曝氣生物濾池設計的之我見

車 鳴 單 琦

（1、哈爾濱市市政工程設計院，黑龍江 哈爾濱 1500002、哈爾濱市市政工程設計院，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 主要參數

進水水質 （mg/l）∶COD 100-1000 BOD550-350SS 50-350 TKN 15-60NH3-N10-40

出水水質（mg/l）∶COD<40BOD5<20SS<20NH3-N<10 TKN<15

容積負荷 NS∶2-6 kg BOD5/(m3.d)4-12 kg－COD/(m3.d)

NS取值與進水、出水水質密切相關。有機物容積負荷越高，出水中有機物剩余濃度也越大。例如，城市污水要求出水BOD510-20mg/l，NS可取3.5-5.0，當要求出水BOD55-10mg/l時，NS則應降為2.5-3.2。當NS>3時，NH3-N的去除受抑制，NS>4時，NH3-N的去除受明顯抑制。有硝化脫氮要求時，還應考慮硝化負荷，一般為0.3-0.8kgNH3-N/(m3.d)。故應根據原水性質及處理要求選取合適的NS值。

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、化學穩定性、不含毒、害物質等方面的要求外，最重要的是比表面積。比表面積越大，單位濾料中生長的微生物量越多，生化處理效率越高。材質可用輕質陶粒、無煙煤、石英砂、塑料等，以園形輕質陶粒濾料較佳。粒徑3-6mm，濾層厚度2.5-4.5m。

沖洗強度∶水4-10 l/m2.s，氣12-20 l/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，然后氣水聯合洗3-5min，最后單水洗3-5min。通過沖洗把濾層內截留的污泥及老化的生物膜排出，但沖洗強度不可過大，以保留足夠的活性生物膜，為下一周期生化處理能力的恢復創造條件。沖洗耗水量為濾水量的7-10%。

曝氣∶為微生物提供生長繁殖所需的溶解氧，并有攪動濾層，促進老化膜脫落更新的功能。需氧量約0.42－0.8kgO2/kg BOD5，可用安裝于濾板面上的穿孔管或空氣擴散器（曝氣頭）配氣。為防止水倒流，反沖洗空氣干管及曝氣干管的管底應局部抬高至濾池最高水位之上500mm。

工作周期∶24-48h

單格過濾面積∶50-100m2

2 池型

為了保證反沖洗效果，單池面積不宜太大（≤100m2），平面上通常采用矩形，單側配水配氣，縱橫向長度比 1∶1.2－1∶1.5，縱向（短邊）長≤8m并應在橫向（長邊）前端沿全長設配水配氣室均勻地配水配氣。進水孔位于濾池底板面上。進氣孔頂應與濾板底持平或稍低，孔徑（50-80mm）不宜過大。某工程設計池橫向兩端各一米多長無進水進氣孔，濾梁頂面又無平衡孔；進氣孔位于濾板底下300mm處，孔徑d100mm，導致反沖洗時濾池兩側由于濾梁阻隔沒有反洗空氣通過，中部則發生嚴重的射流，布氣顯然無均勻可言。

3 濾板、濾梁

曝氣生物濾池濾板、濾梁的設計施工要求與給水V型濾池相同，濾梁設計除了保證縱向強度外還應具備必要的橫向剛度，以抵御濾板安裝時可能發生的水平力的作用。濾板、濾梁的強度應比池體砼提高一級，其制作、安裝的精度要求很高，一般土建單位難以達到，應交由專業廠家用專用鋼模生產。濾板宜采用臥式模具，每次生產一塊，脫模時間為24h（夏季高溫時應不少于16h即兩天三脫模）。為縮短制作、安裝周期，有人曾采用ABS板材制作底模整體現澆濾板，但因底模凹凸不平，配氣配水不夠均勻，且造價與預制相比增加50-100%。某單位采用立式模具，據稱每次可生產五塊。但模具內氣體排除困難，所產濾板氣泡很多，強度很低；鋼筋位置難固定，露筋多；濾板邊緣密實度更低，毛刺、缺損、掉角甚多，導致全部翻工重做。某工程把濾梁交由濾池土建單位現場澆制，雖然施工時費煞了苦心，但拆模后檢查仍有不少預埋螺栓偏位過大（濾板安裝位置不足，一格池甚至多達20塊濾板放不下），梁身彎曲不直（突出部位濾頭桿插入受阻，凹陷部位濾板支承面不夠，應力過于集中），梁頂面最大水平誤差竟達19mm，直接影響濾板的安裝和使用壽命。

4 濾頭與開孔率

曝氣生物濾池通常采用小阻力配水系統（長柄濾頭）。濾池進水雖然已經預處理，其中的懸浮物質仍然較多，且較粗大，特別是生活污水粘稠物質多，水中混有許多塑料薄膜碎片，對濾頭危害很大。為了避免堵塞，濾頭縫隙應比給水濾頭寬（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2.0-2.5 mm，位置應在濾桿絲扣之下或與濾板底面平，它與濾桿下端的配水條形孔的距離應保持150-200mm以上。開孔比過大除了影響反沖洗均勻性外，還導致配水配氣穩定性下降（對反洗系統內其它因素的微小變化敏感）。某工程采用開孔比0.027，濾頭配氣孔（d=4mm）位置偏低（距濾板底238mm，距配水條形孔僅50mm），試運轉時發現不僅沖洗不均勻，產生了強烈的脈沖；而且當空氣壓力變化氣墊層下界面發生波動時，大量空氣從下界面降低的區域內之濾頭（通過配水條形孔）噴射而出，即產生所謂"氣墊層擊穿"現象。

5 承托層

給水V型濾池濾頭縫隙窄（0.25-0.3mm）,開孔比小（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的陶粒濾料，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，一旦出現很難清洗。某污水廠曾因此而導致反沖洗時把濾板掀翻這樣的嚴重后果。設計上除在池壁濾板底高度下設檢修人孔外，還應考慮必要時利用濾池水位迅速地從上而下逆向沖洗濾頭把堵塞物排走的相應措施。

7 壓縮空氣系統

曝氣生物濾池與給水V型濾池一樣通常采用氣動蝶閥控制。后者的動力是壓縮空氣。壓縮空氣應經過仔細的過濾、干燥然后通過管道輸送到各氣動閥門的電磁閥上。壓縮空氣系統的管道由于接頭多，施工時應注意其氣密性。否則會由于漏氣導致空壓機頻繁起動，既浪費能源又影響空壓機的壽命。為減少空壓機起動頻率，系統內另配一個較大的貯氣罐是必要的。管道材質最好采用不銹鋼管（或無縫鋼管），焊接接頭。通往各格濾池或設備（反洗水泵、鼓風機）的支管前端應有控制閥門（法蘭連接），便于分段檢修。鍍鋅鋼管（絲扣連接）接頭氣密性較差；長期運行內壁生銹，銹斑一旦脫落便會堵塞電磁閥。某工程采用鋁塑復合管，雖可防止銹蝕，但因其剛度不足，運行時在空氣壓力作用下接頭處容易脫開。

曝氣生物濾池在我國應用已經十分的廣泛，尤其是在污水的深度處理、用地緊張情況下的城市生活污水處理方面，其運行的優缺點也十分的明顯，在我國大中城市污水處理廠改造中必將有其用武之地，但對其不足之處也應該慎重對待！

[1]詹文敏,程寒飛,陳祥宏,劉通.曝氣生物濾池設計與施工應注意的問題.工業用水與廢水2007-08-28.