环保设备设计及应用

《环保设备设计与应用》课程设计任务书（2班）

1.设计题目：某小区生活污水中生物接触氧化设备的设计

2.原始资料

进水BOD5=300mg/L，出水BOD5=20mg/L，容积负荷0.3kg/m3.d。设计水量如下：m3/h

分组 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 水量15 25 35 45 55 65 75 85 95 100 3.设计内容

3.1方案确定与工艺说明

按照原始资料数据进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择设备和构筑物，说明选择理由，工艺说明包括原理、结构特点、设计原则等，论述其优缺点，编写设计说明书。

3.2 设计计算

计算生物接触氧化池有效容积、尺寸；计算需氧量、空气量；计算穿孔布气空气管道；计算剩余污泥量

3.3 制图（A3）

生物接触氧化池平面、剖面布置图；生物接触氧化池曝气及空气管道平面、剖面图；进水布水器平面、剖面布置图；填料支架及填料安装图

3.4 编写设计说明书、计算书

4.设计成果（注：1、5项必做，2、3、4项每组三人各选一项）

（1）生物接触氧化池平面、剖面布置图（A3）

（2）进水布水器平面、剖面布置图（A3）

（3）填料支架及填料安装图（A3）

（4）生物接触氧化池曝气及空气管道平面、剖面图（A3）

（5）设计说明书、计算书

5. 时间分配表（第11周）

序号教学内容时间备注

1 布置任务书、收集资料0.5天由指导老师讲授设计任务与

要求

2 设计计算 1.5天

3 绘制CAD设计图纸2天

4 编写设计说明书，装订

成册

1天

5 总计时间5天

6、成绩考核办法

根据设计说明书、设计图纸的质量及平常考核情况由指导教师按优、良、中、及格、不及格评定成绩。

二．方案确定与工艺说明

2.1确定方案

在污水处理中，小区泛指的是居民住宅区、疗养院、商业中心、机关学校等由一种或多种功能构成的相对独立的区域，而该区域的排水系统通常不在城市市政管网的覆盖范围内。根据环境要求，需建造独立的污水处理系统。小区污水水量较小，水质水量变化较大，由于土地昂贵等原因对环境质量提出的要求较高(如气味、噪声、建筑风格等)。因此污水处理工艺力求简单实用，管理方便，操作可靠，维护工作量小，并尽可能地采用高效、节能的污水处理技术。

小区污水的处理工艺依据其尾水排放水体的功能不同而异，常用处理方法有化粪池、一级处理(初次沉淀池)、生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。除此之外，小区污水处理工艺的选择在满足小区污水处理特点的前提下，应结合小区的特点和气候特征，合理选用。但应选择投资省、处理效率高、能耗低、占地面积少、环境影响小和能再生利用、易于实现设备化的污水处理工艺，而生物接触氧化工艺在小区污水处理中的应用正符合上述目标要求。

目前国内外一般都采用生化方法处理生活污水，而生物接触氧化法具有净化效率高，处理所需时间短，对进水有机负荷的变动适应性较强，不必进行污泥回流，没有污泥膨胀问题，运行简单和占地面积小等优点。为此，我们选用了工艺成熟、运行可靠的接触氧化法。

２.１.1生物接触氧化法简介生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。

生物处理是经过物化处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。

如果能配合JBM新型组合式生物填料使用，可加速生物分解过程，具有运行管理简便、投资省、处理效果高、最大限度地减少占地等优点。

反应机理

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水与污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。

该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，此时，脱落的生物膜将随出水流出池外。

特点工艺

特点

①用分段法提高净化能力。生化过程分为两个阶段。首先是有机物被吸附在污泥上或存在细胞内进行生物合成，这个吸附合成速度很快。第二阶段的生化过程以氧化为主，速度较慢。

②用加接触层的办法来提高沉淀池效率。对沉淀池的生物膜采取沉淀的办法，而对细小的悬浮物采取滤层截留的办法，沉淀池取上升流速6.5～7.5m/h；澄清区停留15min。

③接触氧化工艺只需0.5～1.0h就可以达到活性污泥工艺8h的效果。主要靠生物膜，把氧化池分为两段，沉淀池加接触层，接触氧化池分离下来的污泥含有大量气泡，宜采用气浮法分离。

基本特点

1、由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；

2、由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；

3、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。

生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物膜法不尽相同。一是供微生物栖附的填料全部浸在废水中，所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。二是采用机械设备向废水中充氧，而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填料，也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。三是池内废水中还存在约2～5%的悬浮状态活性污泥，对废水也起净化作用。因此生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有生物膜法和活性污泥法的优点。

原理

生物接触氧化法净化废水的基本原理与一般生物膜法相同，就是以生物膜吸附废水中的有机物，在有氧的条件下，有机物由微生物氧化分解，废水得到净化。

生物接触氧化池内的生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成。在活性污泥法中，丝状菌常常是影响正常生物净化作用的因素；而在生物接触氧化池中，丝状菌在填料空隙间呈立体结构，大大增加了生物相与废水的接触表面，同时因为丝状菌对多数有机物具有较强的氧化能力，对水质负荷变化有较大的适应性，所以是提高净化能力的有力因素。

处理装置

分流式的曝气装置在池的一侧,填料装在另一侧,依靠泵或空气的提升作用，使水流在填料层内循环，给填料上的生物膜供氧。此法的优点是废水在隔间充氧，氧的供应充分，对生物膜生长有利。缺点是氧的利用率较低，动力消耗较大；因为水力冲刷作用较小，老化的生物膜不易脱落,新陈代谢周期较长,生物膜活性较小；同时还会因生物膜不易脱落而引起填料堵塞。