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4.3.1.1滴滤池
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4.3.1.1滴滤池

概要:
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  滴滤池

  滴滤池是一种非浸没式固定膜生物反应装置,通常是一个圆柱形的水池,装有高比表面积材料(例如岩石、砾石或特殊的预成型塑料过滤介质),并配备多孔结构的加水系统和暗渠,使空气流通。

(来源:Tilley 等,2014 年)

  图4.5滴滤池示意图

  处理过程:

  大多数滴滤池是在无强制通风或曝气条件下好氧运行。过去通常使用岩石和砾石作为填充材料,现在使用结构化塑料填充介质来提高处理能力。污水通过旋转分配器连续均匀地滴入或喷洒在过滤介质顶部。在污水向下流到滴滤池底部的过程中,生物膜中的生物会降解污水中的有机物和营养物质。一部分出水再循环到滴滤池进料流中。保持充分的微生物数量对于去除BOD和氨氮是非常重要的,但要注意防止微生物过度生长和填充介质通道的堵塞。

  处理效率:

污染物/参数

去除效率

BOD

60%-85%

总氮

0-35%

10%-15%

悬浮固体

总大肠菌群

60%-90%

注意:处理效率因污水特性、水力负荷、有机负荷、介质类型、操作条件、溶解氧水平、温度和回流率而异。

  来源: SASSE & BORDA 1998;美国环保局 2000;环境署 2004;WSP 2008 年。

 

  设计标准:

  一般要求

  • 设计滴滤池应考虑的关键因素包括:(i)进水污水特性;(ii)滴滤池填料的类型和物理特性;(iii)水力负荷率和有机负荷率;(iv)配水系统的类型和剂量特性;(v)暗渠系统的配置;(vi)通风系统,即自然通风或强制通风。

  • 滴滤池的支撑结构应能够承受高垂直载荷以及附着的污泥和水的重量。清除污泥需要足够的空间。

  • 滴滤池应通风良好,滤床上方至少有两个通风孔。三通应安装在通风口的顶部以增加空气流动,通风口应用筛网覆盖,以防止苍蝇进入滤床。

  • 为使过滤介质保持湿润,必须将一部分滴滤池出水回流到滤池。回流水还可以稀释高强度的进水,以最大限度地减少负载变化并提高处理效率。标准的回流比率范围为1:1至4:1。

  过滤介质

  • 过滤介质应在滴滤池底部上方 30 厘米处,安装在承托架上。

  • 介质层应具有足够的表面积以供微生物附着生长,并具有足够的空隙以使水和空气良好混合。通常,过滤介质的表面积应至少为 97.5 m2 /m3 ,空隙率应大于 90%。合成材料,通常是塑料,在介质之间提供大约 95%的空隙空间,而岩石介质只有 35%的空隙空间。

  • 如当地有岩石,用岩石作介质具有成本低的优势。最合适的材料是圆形岩石或碎石,要有均匀的尺寸,95%的介质石头大小应在75-100毫米的范围内。

  • 下层岩石尺寸应大于上层岩石尺寸,以免上层脱落的生物膜堆积造成下层堵塞。

  • 使用塑料过滤介质需要额外的措施,包括过滤介质顶层需要加紫外线防护添加剂,随着过滤介质负载由上而下逐渐增大,下部的塑料壁厚度也要增加。

  • 过滤介质的深度不能小于 2 m。

  • 介质层分布应经过专业设计,以最大限度地延长使用寿命。

  • 有机物负荷率不应大于 1.5 kg BOD/m3 žd。由于岩石介质中的空隙空间有限,采用岩石为介质的滴滤池的有机物负荷率常常是在0.3—1.0 kg BOD/m3 žd 的范围内。

  • 在设计高速滴滤池尺寸时,应采用8—12 m3 /m2 žd 之间的水力负荷率。在计算水力负荷时,必须考虑回流水量。

  • 一般情况应并列设置两个滴滤池。

  配水系统

  • 污水应均匀分布。在旋转分配器上,喷嘴的数量应随着喷嘴与中心轴之间距离的增加而增加,以实现均匀的喷雾型态。推荐使用静态防堵塞喷嘴。

  • 配水器底部和滤床顶部之间应留有150至225毫米的空间。该空间可使来自喷嘴的污水流扩散并均匀地覆盖滤床,在冰冻气候下防止结冰干扰配水器的运行。

  排水系统

  • 滤床底部和排水通道必须有足够的强度,以支撑填料、微生物和污水的重压。

  • 地面和暗渠以1%至5%的坡度向中央或外围排水通道倾斜。

  • 排水通道的尺寸设计应能保证最小平均日流量达到0.6 m/s。

  • 排水通道两端均可打开,以便检查并在堵塞时冲刷疏通。

  • 为了滤池壁的通风,排水暗渠应同时联通环形通道和中央收集通道。

  操作和维护:

  一般要求

  • 运行良好的滴滤池应具有:

  - 一层薄薄的健康生物膜,表面全部是湿润的。

  - 所有的孔口都是开放和流动的。

  - 平稳而连续旋转的水平分配器臂。

  - 没有积水。

  - 中心柱密封没有泄漏。

  • 有中等技能的技术操作员管理系统。

  • 新的滴滤池正式投入使用前需要数周的时间让生物膜生长。高回流率有助于初始生物膜的形成。

  • 应定期检查滴滤池是否有以下迹象:(i)积水;(ii)流量分布不均;(iii)堵塞;(iv)运行不滑顺或有振动;(v)泄漏;(vi)滤池蝇类;(vii)异常气味。

  • 所有设备必须按照制造商的建议进行测试和校准。应制定并遵循滴滤池系统的常规运维计划。

  • 确保持续供电和稳定的污水流量。

  配水器旋转臂速度控制

  调整配水旋转臂的旋转速度,操作员可以:

  (i) 调整回流率:增加回流会使流量增加,配水旋转臂的速度会增加,反之亦然。

  (ii) 改变配水旋转臂上的喷嘴数量:流量不变的情况下,启用的喷嘴越少,转速越快,启用的喷嘴越多,则转速越慢。

  (iii) 安装减速器喷嘴:在正常水流相反的一侧安装分配臂喷嘴,它们可以作为减速器减慢旋转速度。

  气味控制

  有机物负荷过多或通风不够可能会导致难闻的气味。为了消除异味,操作员可以:

  (i) 减少进水中的有机物负荷。

  (ii) 增加水力负荷以冲刷掉多余的微生物。

  (iii) 清除过滤器出水通道、暗渠和过滤介质上部的垃圾。

  堵塞和积水控制

  为了避免堵塞和厌氧消化,需要增加水力负荷以冲掉过多的微生物并清除滤床中的垃圾。如果发生积水或堵塞,操作员可以:

  (i) 增加滴滤池的回流率,以冲走积累的生物质,打开介质中的堵塞空隙空间。

  (ii) 清除过滤介质上部的垃圾。

  (iii) 减慢旋转分配臂(如果可以)的转速,可增加介质每个部分的瞬时水压负载,以冲刷生物质。

  (iv) 使用低剂量的氯杀死过多的微生物。操作人员应参考运维手册或由专业人员确定使用剂量。

  (v) 关闭过滤器让过滤介质变干。

  (vi) 必要时更换介质。

  蝇类控制

  为了减少或消除滴滤池上的苍蝇,操作员可以:

  (i) 增加回流率,可以增加水力负荷,达到冲洗过滤介质的目的。

  (ii) 疏通滴滤池分配臂孔或喷嘴。

  (iii) 定期将过滤介质用大量的水浸泡,并冲洗墙壁。

  (iv) 使用自然技术,例如安装鸟舍。

  (v) 加强内务管理。

  (vi) 如果苍蝇数量不断增加,可能需要使用化学品(如杀虫剂)。

  生物膜脱落

  • 如果有机物含量低导致微生物膜过度脱落,操作员可以: (i) 疏通滴沥滤池的分配臂孔或喷嘴; (ii) 增加滴滤池的回流水量。

  • 如果是高水力负荷导致的过度脱落,操作员可以: (i) 如可能,将一部分进水转移到调节池; (ii) 减少滴滤池的回流水量。

  结冰

  在冬季温度极低的地区,如东北地区(-30 ℃ ),为使滴滤池不结冰,操作者可以:

  • 用高压水冲掉孔口、喷嘴和分配器臂上的冰。

  • 降低回流率,因为回流时水温会降低。

  • 为滴滤池建造盖板或挡风板。

  建设成本和运维成本:

  • 建设成本为中高等,取决于选用的过滤材料和进料泵的类型。

  • 运行和维护成本为中高等,取决于给水泵和洒水系统的电力消耗。与活性污泥处理法相比,滴滤池耗能更低,因为不需要曝气鼓风机。

  • 施工和维护需要专业人员。

  适用性

  • 适用于没有大片土地的地区。

  • 适合中小型社区。

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