贵州某制药废水处理设计方案

1制药废水处理工程设计方案导流曝气生物滤池在制药废水处理中的应用摘要贵州某制药有限公司，是国内主要生产化学药制剂、中成药、抗生素、生化药品、生物制品的知名制药企业，生产过程中排放的废水主要包括生活用水、抗生素废水、合成药物废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水五大类。其废水的特点是成分复杂，有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间隙排放，属难处理的工业废水。本设计方案经过认真的分析和研究后，决定采用厌氧气浮导流曝气生物过滤法相结合的废水处理主导工艺，处理效果保证优于国家规定的排放标准，排入河流。1概述贵州某制药有限公司，是国内主要生产化学药制剂、中成药、抗生素、生化药品、生物制品的知名制药企业，生产过程中排放的废水主要包括生活用水、抗生素废水、合成药物废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水五大类，目前每天约排废水800吨，根据业主的意见，设计水量按800吨每天设计。废水的特点是成分复杂，有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高，特别是生化性很差，且间隙排放，属难处理的工业废水。我公司针对贵州某制药有限公司污水治理做了如下的设计由于制药废水的处理主要是去除废水中的悬浮物和各种形态的有机污染物等，因此，宜于采用以生化处理为主体的处理工艺流程，国内外同类废水处理一般都采用厌氧气浮好氧相结合的方法。厌氧段处理高浓度有机污水效果稳定，污染物负荷高，COD（COD化学需氧量）约在310KG/M2D左右，抗冲击负荷能力强。好氧段采用导流曝气生物过滤法进行好氧处理，BOD（BOD生物需氧量）去除率高，导流曝气生物过滤法在国内外都有广泛应用，处理效果好，工艺成熟稳定。由于贵州某制药有限公司制药废水原处理站制药废水处理只有一个沉淀池分两格，其出水发黑发臭，根本起不了应有的水处理效果，制约废水富含SS等2大分子有机物易粘附在管壁上，增大水流阻力，且直接进入好氧池将很难降解，因此废水进入气浮罐进行处理。2、基本原理及工艺设计制约厂因为工作时间的因素，其排水周期跟其它废水排放周期不同，属于间歇排放，必须设置一个较大的调节池来调节水质水量以保证整套设施的正常运行，减轻对后续设施带来的冲击负荷，利用原沉淀池作为调节池，废水经调节池收集然后进入后续处理设施进行综合处理。同时，SS可通过气浮罐经气浮去除，COD、BOD、氨氮、利用厌氧、好氧相结合的方法来去除，根据国内外成功经验及制药废水的处理经验，可采用以下的工艺较合理。21、工艺流程图22、工艺说明生产污水自流到调节池，污水在调节池中进行充分的混合，使水质水量得到均衡。污水经调节池后自流到厌氧池，污水在厌氧微生物的作用下进行厌氧处理。污水经厌氧池后再经泵前加药把污水提升到气浮池中，在溶气水的作用下，进行固液分离，去除绝部分的悬浮物及部分有机污染物。如果SS过多，进入生物处理系统，将影响生物处理的效果。污水经气浮后自流到好氧池进行好氧处理，好氧池中挂满新型弹性填料，表面积大，易传膜、不堵塞，BOD5去除率高。由于经过缺氧处理后提高污水的可生化性，污水中已被降解的小分子有机物在曝气的好氧微生物的作用于下被进一步氧化分解成CO2、H2O等而得以去厌氧池导流曝气生物过滤系统消毒池废气处理系统污泥无害化处理池砂滤清水池气浮池导流快速沉淀分流系统调节池3除。经生化后的污水自流到消毒池后即可排放。3、处理效果通过对已治理的污水检测表明，该工艺有较好的处理效果。处理水水质达到国家排放标准要求，即出水水质CODCR80MG/L,BOD520MG/L、SS20MG/L。PH69，动植物油5MG/L色度30；氨5MG/L、总磷05MG/L、粪大肠菌数100个/人。4、本工艺主要特点41较小的池容和占地面积导流曝气生物滤池的BOD5容积负荷大，几乎是常规二级生物处理的510倍，所以它的池容积和占地面积较常规二级生物处理工艺要小得多。同时，由于初滤池后可不设二次沉淀池，大大节省了占地面积和土建费用。污水处理厂采用导流曝气生物滤池的总占地面积只有氧化沟工艺的1/3。滤池内高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可能积聚多达1015GL的微生物量，高浓度的微生物量将使得导流曝气生物滤池的容积负荷大为提高，减少池容及占地面积，此对拟建的污水处理设施具有重要意义。由于导流曝气生物滤池对污水中悬浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全达到国家所要求的排放标准，故滤池后面不需设置二沉池。42抗冲击负荷能力强，处理效果稳定处理系统的出水水质好，是由于整个过滤分流中存在着较高浓度的微生物，生化反应速率高，并可通过控制供气量使滤池中存在好氧和缺氧环境，使得该装置组合可实现硝化、反硝化。同时，由于高浓度的微生物以生物膜的形式固定在粒状滤料的表面，无污泥膨胀之虑，不会因滤池受水力负荷的冲击而造成微生物流失，因此，导流曝气生物滤池对水力负荷及有机负荷都具有较强的抗冲击能力。43简化处理流程由于导流曝气生物滤池的生物和物理综合截留作用，处理后水中的SS很少，故不需设置二沉池和污泥回流泵房，使处理流程得以简化，进一步节省占地面积。44工程费用及运转费用相对较低4由于导流曝气生物滤池工艺流程短、池容小和占地省，使工程费用大大低于常规二级生物处理工艺。同时，采用滤池专用曝气系统并利用粒状滤料对气泡的切割及阻挡作用，使得气泡在滤层中进一步被细碎，强化气、液传质效应，增加滤层内的微生物与空气的接触面积和时间，导致滤池总体充氧效率大为提高，氧的利用率达30以上，从而降低能耗。45自动化程度高，运行管理简单由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器、PLC中央程控系统及微电脑等产品的出现，使得导流曝气生物滤池运行管理自动化得以顺利实现，其运行管理变得简单易行。一般来说，导流曝气生物滤池可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，易于优化运行，特别是对大规模污水处理厂更显突出。46脱氮除磷效果好通过设置不同功能的滤池组合或在同一滤池中设置不同的功能分区，即通过两组装置或在同一座滤池内，分别人为地造成好氧、缺氧的环境，可使滤池在降解污水中有机物（BOD5）的同时，还能去除污水中的氮和部分磷。根据生活和医院污水处理工程实际情况表明，在导流曝气生物滤池运行过程中，滤料中存在着厌氧或缺氧的微环境，使得导流曝气生物滤池内部生存着大量厌氧或兼性微生物。在导流曝气生物滤池进行除碳、硝化的过程中，由于滤料上存在着厌氧或兼性微生物，脱氮的同时反硝化反应也在进行，其反硝化效率可达50以上。47对气温及运行方式的适应性强由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面，微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种的活性。如长时间停止不用后再恢复运行，可在进水、供气后的几天内恢复正常运行；由于导流曝气生物滤池所特有的高微生物量，使得该滤池对气温变化的适应性也较强。48构筑物模块化，有利于扩建导流曝气生物滤池单元为模块化结构，能较好地适应城镇污水处理厂分期建设的要求。49材料设备国产化5导流曝气生物滤池所需的主要设备和材料，国内均可配套生产，基本不需进口。只有少量自控检测仪表和执行机构需进口。5、技术来源导流曝气生物滤池是在传统的曝气生物滤池的基础上，充分借鉴下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、SBR法、和AB、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、无泵污泥回流法、给水快滤法等10者的设计手法和二级或三级污水处理工艺的特点而开发研制出来的污水处理新工艺、新技术。导流曝气生物滤池已在我国的山东、河北、贵州、山西、四川、内蒙古、黑龙江、江苏、吉林、河南、湖北、天津、北京等地已有工程实例，大量的工程应用证明出水水质CODCR一般在20MGL以下，最低595MGL；BOD5一般在10MGL以下，最低350MGL；SS一般在20MGL以下，最低655MGL。由于出水水质可达到中水回用，适合我国越来越严的环保要求，有利于节能减排和循环经济建设，今后没有升级改造的后顾之忧。6、工艺过程图1导流曝气生物滤池工艺方框图污水出水泥饼外运预处理池主要由格栅池、调节池、水解酸化池或厌氧池三部分组成。其功能是降低污水中的SS和一定程度的BOD5、CODCR等指标。7、构造形式导流曝气生物滤池的单元构造为U型双锥、三区、三级、三相导流、沉降分离和无泵污泥回流反应器。由内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区也称（一区）锥底即导流沉降分离无泵污泥回流区也称（二区）和外锥即上向流曝气生物过滤区也称（三区）组成。在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区（一区）和外锥即上向流曝气生物过滤预处理池导流曝气生物滤池清水池污泥池脱水机房6区（三区）设有滤料，在导流沉降分离无泵污泥回流区（二区）内装有导沉板和排泥管。在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区（一区）、和外锥即上向流曝气生物过滤区（三区），与锥底即导流沉降分离无泵污泥排泥区（二区）之间，设有反冲洗空气管和水管，其结构详见图2导流曝气生物滤池构筑示意图。图2导流曝气生物滤池构筑示意图8、工艺技术（1）、下向流对流接触氧化区预处理后的污水自上而下进入内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区（一区）内，通过滤料空隙间曲折下行，空气是自下而上，通过滤料空隙间曲折上升，在对流接触氧化的过程中，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应。该区借鉴了接触氧化法、下向流曝气生物滤池法、人工快滤法、生物膜法、给水快滤法等五者的设计手法。继而使污水在导流曝气生物滤池的内锥即下向流对流接触生物过滤区（一区）内，综合完成污水在导流曝气生物滤池中的第一级处理过程。（2）、沉降分离无泵污泥回流区通过内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区（一区）处理后的污水，在重力作用下继续下行，进入导流沉降无泵污泥回流区（二区）内，在导流板的作用，并借助于流体下行的重力，使重于水的污泥顺势下沉于锥底，并在上部的水压作用下，压入锥7底排泥管，排入污泥槽，流至污泥干化池。污泥流至干化池后，上清液和污泥在干化过程中外排的废液都通过回流槽回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池进行反硝化处理，干化污泥外运处理。污水在导流沉降无泵污泥回流区沉降排泥后分离出来的水，在导流板的作用下进入外锥即上向流曝气生物过滤区（三区）继续处理。导流沉降无泵污泥回流区借鉴沉降分离法、无泵污泥回流法二者的设计手法，继而实现泥水分离，分离出来的污泥外排并回流，分离出来的污水导入外锥即上向流曝气生物过滤区，从而使污水在导流曝气生物滤池中的沉降分离无泵污泥回流区（二区）内，综合完成第二级处理过程。（3）、上向流曝气生物过滤区导流沉降分离出来的水在导流板的作用下进入到外锥，即上向流曝气生物过滤区（三区），与空气一道自下而上，通过滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下，发生气、液、固三相反应。该区借鉴了接触氧化法、上向流曝气生物滤池法、生物膜法、人工快滤法、给水快滤法五者的设计手法，继而使污水在上向流曝气生物过滤区这个基本单元内，综合完成污水在导流曝气生物滤池中的第三级处理。污水在外锥，即上向流曝气生物过滤区（三区）的处理过程中、也要产生一定的污泥，产生的污泥同样借助于重力作用，使重于水的污泥通过导流板间隙，也同样下沉于底部的导流沉降无泵污泥回流区，还同样通过上部水的压力，将污泥压入锥底的排泥管，排入污泥槽，流至干化池。在这里不难看出，污水在导流曝气生物滤池中，综合实现了两次曝气，而共用一个沉淀区的综合作用，因此导流曝气生物滤池还具备两曝两沉（AB法）的污水处理工艺特征。污泥流至干化池后，上清液和污泥干化过程中外排的废液通过回流槽，回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。污泥消毒干化后外运处理。（4）、气、水、泥运行线路1）、曝气过程曝气（内锥即下向流对流接触氧化区）不曝气（导流沉降无泵污泥回流区）曝气（上向流曝气生物过滤区）2）、污水处理过程下向流（内锥即下向流接触氧化区）下向流（沉降分离无泵污泥回流区）上向流（上向流曝气生物过滤区）消毒排放或回用3）、气、水混合运行过程8水下行气上行，气水对流接触（内锥即对流接触氧化区）泥下行水上行，曝气混合液借重力下行进入导流沉降分离无泵回流区水上行气下行（外锥即曝气生物过滤区）4）、污泥流动过程5）、硝化反硝化过程图3污水处理工艺流程示意图9、关键技术（1）、技术原理曝气生物滤池由内锥即下向流对流接触氧化区和外锥即上向流曝气生物过滤区，污泥下沉（内锥即对流接触氧化生物过滤区）泥水分离（导流沉降无泵污泥回流区）污泥干化处理硝化（外锥即上向流对流接触氧化生物过滤区，该区也有反硝化功能）污泥下沉（外锥即曝气生物过滤区）厌氧或水解（视水质而定）硝化（内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区，该区也有反硝化功能）详见原理图厌氧池或水解酸化池污泥沉降泥水分离无泵污泥外排9以及下部导流沉降无泵污泥回流区三部分组成。在内锥即下向流生物接触氧化过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区内，都设有滤料。在下部的导流沉降分离无泵污泥回流区内装有导流板和无泵污泥回流管。在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区，与下部的导流沉降分离无泵污泥自动回流区之间装有滤料，并在滤料下部设有滤池反冲洗空气管和水管。其污水流向为污水自上而下进入内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，通过滤料空隙间曲折下行至导流沉降无泵污泥回流区，实现泥水分离，分离出来的污泥在不用泵的条件下，自动回流到污水池的前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。分离出来的水导入外锥即上向流曝气生物过滤区，并同样通过滤料空隙曲折上升，污水在上升的处理过程中产生的污泥也在重力作用下，自动下沉于导流沉降分离区，通过无泵污泥排泥系统，回流到污水池前端进入厌氧池或水解酸化池反硝化处理。空气的流向为在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，空气是自下而上，在滤料空隙间曲折上升；在外锥即上向流曝气生物过滤区内，空气同样是自下而上，在滤料空隙间曲折上升。水与空气的流向分别为在内锥即下向流对流接触氧化生物过滤区内，因污水是自上而下，而空气是自下而上，并且水和空气都是通过滤料空隙间曲折对流，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下发生气、液、固三相反应。另一方面，水与空气在外锥即上向流曝气生物过滤区内，因污水和空气都是自下而上的，水和空气在滤料空隙间曲折上升，与污水及滤料上附着的生物膜充分接触，在好氧条件下，发生气、液、固三相反应。在内锥即下向流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区内的滤料上，由于生物膜附着在滤料上，不受泥龄限制，因而种类丰富，对于污染物的降解十分有利。污染物被吸附、拦截在滤料表面，作为降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。在碳氧化与硝化合并处理时，靠近滤池进水口的滤层段内有机污染浓度高，异养菌群占绝对优势，大部分的含碳污染物CODCR、BOD5和SS在此得以降解和去除，浓度逐渐降低。在导流曝气生物过滤法污水处理池下部的自养型细菌，如硝化菌占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部以及部分填料间的空隙，蓄积的大量活性污泥中存在着兼性微生物。因此，在导流曝气滤池中可发生碳污染物的去除，同时有硝化和反硝化的功能。粒状滤料及生物膜除了吸附拦截等作用外，兼有过滤的作用，随着处理过程的进行，在滤料空隙间蓄积了大量的活性污泥，这些悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，还起到了很好的吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均得到比较彻底的清除。10图4原理示意图在装置运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜及滤料上截留的杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到一定时期，需对滤料进行反冲洗。导流曝气生物过滤装置以其贮存在清水池中清澈的出水作为反冲用水，不另设反冲水池，反冲洗废水通过排水管回流到预处理设施。经导流曝气生物滤池处理后的水，流入消毒区，消毒区采用推流翻腾S型工艺和虹吸式二氧化氯消毒系统，推流翻腾保证消毒剂与污水充分混合和消毒接触时间，虹吸式二氧化氯消毒系统能将产生的二氧化氯储存在投药箱内，定比定量向污水中投加消毒剂。在污水消毒过程中，药箱内消毒剂下降到一定位置时自动发出信号开机，产生二氧化氯消毒，投药箱药液盛满后自动指令关机。因此，既达到了定比定量投药，又保证消毒剂的供给，同时还保证消毒剂充分混合和接触时间。污水处理过程中产生污泥通过无泵污泥回流系统排至干化池，上清液和干化过程中产生的废液回流到处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池反硝化，污泥消毒干化后外运处理。图5导流曝气生物滤池反冲工艺流程示意图反冲洗进水（2）、脱氮除磷原理1）、脱氮原理导流曝气生物滤池的脱氮原理是在将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化作用将硝态调节池格栅池水解酸化池导流曝气生物滤池砂滤池清水池取样井11氮转化为氨气，从而达到从废水中脱氮的目的。2）、除磷原理导流曝气生物滤池除磷的原理是在厌氧条件下，聚磷菌将其细胞内的有机磷转化为无机态磷，并加以释放，利用此过程中产生的能量摄取废水的溶解、溶解性有机物质的合成PHB，从而在好氧的条件下，聚磷菌则将PHB降解以提供其从废水中摄取磷所需的能量，从而完成聚磷的作用。3）、关键技术导流曝气生物滤池充分借鉴了下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法、无泵污泥回流法和SBR法和AB法等10者的设计手法，集曝气和间隙曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、无泵污泥回流、定期反冲于一体，使污水在U型双锥这一个单元体内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流处理全过程，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流，脱氮除磷反应器，处理后的污水优于排放标准，实现中水回用。11、主要技术经济指标或设计参数（1）、主要技术参数项目导流曝气生物过滤法曝气方法鼓风曝气溶解氧量（MGL）2540气水比（255）1污泥回流比510曝气时间H153泥龄D不受泥龄期限制水力停留时间H12BOD5容积KGBOD5M3D25污泥产率05氧利用率3540运行方式敞开适应环境湿度050单位占地面积（M2T污水）02达到标准中水回用每吨污水工程投资（元）10001900注水量大造价低,水量小造价高处理成本（元T污水）0110201122、主要设计参数序号构筑物名称工艺参数1格栅调节池格栅流速06MS；进水渠宽08M，格栅间隙10MM；格条宽10MM；60倾斜放置；格栅进行防腐处理。2水解酸化池上升流速0518MH；单孔布水负荷0515M2；出水孔处设45导流板；气水比51101；水力筛缝隙3MM时；出水孔为1525MM；清水区高0515M；日排泥12次；BOD5去除2535；CODCR去除3045；SS去除1020；水解率为2535。3导流快速沉淀池下向流沉降区表面负荷4M3M2H，上向流斜淀区表面负荷8M3M2H，斜管孔径100MM，斜管长1M，斜管水质倾向60，斜管垂直高度086M，上部水深07M，缓冲层高度1M。4导流曝气生物滤法处理池0水温50；气水比（35）1；BOD5负荷为2055KG（M3D）；反冲洗周期17D；反冲洗强度为48L（M2S）；滤料轻质陶粒；平均密度10511；平均粒径510MM；装填高度1525M；水力停留时间12H；微污染物只需停留05H。5砂滤池砂滤层厚度25米；垫层03米；滤速取40米小时；反冲强度10升（米2秒）；反冲时间5分钟。6清水池作为滤池反冲洗水储水池和保证计量设施的稳定运行。7消毒池推流翻腾S工艺，消毒接触时间15H，余氯量05MGL。8脱氯池推流翻腾S工艺，脱氯时间30MIN，余氯量05MGL。9污泥池砖混结构10、技术先进性、经济性分析1、技术先进性分析1、技术前瞻性导流曝气生物滤池充分借鉴了下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法、聚磷排泥法等八者的设计手法，集曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、无泵污泥回流、定期反冲于一体，使污水在U型双锥这一个单元体内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流处理全过程，是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流，脱氮除磷反应器，处理后的污水优于排放标准，实现中水回用，因此技术前瞻性。2、工艺创新性13导流曝气生物过滤法采用U型双锥结构，巧妙地将污水处理分为下向流对流接触氧化区、导流沉降无泵污泥回流区、上向流曝气生物过滤区三个污水处理区域，实现了两曝两沉和无泵污泥外排的工艺结构，具备下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池接触法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分流法、给水快滤法、聚磷排泥法的处理工艺技术特征，在导流曝气生物过滤法污水处理池内，综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流的全过程，是典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流、脱氮除磷反应器，因此工艺创新性。3、工程投资经济性导流曝气生物过滤法的BOD5容积负荷大，几乎是常规二级生物处理的510倍，所以它的池容积和占地面积较常规二级生物处理工艺要小得多。同时，在导流曝气生物过滤法污水处理池中，具有上下结构的沉降无泵污泥外排回流区，因此无需二次沉淀池，大大节省了占地面积和土建费用。污水处理厂采用导流曝气生物过滤法工艺的总占地面积只有氧化沟工艺的13。装置内高比表面积和粗糙多孔的粒状生物填料，使其可能积聚多达1015GL的微生物量，高浓度的微生物量将使得导流曝气生物过滤法技术的容积负荷大为提高，减少池容积及占地面积，此对拟建的污水处理设施具有重要意义。由于导流曝气生物过滤法技术对污水中悬浮物的生物截留作用，使出水中的SS很少，完全达到国家所要求的排放标准，故滤池后面不需设置二沉池，因此工程投资经济性。4、处理效果稳定性处理系统的出水水质好，是由于整个系统中存在着较高浓度的微生物，生化反应速率高，并可通过控制供气量使装置中存在好氧和缺氧环境，使得该装置组合可实现硝化、反硝化。同时，由于高浓度的微生物以生物膜的形式固定在粒状滤料的表面，无污泥膨胀之虑，不会因滤池受水力负荷的冲击而造成微生物流失，因此，导流曝气生物过滤法技术对水力负荷及有机负荷都具有较强的抗冲击能力。即使污水是减少一半以下或停水后再启用，只需很短的时间内就能正常运行，因此处理效果稳定性。5、处理流程简化性由于导流曝气生物过滤法技术的生物和物理综合截留作用，处理后水中的SS很少，故不需设置二沉池，加上系统中具有沉降污泥无泵回流系统，因此无需污泥回流泵房，使处理流程得以简化，进一步节省占地面积，因此处理流程简化性。6、投资和运转费用经济性由于导流曝气生物过滤装置法工艺流程短、池容小和占地省，使工程费用大大低于常规二级生物处理工艺。同时，采用装置专用曝气系统并利用粒状滤料对气泡的切割及阻挡作用，使得气泡在滤层中进一步被细碎，强化气、液传质效应，增加滤层内的微生物与空气的接触面积和时间，导致滤池总体充氧效率大为提高，氧的利用率达30以上，从而节省能耗，因此投资和运转费用经济性。147、操作管理简单性由于相关工业技术的发展，一些先进的自动化设备如液位传感器、在线溶氧测定仪、定时器、变频器、PLC中央程控系统及微电脑等产品的出现，使得DB导流曝气生物过滤系统运行管理自动化得以顺利实现，其运行管理变得简单易行。一般来说，导流曝气生物过滤法系统可以对进水水质、水量以及污水中溶解氧浓度进行在线检测，并通过PLC控制系统方便地调整曝气时间的长短，控制风机的供氧量，易于优化运行，特别是对各大、中、小污水处理厂更显突出，因此操作管理简单性。8、脱氮除磷典型性1、导流曝气生物过滤法脱氮除磷基本原理导流曝气生物过滤法的脱氮原理是在将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化和反硝化菌的作用，将氨氮通过硝化转化为亚硝态氮、硝态氮，再通过反硝化作用将硝态氮转化为氨气，从而达到从废水中脱氮的目的。导流曝气生物过滤法除磷的原理是在厌氧条件下，聚磷菌将其细胞内的有机磷转化为无机态磷，并加以释放，利用此过程中产生的能量摄取废水的溶解、溶解性有机物质的合成PHB，从而在好氧的条件下，聚磷菌则将PHB降解以提供其从废水中摄取磷所需的能量，从而完成聚磷的作用。2、导流曝气生物过滤法的除磷基于导流曝气生物过滤法的上述原理，结合导流曝气生物过滤法污水处理工艺，在导流曝气生物过滤法污水处理单元的前面设厌氧池或水解酸化池加上导流曝气生物过滤法污水处理池的内锥，即下向流对流接触氧化生物过滤区和外锥即上向流曝气生物过滤区以及导流沉降无泵污泥回流区,这两个曝气和不曝气段,形成了较为完整的硝化反硝化脱氮除磷工艺。与此同时，在导流曝气生物过滤法的内锥及下向流接触氧化生物过滤区中有硝化和反硝化作用（见原理图），因此较其它通用污水处理技术更有除磷的技术优势。特别是污水在内锥和外锥的曝气条件下，聚磷后和污泥一道下沉于无泵污泥回流区底部，并在上部水压作用下，含有8090高浓度含磷污泥通过无泵污泥排泥管排出池外，流入污泥干化池，从而磷随干化污泥外运而被去除，未去除的其它磷随干化池中的上清液和污泥干化过程中的废液回流到污水处理池前端，进入厌氧池或水解酸化池进行释放，达到反硝化。3、脱氮除磷效果差的原因除磷的好坏取决于聚磷菌在厌氧段能否将磷彻底释放和排泥的好坏，如果厌氧段不能彻底释放磷，工艺系统中无法很好地排泥，除磷效果差。例如A2O工艺是较为典型的脱氮除磷工艺，但是，除磷效果还是不尽人意，其原因是由于混合液中的NO2N、NO3N在二沉池中反硝化，使N2附着在污泥表面上而上浮，造成二沉池表面负荷较低，停留时间长，使二沉池的污泥沉降效果不理想。由于无氧池依靠二沉池池底污泥造成无氧条件15下的释放，但是在回流污泥中由于含有硝酸盐及亚硝酸盐，从而在无氧池中反硝化释放氮气，使无氧池不能形成很好的无氧条件，从而使得无氧段氧化还原电位偏高，聚磷菌对磷酸的释放不彻底，有机磷水解不充分，除磷效果不理想。为了在工艺中避免上述问题，采取增大二沉池，增长停留时间，但带来的问题是表面负荷降低，不仅造成工程投资大，而且出水中SS高，除磷效果差，由于系统中污泥停留时间长，部分污泥硝化，排泥量少，除磷效果低。基本结构导流曝气生物过滤池底部设有进水和排泥管，中上部是填料层，厚度一般为253M，填料顶部装有挡板，防止悬浮填料的流失。挡板上均匀安装有出水滤头。挡板上部空间作反冲洗水的储水区，其高度根据反冲洗水头而定，在导流曝气生物过滤法的下部设有沉降分离无泵污泥回流区，将内锥即下向流对流接触氧化区曝气后的水在重力和导流板的作用下沉于底部，并通过排泥管外排，有较好的排泥作用，加上导曝前有预处理的厌氧段和好氧段，能较好的释放磷，因此导流曝气生物过滤法整个处理工艺比A2O有较好的处理效果。9、气温及运行方式适应性由于大量的微生物生长在粒状填料粗糙多孔的内部和表面，微生物不会流失，即使长时间不运转也能保持其菌种的活性。如长时间停止不用后再恢复运行，可在进水、供气后的几天内恢复正常运行；由于导流曝气生物过滤法装置所特有的高微生物量，使得该装置对气温变化的适应性也较强，因此气温及运行方式适应性。10、检修换件方便性导流曝气生物过滤法系统所需的主要设备和材料，国内均可配套生产，基本不需进口。只有少量自控检测仪表和执行机构需进口。11、工程建设灵活性导流曝气生物过滤法系统单元为模块化结构，可集中设计，也可分开设计，还有利于扩建，能较好地适应各个地区地貌。162、先进性对比方法工艺特征优点缺点导流曝气生物过滤法采用U型双锥结构，使污水在同一个处理单元内，实现三区、三级、三相导流、沉降分离、无泵污泥回流处理全过程，是一种典型的内循环、复合型、集约化、污水处理脱氮除磷反应器，滤池滤料的比表面积是BAF等生物滤池的2倍左右，具有同向流和异相流的双倍功效，生物膜活性是较BAF等生物滤池大为提高，氧利用率是BAF的15倍左右，具备下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、给水快滤法、无泵污泥回流法以及二级或三级污水处理工艺的特点，使污水在连续进水的条件下完成间歇曝气，并且在同一个U型双锥处理单元实现两曝两沉。除具备BAF曝气生物滤池和其它曝气生物滤池优点外，同时在连续运行条件下实现间歇曝气，比SBR间歇曝气方式更合理和省能，导流曝气生物滤池在同一个污水处理单元体内实现两曝两沉，比AB法、A20法接触氧化法等污水处理工艺技术更显科学合理，导流曝气生物滤池具备高效的脱氮除磷效果，同时投资省、运行费用低，占地面积小，处理后水质达到中水回用。需要定期进行反冲洗。BAF工艺滤料比表面积大，生物膜活性高；气水同向流，滤层阻力小，可得到较高的滤速；抗阻塞能力强，氧利用效率高；独特的反冲洗形式，自动化程度高。（1）具有较高的生物浓度和较高的有机负荷（2）工艺简单、出水水质好（3）抗冲击负荷能力强（4）氧的传输效率高（5）易挂膜、启动快（6）菌群结构合理（7）自动化程度高（8）脱氮效果好等优点。1、BAF法需要定期进行反冲洗。2、脱氮效果好，但不能自动排泥，除磷效果差。3、氧的传输效率高，但氧的利用率效低。SBR法间歇式活性污泥法由流入、反应、沉淀、排放和闲置等5个1、在大多数情况下，无需设置调节池、1、对自动化程度要求较高；2、对管理人员素质要求较17工序组成。5个工序都在同一池中进行。占地面积小；2、SVI值较低，污泥易于沉淀，一般情况下，不产生或很少产生剩余污泥；3、通过对运行方式的调节，在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应。高；3、投资费用较高。4、运行费用高、管理难度大，需要几个人管理。5、中水回用需要另加深度处理设备和设施。传统活性污泥法原废水从池首端进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形式流动至池的末端，经历了第一阶段的吸附和第二阶段代谢的完整过程，活性污泥也经历了对数增长，经衰减增长到池末端的内源呼吸期的完全增长周期。传统活性污泥法系统对污水处理的效果极好，BOD5去除率可达90以上，适于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。1、曝气池容积大，占地面积大，基建费用高；2、对水质、水量变化的适应能力较低，运行效果易受水质、水量变化的影响；3、脱氮除磷效果较差。4、运行费用高、管理难度大，需要几个人管理。5、中水回用需要另加深度处理设备和设施。完全混合活性污泥法污水与回流污泥进入曝气池后，立即与池内混合液充分混合，可以认为池内混合液是已经处理而未经泥水分离的处理水1、对冲击负荷有较强的适应能力；2、污水在曝气池内分布均匀，各部位的水质相同，将整个曝气池的工况控制在最佳条件，活性污泥的净化功能得以发挥。1、活性污泥较易产生膨胀现象；2、曝气池容积大，基建费用高；3、脱氮除磷效果较差。4、运行费用高、管理难度大，需要几个人管理。5、中水回用需要另加深度处理设备和设施。氧化沟氧化沟的曝气装置的功能是供氧，使有机污染物、活性污泥、溶解氧充分混合、接触，推动水流以一定的流速循1、处理效率高，效果稳定，对水温、水质、水量的变动有较强的适应性；2、污泥龄长，可以存活、繁殖世代时1、占地面积大，基建费用较高。2、运行费用高、管理难度18环流动。间长、增值速度慢的微生物；3、污泥产率低，且多已达到稳定，勿需进行消化处理；4、运行费用较低。大，需要几个人管理。3、中水回用需要另加深度处理设备和设施。AB法未设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统，B段由曝气池和二次沉淀池组成，A段和B段各自拥有自己独立的回流系统，两段完全分开，由各自独特的微生物群体，处理效果稳定。1、对B段非常有利，可以大大提高B段的净化功能；2、经A段处理后，B段承受的负荷为总负荷的3060，曝气池的容积可减少40左右，运行费用降低。1、基建投资高；2、剩余污泥量大，污泥处理投资较高。3、运行费用高、管理难度大，需要几个人管理。4、中水回用需要另加深度处理设备和设施。生物接触氧化法在池内设置填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速经填料，填料上长满微生物，污水与生物膜相接触，在生物膜微生物的作用下，污水得以净化。1、对冲击负荷有较强的适应力；2、污泥产量少，不产生污泥膨胀；3、勿需污泥回流，易于维护管理；4、不产生滤池蝇，也不散发臭气；5、具有一定的脱氮除磷能力。1、投资大、占地面积大、运行费用高。2、对于进水量在数百吨的污水，接解氧化法是适宜的，但对于处理量更大的污水，会使处理成本上升。3、布水布气不均。4、脱氮除磷效果差。5、管理难度大，需要几个人管理。193、技术经济性对比分析经济性分析比较表项目导流曝气生物过滤法SBR法氧化沟法A2O法活性污泥法纯氧曝气法曝气方法鼓风曝气鼓风曝气鼓风曝气鼓风曝气鼓风曝气加入氧气溶解氧量（MGL）25400525222610气水比（35）1（58）115（512）1（715）141污泥回流比5105010050200501002030510曝气时间H1535624485661023泥龄D不受泥龄期限制51520303535820水力停留时间H1235163658510153BOD5容积KGBOD5M3D25061201504051003061633污泥产率05665605氧利用率3540484851051560运行方式敞开敞开敞开敞开敞开敞开适应环境湿度05010401040104010401040单位占地面积（M2T污水）0217241820028达到标准中水回用96一级96一级96一级96一级96一级每吨污水工程投资（元）10001831822002100260023002200处理成本（元T污水）011020105506206806611511、应用领域1、城镇污水生活污水、小城镇生活污水、小区生活小区污水、医疗污水、工业污水的处理及回用，如1、城镇、村镇、住宅小区及开发区、农村生活污水；2、宾馆、饭店、疗养院、医院、卫生院、学校、商场及办公楼生活污水；3、车站、航空港、码头等污水。2、有机工业废水的处理1、亚麻废水处理；2、牛奶养殖场废水处理；3）、淀粉废水处理；4）、亚麻厂污水处理；5）、化工厂高氨氮废水处理；206）、医院污水处理；7）、酒精废水处理。8）、水产制品废水处理9）造纸废水处理10）印染废水处理11）屠宰废水处理12）食品废水处理13）制药废水处理14）皮革废水处理15）垃圾渗滤液处理16）啤酒废水处理12、导流曝气生物滤池在医院污水处理应用领域1、医院污水处理中水回用工程2、进入水地表水体和海域的医疗污水处理工程3）、传染病医疗机构污水处理工程21第一部分贵州威宁实业集团为维护良好的生态环境，保障人体健康，加强对屠宰废水中的污染物的管理，决定对每小时流量约为42M3的废水进行处理。根据目前国家新的污水处理排放标准要求，结合我公司污水处理新技术和二十年来对污水治理经验，决定采用安全、环保、节能、增效的屠宰废水处理工艺导流曝气生物滤池为主体工艺系，对该污水进行处理，保证出水水质优于国家规定的（GB1345792）肉类加工工业水污染物排放标准中表3一级标准。在此贵州长城环保科技有限公司本着保证废水处理的效果，合理利用场地，最大限度节约投资及运行费用的原则，优化合理设计该屠宰废水处理系统方案，以供该集团领导和有关环保专家参考。每天污水流量为800M3。一、进水水质设计根据该集团屠宰场提供的化验报告，污水进口水质如下CODCR（MGL）BOD5（MGL）SS（MGL）动植物油（MGL）NH3N（MGL）PH粪大肠菌群数22001200100030012068107个/L二、出水要求考虑到国家环保要求越来越严，如果选用常规的污水处理工艺技术，污水处理后只能达到现行的国家排放标准，如果今后的国家排放标准升级，升级后的污水处理工程又不要投入资金改造后。为避免反复整改的不必要耗资，采用前瞻性的“导流曝气生物滤池污水处理工艺技术”对该污水进行处理，处理效果优于国家排放标准，没有升级改造的后顾之忧。其处理后的效果如下污染物处理后达到的效果污染物处理后达到的效果BOD520MGLPH685CODCR80MGLSS60MGL动植物油15MGLNH3N15MGL色度30MGL石油类5MGL挥发酚03MGL磷酸盐1MGL阴离子表面活性剂1MGL粪大肠菌数100个L22（一）、主要污染物去除率根据上述污水水质，采用导流曝气生物滤池处理污水，其去除率如下项目CODCRBOD5SS动植物油NH3N粪大肠菌群数设计进水水质（MGL）220012001000300120107个/L设计出水水质（MGL）80206015153个/L处理程度（）9636983394958759999（二）、主要污染物处理量污染物名称污染物处理量CODCRBOD5SS动植物油NH3N粪大肠菌群数日处理量KGD636354282855315不可计数污水中每天和每年污染物消除量年处理量T年23214129211029331211150不可计数（三）、废水处理系统设计1、工艺流程图2、系统设计21、格栅池主要功能对水中的悬浮物，漂浮物和沉淀物实现有效的截留，确保潜污泵正常稳定地运行。设计流量QMAX1000M324H4167M3H00116M3S；格栅池调节池导流曝气生物过滤系统消毒池废气处理系统污泥无害化处理池砂滤清水池厌氧池导流快速沉淀分流系统隔油池气浮池23栅前水深H06M，过栅流速V06MS，进水渠道渐宽部分的尺寸角采用120，栅前渠道超高取H206M，栅条间隙宽度B002M，栅条宽S002M，格栅安装倾角60。个栅条间隙数2602IN1BHVSINQAXN栅槽宽度BS（N1）BN002（21）0022002004006M由于计算出栅槽宽度偏小,栅槽宽度取08M。进水渠道渐宽部分的长度L1，设进水渠宽B1045M，其渐宽部分尺寸角度120（进水渠道内的流速为Q/B1H0002MS，小于V06MS，符合要求）。M20364250TG6T2L1栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度M12通过格栅的水头损失（H1），设栅条断面为锐边矩形断面B242，K3。M160SIN892604KSING2VBB34341）（）（栅后总高度（H）HHH1H2060116061316M（H2为超高）栅槽总长度LM53270150260TG10TGH1因此格栅槽为LBH253081316M。有效容积266M3。22、隔油池油类物质的密度一般都比水小，按在水中的存在状态可将其分为溶解性油、可漂油、分散油、乳化油，由于在屠宰废水中占有大量油脂，在污水处理系统的前端，需将污水中的漂浮油脂去除，因废水量较小，采用小型隔油池，具有良好的处理效果。设计计算如下隔油池设计取废水在隔油池内的停留时间T08H,水平流速V2MM/S由于废水量小，设计为小型隔油池，池型参考三废处理工程技术手册废水卷，P293图211624设计计算如下设隔油池内废水停留时间为08H，则除油池的容积WQT1000/240834M3设隔油池废水水平流速为2MM/S，则隔油池过水断面面积为（宽15M、高40M）27956413/QACMV隔油池有效长度L为L36VT3620858M设池水面以上的池壁超过为05M，则隔油池建筑总高度为H400545有效尺寸LBH581545M有效容积348M323、气浮池主要功能气浮法是在水中通入或产生大量的微小气泡，使悬浮颗粒、胶体物质附着在其表面上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使它浮在水面，从而获得固、液分离的目的。溶气泵采用涡流泵或气液多相泵，其原理是在泵的入口处空气与水一起进入泵壳内，高速转动的叶轮将吸入的空气多次切割成小气泡，小气泡在泵内的高压环境下迅速溶解于水中，形成溶气水然后进入气浮池完成气浮过程。溶气泵产生的气泡直径一般在2040M，吸入空气最大溶解度达到100，溶气水中最大含气量达到30，泵的性能在流量变化和气量波动时十分稳定，为泵的调节和气浮工艺的控制提供了极好的操作条件。示意图如下溶气泵气浮示意图设计数据取值如下25处理水量Q4167M3/H分离室停留时间取10MIN反应时间T6MIN溶气水量与处理水量的比值R15接触室上升流速（VC）取10MM/S溶气压力采用03MPA气浮分离速度VS取20MM/S设计计算反应一气浮池，采用旋流式圆台形反应池及立式气浮池。（A）气浮池接触室直径DC已定接触室上升速度VC10MM/S，则接触室表面积为）（）（）（2310365741VCRQAMD取）（B气浮池直径（D）选定分离速VS20MM/S，则分离室表面积为2354103674VSR1QAM）（）（876C取C分离室水深（HS）已定分离室停留时间TS10MIN,则HSVSTS201031060120（M）D气浮池容积WACASHS133451270M3E反应池溶积（V）VV1V2其他圆台V1的高度H1为MTG3805728302DCDH1VV1V2207217417M3根据基本设计数据，反应时间T6MIN，反应池体积（V1）应为3117460QTVM26现VV1，其实际反应时间为MIN67410Q6VT1F反应一气浮池高度浮渣层高度H1取5CM，干舷HO取15M，则反应一气浮池高度（H）为HH0H1HSH1H20150051202903199MG集水系统气浮池集水采用5根均匀分布的支管，每根支管中流量为SMH/027/89106745RQG33）（查有关管渠水力计算表得支管直径DG为25MM，管中流速为045M/S，支管内水头损失为MGDL150G29305812052VH支出弯进支）（出水总管直径（DG）取50MM，管中流速为06M/S，点管上瑞装水位调节器。反应池进水管靠近池底（切向），直径（DG）取50MM，管中流速为06M/S。气浮池排渣管直径取150MM。溶气释放器，根据溶气压力03MPA，溶气水量625M3/H及接触室直径15M情况下，可选用释放器一只，释放器安装在距离接触室底约5CM处的中心压力溶气罐按过流密度I3000M3/M2/D计算溶气罐直径（DD）M5014326IQP4DD空压机气浮所需释气量（QG）QGQR1AC41670155315497L/H式中，R1，AC机值均为20验时取得。因试验温度与生产中最低水温相差不甚大，故取12MIN/02/012649751QG33HM选用空压机间歇工作刮渣机选用行星式刮渣机一台24、调节池27主要功能调节污水水量、水峰和均衡水质，以削减高峰负荷，利于下一步后续处理，同时用污水提升泵将污水提升，满足污水处理构筑物高