工艺技术详解 | 滴滤池和塔式生物滤池 [1]

查看全部 · 发表于 2021-5-11 13:07:23

滴滤池是模拟自然界的水质净化过程，即污水流入受纳溪流时，会流过岩石河床或岩石状的河底，在这个过程中，污染物质得到净化。在水体的自净过程中，岩石河床内的微生物菌群去除溶解性有机物，并净化水质。目前为止，在已超过100年的时间里(从19世纪80年代末期），滴滤池一直被认为是遵从水体自净原理的污水处理方法。在滤池设计中，充分利用了岩石词底对污染物质净化的原理，岩石滤床的厚度一般为0.9-2.4m。

在20世纪60年代晚期到70年代早期，滴滤池应用受到了一定限制。而到了20世纪70年代晚期到80年代早期，由于新型填料载体的开发，滴滤池又获得了人们的重视，并得到了广泛的应用。新型的可承受高负荷的填料载体比岩石载体比表面积更大，利于微生物生长，故可显著增强处理系统效能。高负荷填料载体对岩石载体的替代，规避了很多岩石载体的问题(堵塞，以及生物膜剥落、臭气和苍蝇等不可控制的问题）。因此，几乎在20世纪80年代晚期出现的所有滴滤池都是采用高负荷填料载体(水污染控制协会，1988），此时高负荷的滴滤池称为塔式生物捷池。

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供选方案

基于滴滤池/塔式生物滤池的有机负荷，可分为4类滤池设计方法。前3类设计一一低负荷、中等负荷和高负荷滤池可去除所有或原则上可去除所有BOD(见表）。第4类为粗滤池，这种滤池一般是要与其他生物处理过程(一般是活性污泥处理过程、RBC或另外一座滤池)组合应用，在组合系统中，可完成大部分BOD的去除。

滴法池分类

运行特性	滴滤池分类
运行特性	低负荷	中等负荷	高负荷	粗滤池
有机负荷[kgBOD/(m3.d)]	<400	400-641	641-1600	1600-4800
滤池填料载体a	岩石或高负荷	岩石或高负荷	岩石或高负荷	高负荷
硝化效能b	是	部分	基本不	无
要求组合处理过程c
二级处理	不	基本不	基本是	是
三级处理	是	是	是	是
常用类型d	TF/SC	TF/SC	TF/SC	TF/AS
	ABF	ABF	TF/RBC	BF/AS
			两级滤池	RF/AS
				两级滤池

a 高负荷=塑料或红杉木载体。
b 26℃和无第二级处理或组合处理过程。
c 表明如果采用组合或两级处理。
d TF/SC=滴滤池-固体接触式组合；TF/AS=滴滤池活性污泥过程组合；ABF=活性生物滤池；
TF/RBC=滴滤池-生物转盘组合；BF/AS=生物滤池-活性污泥组合；RF/AS=粗滤池-活性污泥过程组合。

滴滤地/塔式生物滤池的分类主要是基于按滤床填料区容积所承纳的BOD5负荷进行划分的。该BOD5负荷可按以下步骤计算：

有机(BOD5)负荷 =  (进水BOD5,kg/d) / (滤床容积,m3）

式中进水BOD5 = kg初级处理水BOD5/d; = (初级处理水BOD5,mg/L)(流量,mL/d)
滤床容积 = 水平横截面积,m2 * 滤床深度,m / 100

虽然滤池/塔式生物滤池一般不会按水力负荷进行分类，但水力负荷或润湿速度仍是很有用的负荷参数，可按以下方法计算：

水力负荷或润温速率 = 总流量(包括回流流量).泵流量，m3/s  /  (滤床水平横截面积，m2)

式中总流量 = 进水＋滤池回流流量；= 滤池进流泵总流量，m3/s

水平横截面积 = 3.14 * (直径)^2 / 4, 按圆形计算＝长* 宽．按矩形计算。

有机负荷，一般以初级处理水的总BOD5来计算，是指总有机负荷(TOL）。另外一种滤池BOD负荷的计算方法，是采用滤池/塔式生物滤池总溶解性BOD来计算，这种负荷是指溶解性有机负荷(SOL）。

1. 低滤速(负荷)滤池/塔式生物滤池

低负荷臆池/塔式生物滤池一般是指岩石或砾石为载体的滴滤池。当负荷低于40kgBOD5/(100m3·d）时，产生堵塞，臭气和苍蝇等问题的几率将显著降低。以岩石或砾石为载体的低负荷滴滤池的滤床厚度为0.9-2.4m。大多数滴滤池都是圆形结构，配有旋转布水器。然而，也有很多矩形的岩石或砾石载体的滤池。

采用岩石或砾石载体，低负荷滤池的效能一般不会受到水力负荷限制；一般水力负荷为0.01- 0.04L/(m2·S）。无论是圆形还是短形滤池，在闲置期之间短暂的时间段内，都可以通过虹吸进水管或采用定期用泵打水的方式进水。

在采用塑料为载体的高负荷滤池中，通常控制过滤流速最低(通过控制处理水回流流量来减小过滤速度），以防止载体变干，并确保污水中的污染物质与生物膜有足够的接触时间。工程中，一般控制过滤流速为0.4L/(m2·s）。一般来讲，过滤流速越低，则BOD去除效能越好。

慢速滤池中脱落的生物膜固体都比较易于消化处理，因此慢速滤池较快速(高负荷)滤池产泥量少。一般来讲，二级处理过程中，尤其是岩石或砾石为载体的滤池，每千克进水BOD5可产生总悬浮固体TSS为0.5kg。

为了达到污水深度处理的效果，常采用组合式处理过程，即滴滤池/固体接触池(TF/SC)或活性生物滤池(ABF）。在二级处理或常规处理过程中，一般不采用组合式工艺。如果在低速滴滤池的设计中，结合填料载体的截滤性能和生物絮凝性能，或二次沉淀澄清效能良好，则很容易达到二级处理水的水质要求(Harrison等人，1984）。

2. 中滤速(负荷)滤池

中负荷滤池的负荷可达到64kgBOD5/(100m3·d）。在滴滤池/塔式生物滤池中，通常会采用处理水回流的措施，来确保滤池内水流的良好分布和混合效果，二级处理水的回流可以防止进水BOD短流或泄漏的情况。

中负荷滤池中脱落的生物膜固体不如低负荷滤池中的脱落生物膜更易被消化处理。中负荷滤池的产泥量主要取决于滤池载体类型不同，一般为0.6-0.8kgTSS/kgBOD5。

在中负荷滤池中，由于硝化菌在与异养菌的竞争中很难占据优势，故通过硝化除氨氮的效果并不彻底。然而，含碳BOD的去除效果很好。因此，在滤池后连接分离效能好的沉淀澄清池，很容易达到对污水二级处理的要求，故不必采用组合式过程来实现对污水的二级处理。

3. 高滤速(负荷)滤池

影响滤池载体对有机污染物去除效能的因素主要有温度、污水水质和其他环境条件，大多数滤池载体可达到的最大有机物去除率范围为48-96kgSBOD5/(100m3·d）。

高负荷滤池一般都是在其最大有机负荷容量下运行，可承纳的总BODs负荷范围为64-160 kgBOD5/(100m3·d）。相对于低负荷和中负荷滤池而言，如果不与其他处理过程组合，高负荷滤池的出水水质很难达到二级处理水要求。

高负荷滤池中常采用处理水回流，水力负荷主要取决于滤池载体的类型，其范围一般为0.3-0.4L/(m2·s）。

4.       粗滤池

在粗滤池中，大量的SBOD般会渗滤通过滤池。一般在粗滤池后，设置RBC或二级、小型滴滤池来完成对这部分渗滤BOD的进一步氧化去除。

用于二级处理的构筑物容积一般是其单独应用时所需容积的30%-50%。粗滤池后连接活性污泥处理过程时，该活性污泥处理系统主要完成粗滤池中脱落生物膜和剩余BOD的去除。因此，活性污泥系统对有机污染物的去除负荷并不高。

粗滤池的设计负荷一般为160-480 kgBOD5/(l00m3·d）。