“再生”，從而大大延長了活性碳的壽命。由于活性碳巨大的比表面積，令生物碳池內(nèi)形成好氧、厭氧等不同的環(huán)境，使污染物的降解效率進(jìn)一步提高。清水池：主要用于深度處理出水，然后用于深度砂濾池與生物碳床的反沖洗水源之用，設(shè)置提升泵，設(shè)液位控制器四套，通過液位控制提升泵，高位啟動，低位停止，超高、超低位報(bào)警。常規(guī)出水深度原水池砂濾池提升泵臭氧曝氣池曝氣生物濾池臭氧曝氣尾氣吸收曝氣定期氣水反洗沖洗回調(diào)節(jié)池定期氣水反洗沖洗回調(diào)節(jié)池清水池達(dá)標(biāo)排放第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一吳江市震澤鎮(zhèn)聯(lián)合污水處理廠提標(biāo)改造工程主要參數(shù)：深度原水池：尺寸為20*10*5m，共1座，有效容積900m3，源水停留時(shí)間40min。采用提升泵2臺，單臺流量320m3/h，揚(yáng)程13m，功率18.5kw；4用2備。砂濾池單池：尺寸為5*5*6m，共8座，單池有效容積81m3，停留時(shí)間約30min，空塔流速為8m/h，濾料高度1m。采用反洗水泵3臺，單臺流量320m3/h，揚(yáng)程13m，功率18.5kw，2用1備。采用反洗風(fēng)機(jī)2臺，單臺風(fēng)量15.7m3/min，風(fēng)壓6m，功率30kw，1用1備。臭氧曝氣池：尺寸為15*5*8m，共2組，單池有效容積500m3，有效曝氣停留時(shí)間約30min，池內(nèi)安裝立體彈性填料。設(shè)計(jì)臭氧投加量為水濃度10mg/l