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生物砂滤系统

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学社贴贴学历认证 发表于 2019-9-8 10:18 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
生物砂滤技术出现在70年代,由于系统具有一次性投资少,建于地下而不影响环境,操作维护简便,适用于处理排放少及排量不稳定的小型污染源等特色,因此国外在80年代得到推广应用,特别是在处理村庄、学校等生活废水方面应用十分广泛。据统计,到1990年在丹麦正式登记的生物砂滤系统超过50个,其中大部分运行良好。随着我国环保经济技术水平的不断提高,生物砂滤系统必将在众多小污染源治理中得到运用。     生物砂滤系统在结构和操作运行方面与普通砂滤十分相似,不同之处是不设反冲洗装置,因此需要对废水进行过滤和沉降预处理以防止滤池阻塞。另外,为保持微生物生长繁殖,需专门设置通风换气管。系统经常建在地下或半地下,多数靠位差自流操作,用于某些大污染源者例外。
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一般而言,生物砂滤都能获得良好的运行效果。处理能力和出水水质并不直接与水力或有机负荷有关,往往是预处理效果、结构设计、砂粒大小、操作规程等决定实际的处理能力,特别是砂粒直径对脱氮效果致关重要。对丹麦50多个生物砂滤系统的分析调查表明,间歇性操作能够获得最好和最稳定的处理效果,但没有准确的操作运行周期。典型的生物砂滤系统可去除有机物90%~95%,脱氮效率30%~45%,除磷效率40%~60%。脱氮效果取决于硝化过程,要求供氧状况良好,同时在滤池中存在进行反硝化的厌氧区。系统能否实现有效脱氮认为与操作条件和负荷有关,但目前尚没有指导性的结论。然而,使用较粗滤料时容易得到好的硝化效果。另外,在水力负荷最低并且供氧状况相当好的条件下,使用传统滤料也可获得高硝化率。砂滤池中好氧与厌氧区域并存时,能获得最好的脱氮效果。
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砂滤池中细菌的生长繁殖和对基质的去除能力,取决于多种因素,特别与水力及有机负荷有关。高负荷时,滤池操作运转3个月后硝化过程仍不稳定,但在低负荷下6周后即达到稳定。一般地,达到最大去除能力需要运行几个月甚至更长。砂滤池的除磷机制由不同过程所控制,在操作周期的开始阶段,滤料的吸附作用可使大量磷得以去除,但稳定的除磷效率主要决定于预处理阶段的沉积以及活性污泥的生成,因为污泥中的某些颗粒物可以富集磷。
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结构与流程
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6 ^- s, l- x5 ?6 l* s& W* @# D    生物砂滤系统一般都设有1-4个沉降池,通过机械预处理清除较大的有机和无机颗粒物,防止阻塞毁坏砂滤池,系统靠位差或泵维持运转。砂滤池的结构设计大同小异,最常见的为地下或半地下式,很少有象沙丘一样建在地面上,除非地下水位很高时。8 P3 x: w* ^* |2tech.cn
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    生物砂滤池在结构上可分为封闭型和敞开型两种,其中封闭型最常见。图3-16为封闭型生物砂滤系统的结构和流程。废水经两级沉降预处理后进入配水池,然后流入砂滤池,从填料层上面渗入,下面设有排水管,另设有排风换气管。封闭型的优点是整个系统隐蔽,池上面允许种植花草树木,不破坏环境,但检修维护较困难。) c7 U# E+ x0 z* E2tech.cn
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- W1 L! w9 u; r    图3-17为敞开型生物砂滤系统的流程与结构,除池表面敞开外,完全与封闭型相同。敞开型的优点在于当滤池顶部阻塞时维修方便。为防止冬季结冻,其布水系统必须封闭。敞开型的供氧情况好于封闭型,因此敞开型滤池上层的有机物去除和硝化能力较好。敞开型的不足之处是暴露在环境中,影响美观,有时甚至散发难闻气味,并且在冬季低温条件下硝化过程容易受到抑制。
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3 P: s7 R5 B: A3 a; |    砂滤池的深度大约为80cm,主层为0.2~3.0mm的砂粒,底层为约20cm厚粒径16~32mm的卵石。为防止废水渗漏,常用塑料薄膜垫衬于池底和四壁。处理后的废水通过排水管排放。常用的砂粒数据为:
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               有效粒径 ( d10 ) :   0.5~1.0mm               : j- j; z# U$ J/ ~2tech.cn
               平均粒径 ( d60 ) :   1.0~2.0mm               $ E6 |" H9 A6 G0 S! s8 p2tech.cn
               比 值 ( d60 /d10 ) :    < 3.5mm  X$ v) T' _0 Z2tech.cn
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    大多数用于小型污染源的生物砂滤系统处于非连续性操作状态,主要由废水的实际排放情况决定,而非出于净化目的。当采用交替操作时,停开周期一般相等,分别为1~2周。通过泵为滤池间歇供水,可使滤池得到比较规则的负荷分配。通常,非连续性供水比连续供水能获得更好的处理性能。. \7 K- c7 J: t; Y; f3 _# B: z7 O2tech.cn

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生物砂滤法的处理效果

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, p% c% {* w' M' F    生物砂滤系统与常规废水生物处理技术一样,废水中的有机物和部分氮依靠滤池中的活性生物相降解,而磷的去除主要为物理化学过程。调查表明,生物砂滤系统对有机物和悬浮物的去除十分有效。另外,能够通过硝化过程去除氨氮,但总营养物质的去除率非常有限。4 u) Z1 ~5 H  e# u, Y: D2tech.cn

# I7 n% T/ l9 w! a  `4 X5 L7 y丹麦一套生物砂滤1983~1990连续8年的监测结果见图3-18和3 -19。: |9 ]% K# a9 w: K) G( m2tech.cn
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    从图中可以看出,在进水BOD和氨氮浓度变化很大的情况下,出水值相对比较稳定,表明滤池具有良好的运行性能。对BOD和SS表现出高去除率,经常超过90%。% c( u: a; Q/ n! E5 e! ~3 G2tech.cn

5 \: i# A; q7 a. e. _7 r) Y( Y% G    表3-11给出生物砂滤系统对有机物、氮、磷和氨氮的平均去除效果与出水水质。一般在几个月内滤池就能够达到正常运转参数,由于硝化菌的繁殖需要较长时间,因此达到完全硝化要在6个月以上。
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