曝气生物滤池计算

曝气生物滤池计算

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曝气生物滤池

上向流曝气生物滤池将水解（酸化）池出水中的碳化有机物进行好氧生物降解，并将TKN转化为氨氮并进行氨氮的部分硝化。上向流曝气生物滤池主要包括缓冲配水室，曝气系统，承托层和滤料层，出水系统，反冲洗系统等，所以曝气生物滤池的计算主要包括上述各部分的计算。

1）曝气生物滤池池体的设计在本工程中，由于处理对象为医疗废水，曝气生物滤池的作用包括对污水中有机物的去除和对污水中的营养物质如氨氮、磷的去除。曝气生物滤池主要用于去除污水中的有机污染物并进行部分硝化脱氮，其池体的设计计算分按有机负荷法计算与按有机物降解动力学公式计算两种方法，由于按有机负荷法计算方法比较成熟，所以本工程滤池池体按有机负荷法计算。

按有机负荷法计算的设计参数主要是BOD有机负荷，COD有机负荷和水力负荷。设计时根据BOD有机负荷进行计算，并用COD有机负荷和水力负荷进行校核。

当进水BOD为 71-140 mg/L 时，BOD容积负荷可达 1.3 - 2.6 kgBOD/(m3 滤料•d，而其COD有机负荷一般控制在 6 kgCOD/(m3 滤料•d以下，空塔水力负荷一般为 1.5 - 3.5 m3 /(m2 • h)之间。

在本工程中，经水解（酸化）池每天进入C / N 曝气生物滤池的污水量 Q = 400 m3/d,在C / N 曝气生物滤池中，每天所要求去除的BOD5 的重量为：

△WBOD = (Q△CBOD)/1000

代入数据后，则：

△WBOD = [400 ×（121-30）]/1000 = 36.4 kg/d

取BOD有机负荷 qBOD = 1.3 kgBOD/(m3 滤料 d ,则所需滤料体积

V滤料= △WBOD / qBOD = 36.4 / 1.3 = 28 m3

采用COD有机负荷进行校核：

当滤料体积为 28 m3 时，每天经 C / N 曝气生物滤池去除的COD的重量为：

△WCOD = (Q△CCOD)/1000

式中△WBOD ——在曝气生物滤池中每天需去除的COD重量，kg/d

Q -—每天进入曝气生物滤池的废水量，m3/d；

△CBOD ——进入曝气生物滤池的COD浓度差，mg/L.

代入数据后，则：

△WBOD = [400 ×（300 - 100）]/1000 = 80 kg/d

实际上，C / N 曝气生物滤池内COD的有机负荷为：

qBOD = △WCOD/ V滤料 = 80/28 = 2.86 kgCOD/(m3 滤料·d 所以， C / N 曝气生物滤池内的实际COD有机负荷小于 6 kgBOD/(m3 滤料·d ,

满足要求。

一般来说，曝气生物滤池内的滤料层高度 H滤料在 2.5-4.5 m 之间。在水力负荷一定的条件下，滤料层高则污水与微生物的接触时间长，出水效果好，但相对所需鼓风机的压头也较高，能耗相对也大；滤料层低则污水与微生物的接触时间短，出水效果相对差些，但所需鼓风机的压头也低些，能耗相对也小些。根据国内外已建成运行的曝气生物滤池实际情况，本工程取滤料层高度 H滤料 = 2.5 m ，则曝气生物滤池的截面积S截面

计算如下：

S截面 = V滤料 / H滤料 = 28/2.5 = 11.2 m2 滤池结构一般可采用圆形，正方形和矩形结构，对于圆形结构在同样的面积下，其周长比正方形少12% ，因此，本设计截面采用圆形布置，则半径为1.89 m ，实际取 R = 2 m 。当滤池总截面积为 11.2 m2 时，空塔水力负荷复核如下：

实际 q水力= Q / S截面 = 400 / 11.2 / 24 = 1.50 m3 /(m2 ·h),满足要求。为考虑进入滤池的废水均匀流过滤料层，在滤料承托层下部设计有缓冲配水室，其高度 H 配水一般为 1.2 - 1.5 m ，考虑到滤头和配水室内布水，布气管的安装方便，以及便于配水室的清洗，本工程取 H配水= 1.2 m ，并在配水室池壁考虑设置检修入孔；另外，考虑到滤池反冲洗时滤料的膨胀，在滤料层上部保证有 0.8 - 1.0 m 的清水区，本工程取清水区高度H清水= 0.8 m ；滤池的超高取

H超高= 0.3 m，承托层高 H承托= 0.3 m，则滤池的总高为：

H = H滤料+ H配水+ H清水+ H超高+ H承托= 2.5 + 1.2 + 0.8 + 0.5 + 0.3 = 5.3 m

污水在曝气生物滤池滤料层高度中的空塔停留时间 t = 2.5/1.5 =1.67 h，而根据运行经验，滤池在装满滤料后废水在滤料层中的实际停留时间约为空塔停留时间的1/2左右，即 0.83 h。

（2）曝气生物滤池配水系统

一般滤池的配水系统有大阻力，中阻力和小阻力等三种形式，曝气生物滤池的配水系统一般采用小阻力形式。考虑到曝气生物滤池采用气水联合反冲洗，所以滤头采用长柄滤头，长柄滤头在正常运行时起均匀布水作用，在反冲洗时起布水，布气作用。曝气生物滤池所选用的长柄滤头在结构形式上与给水滤头有差别，由于良种滤头所作用的介质和选用的滤料不一样，所以其缝隙的尺寸和开缝方向也不一样，滤头结构也有差别。

曝气生物滤池所选用的长柄滤头为 EPT-1型，滤水帽，滤水管为一体成型，每个滤头共有滤缝20条，每条滤缝L × B = （8mm ×2mm）+ 0.05mm，滤缝总面积为 3.2 cm2/个。

每平方米布置36个滤头，开孔比β= 1.152%，流量系数 a = 0.8，滤池的水力负荷μ B= 0.8 L/(cm2· S),则滤池中水通过配水系统的水头损失为：

h1 =[( μ B /aβ)2 ÷ 2 g ] × 10-6 = 3.85 × 10-4 m

本工程设计中，滤池每平方米布置长柄滤头36个，每个间距为150mm.

（3）布气系统