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【《排水工程》第45講】

重要指數(shù)：★★★★

上一節(jié)主要講解生物濾池部分內(nèi)容，包括生物濾池的分類和平普通生物濾池介紹，詳見注冊(cè)給排水考試必考！生物膜法污水處理工藝之普通生物濾池簡(jiǎn)介。

本節(jié)內(nèi)容主要講解高負(fù)荷生物濾池部分內(nèi)容。

01

高負(fù)荷生物濾池工藝特點(diǎn)

高負(fù)荷生物濾池是生物濾池的一種形式，通過(guò)回流處理水和限制進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷等措施，提高水力負(fù)荷，解決堵塞問(wèn)題。值得注意的是，高負(fù)荷生物濾池所指的高負(fù)荷是水力負(fù)荷，而不是有機(jī)負(fù)荷。

那高負(fù)荷生物濾池是如何實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷的呢？答案是采取處理水回流的措施來(lái)實(shí)現(xiàn)高水力負(fù)荷，高負(fù)荷生物濾池處理水回流的作用有5項(xiàng)，分別如下所示。

1. 稀釋進(jìn)水濃度，均化與穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)與水量波動(dòng)；
2. 增加水力負(fù)荷，及時(shí)沖刷過(guò)厚和老化的生物膜，加速生物膜的更新，抑制厭氧層發(fā)育，使生物膜保持活性，增大流動(dòng)水層的紊流程度，可增加傳質(zhì)和有機(jī)污染物的去除率；
3. 防止濾料堵塞；
4. 抑制臭味及濾池蠅的過(guò)度孽生和減輕散發(fā)惡臭；
5. 當(dāng)進(jìn)水缺氧、缺少營(yíng)養(yǎng)元素或含有有害、有毒物質(zhì)時(shí)，采取處理水回流可改善生物濾池的處理效果。

那高負(fù)荷生物濾池在什么情況下處理水才需要回流呢？主要有以下3種情況。

1. 當(dāng)生物濾池水力負(fù)荷小于規(guī)定的數(shù)值時(shí)，應(yīng)采取回流；
2. 當(dāng)原水有機(jī)物濃度高于200mg/L或處理水達(dá)不到水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)采用回流；
3. 污水中某種污染物在高濃度時(shí)可能抑制微生物生長(zhǎng)的情況下，應(yīng)考慮回流。

02

幾種高負(fù)荷生物濾池工藝形式

（1）一段高負(fù)荷生物濾池工藝（處理水回流位置：濾池后，二沉池前）

本工藝是應(yīng)用比較廣泛的高負(fù)荷生物濾池處理系統(tǒng)之一，生物濾池出水直接向?yàn)V池回流；由二次沉淀池向初沉池回流生物污泥。有助于生物膜的接種，促進(jìn)生物膜的更新。此外，初沉池的沉淀效果由于生物污泥的注入有所提高。

處理水回流位置：濾池后，二沉池前

（2）一段高負(fù)荷生物濾池工藝（處理水回流位置：二沉池后）

本工藝的特點(diǎn)是處理水回流高負(fù)荷生物濾池前，可避免加大初次沉淀池的容積，生物污泥由二次沉淀池回流至初次沉淀池，以提高初沉池沉淀效果。

處理水回流位置：二沉池后

（3）一段高負(fù)荷生物濾池工藝（處理水和污泥同步回流至初沉池）

本工藝特點(diǎn)是處理水和生物污泥同步回流至初沉池，提高了初沉池的沉淀效果，也加大了高負(fù)荷生物濾池的水力負(fù)荷。提高初次沉淀池的負(fù)荷是本系統(tǒng)的缺點(diǎn)。

處理水和污泥同步回流至初沉池

（4）一段高負(fù)荷生物濾池工藝（不設(shè)二沉池）

本工藝特點(diǎn)是不設(shè)二沉池，濾池出水（含生物污泥）直接回流初沉池，提高初沉池的沉淀效果，初沉兼二沉池的作用。

不設(shè)二沉池

（5）二沉池污泥和部分出水全部回流至初沉池前端

本工藝的特點(diǎn)是處理水直接回流至初沉池，二沉池的生物污泥也直接回流初沉池，提高初沉池的沉淀效果，并加大了濾池的水力負(fù)荷。

二沉池污泥和部分出水全部回流至初沉池前端

（6）二段高負(fù)荷生物濾池工藝流程

總結(jié)以上工藝流程，我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同點(diǎn)，就是不管是從二沉池回流的污泥還是從中間沉淀池回流的污泥，其回流位置都是到初沉池前端，目的是為了強(qiáng)化初沉池的沉淀效果，但是這種回流至初沉池前端的做法卻不是傳統(tǒng)意義上的“污泥回流”，因?yàn)樵诨钚晕勰喾ㄖ械奈勰嗷亓鞯淖饔檬菫榱搜a(bǔ)充生化池內(nèi)的污泥濃度，而高負(fù)荷生物濾池的污泥回流至初沉池，作用是為了強(qiáng)化混凝沉淀效果，兩者不要混淆。

03

高負(fù)荷生物濾池設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. 濾池個(gè)數(shù)不少于2個(gè)；
2. 布水多采用旋轉(zhuǎn)布水器；
3. 設(shè)計(jì)常采用負(fù)荷法；
4. 進(jìn)水BOD5濃度不大于200mg/L，否則采用處理水回流稀釋；
5. 設(shè)計(jì)時(shí)一般以冬季污水平均溫度作為計(jì)算水溫；
6. 進(jìn)水流量按平均日污水量計(jì)算。
7. 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》6.9.36規(guī)定高負(fù)荷生物濾池宜采用碎石或塑料制品作填料，當(dāng)采用碎石類填料時(shí)，應(yīng)符合下列要求：①濾池下層填料粒徑宜為70~100mm，厚0.2m；上層填料粒徑宜為40~70mm，厚度不宜大于1.8m；②處理城鎮(zhèn)污水時(shí)，正常氣溫下，水力負(fù)荷以濾池面積計(jì)，宜為10~36m3/（m2?d）；五日生化需氧量容積負(fù)荷以填料體積計(jì)，宜小于1.8kgBOD5/(m3?d)。

對(duì)于高負(fù)荷生物濾池來(lái)說(shuō)，其案例計(jì)算有以下幾個(gè)考點(diǎn)，首先是確定進(jìn)水BOD5值，如果該值大于200mg/L，則先對(duì)來(lái)水進(jìn)行稀釋處理，稀釋后的BOD5值計(jì)算公式如下所示。

秘五教材公式13-1

• Se——濾池處理后出水的BOD5值，mg/L；
• Sa——進(jìn)入濾池污水的BOD5值，mg/L；

然后就是計(jì)算出水回流的稀釋倍數(shù)n，按照以下公式進(jìn)行計(jì)算。式中S0指原污水的BOD5值，單位為mg/L。

秘五公式13-2

最后是BOD5容積負(fù)荷的選取，按照下表進(jìn)行。

高負(fù)荷生物濾池（人工塑料濾料）的容積負(fù)荷，秘五教材表13-3

高負(fù)荷生物濾池的容積計(jì)算方法有以下三種：BOD5容積負(fù)荷法、BOD5面積負(fù)荷法、表面水力負(fù)荷法。各自計(jì)算公式如下所示。

BOD5容積負(fù)荷法，秘五教材公式13-6

BOD5面積負(fù)荷法，秘五教材公式13-8

表面水力負(fù)荷法，密五教材公式13-10

那對(duì)于生物濾池的校核，采用《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定，對(duì)普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池各自給出了表面水力負(fù)荷和五日生化需氧量容積負(fù)荷，以一種負(fù)荷設(shè)計(jì)，用另一種負(fù)荷校核即可。

04

如何判斷生物濾池自然通風(fēng)供氧是否充足？

生物濾池的自然供氧是在自然條件下通過(guò)池內(nèi)外的空氣流通，使氧轉(zhuǎn)移到污水中，繼而從污水?dāng)U散傳遞到生物膜內(nèi)部而實(shí)現(xiàn)。影響生物膜通風(fēng)狀況的主要因素有濾池內(nèi)外溫差、風(fēng)力、濾料類型及污水布水量等。濾池內(nèi)外溫差能決定空氣在濾池內(nèi)的流速與流向等，以下是表達(dá)池內(nèi)外溫差與空氣流速的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式：

秘五排水公式13-13

由上市可知，當(dāng)濾池內(nèi)外溫差2℃時(shí)，v=0，空氣流通停止，在一般情況下，濾池內(nèi)外溫差6℃，按上式計(jì)算得v=0.3m/min=432（m3空氣/m3濾料?d）。因每立方米空氣中氧氣含量為0.28kg，則向生物膜提供的氧量約為121kg，若考慮氧氣的利用效率為5%，則實(shí)際上能利用的氧量為6.06kg，當(dāng)考慮到每立方米濾料BOD的符合率為1.2kg/d、去除率為90%時(shí)，可計(jì)算得每立方米濾料需氧量為1.94kgO2/（m3濾料?d），可見供氧量是充足的，運(yùn)行正常、通風(fēng)良好的生物濾池在供氧上是不存在問(wèn)題的。

05

本節(jié)總結(jié)

本節(jié)高負(fù)荷生物濾池是考試中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，不僅僅局限于案例出題，只是選擇題中也是出題點(diǎn)之一，所以需要大家認(rèn)真掌握以下6點(diǎn)。

1. 高負(fù)荷生物濾池所指的高負(fù)荷是水力負(fù)荷，而不是有機(jī)負(fù)荷。
2. 高負(fù)荷生物濾池的進(jìn)水BOD照樣有要求，大于200mg/L就需要回流。
3. 高負(fù)荷生物濾池的回流污泥點(diǎn)和活性污泥法污泥回流的區(qū)別。
4. 高負(fù)荷生物濾池稀釋倍數(shù)、稀釋后BOD值。
5. 高負(fù)荷生物濾池的容積計(jì)算方法有以下三種：BOD5容積負(fù)荷法、BOD5面積負(fù)荷法、表面水力負(fù)荷法，以及各自計(jì)算公式。
6. 生物濾池自然供氧能夠滿足工藝對(duì)于氧氣的需求。

本節(jié)內(nèi)容到此為止，歡迎留言區(qū)留言交流！

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