生物接触氧化法设计规程概要

1、 CECS128:2001中国工程建设标准化协会标准生物接触氧化法设计规程Specification for design of bio-contact oxidation process主编部门:北京市市政工程设计研究总院批准部门:中国工程建设标准化协会施行日期:2001年12月1日 目录前言 (21总则 (32一般规定 (33生物接触氧化池 (43.1一般规定 (43.2填料 (43.3设计计算 (54接触沉淀池 (64.1一般规定 (64.2设计计算 (7附录A二段式接触氧化系统的构造示意图 (7附录B常用炉渣的理化性能 (8本规程用词说明 (9条文说明 (101总则 (112一般规定

2、(113生物接触氧化池 (123.1一般规定 (123.2填料 (133.3设计计算 (154接触沉淀池 (164.1一般规定 (164.2设计计算 (17 前言根据中国工程建设标准化协会(93建标协字第12号关于下达推荐性工程建设标准设计规范计划的通知要求,制定本规程。生物接触氧化法又名“淹没式生物滤池法”、“接触曝气法”和“固着式活性污泥法”。它兼有活性污泥法与生物膜法的特点。到目前为止,该法已在我国城市污水和食品、酿造、造纸、纺织、煤炭、电力、医药、化工等工业的废水二级处理和深度处理中应用,并取得良好效果。实践证明,生物接触氧化法具有容积负荷高、占地小、不需污泥回流、不产生污泥膨胀、气耗

3、电耗低、便于维护管理等优点。为使该处理方法在污水处理工程中更好地推广应用,特制订本规程。根据国家计委标【1986】1649号文件关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知要求,现批准协会标准生物接触氧化法设计规程,编号为CECS128:2001,推荐给工程建设设计、施工、使用单位采用。本规程由中国工程建设标准化协会城市给水排水委员会CECS/TC8归口管理,由太原市市政工程设计研究院(山西省太原市旱西关街25号,邮编:030002, E-mail:tyszsjyj负责解释。在使用中如发现需要修改或补充之处,请将意见和资料径寄解释单位。主编单位:太原市市政工程设计研究

4、院参编单位:太原理工大学主要起草人:方志文、马志毅、张柏生、田志坚、石虹张绍仪、杨敦勤、张淑芳、李玉娥、冯渊中国工程建设标准化协会2001年10月8号 1总则1.0.1为保证生物接触氧化法污水处理工程的工艺设计质量,使符合技术先进、经济合理、安全适用等要求,制定本规程。1.0.2本规程适用于新建、扩建、改建的城市污水处理工程设计。类似的工业废水可参照执行。1.0.3生物接触氧化法污水处理工程的设计,除应符合本规程的规定外,尚应符合现行国家标准室外排水设计规范GBJ14和其它有关国家现行标准的规定。2一般规定2.0.1污水进入生物接触氧化系统前,应经过格栅、沉砂。初沉处理。当进水水质或水量波动大

5、时,宜设均化设施。2.0.2生物接触氧化系统宜采取二段式(见附录A,即第一段接触氧化(简称一氧第一段接触沉淀(简称一沉第二段接触氧化(简称二氧第二段接触沉淀(简称二沉。2.0.3生物接触氧化系统中各处理构筑物不应少于两个(格,且按并联系列设计。 3生物接触氧化池3.1一般规定3.1.1生物接触氧化池每个(格平面形状宜采用矩形,沿水流方向池长不宜大于10m。其长宽比宜采用1:21:1,有效面积不宜大于100m2。3.1.2生物接触氧化池由下至上应包括构造层、填料层、稳水层和超高。其中,构造层层高宜采用0.61.2m,填料层高宜采用2.53.5m,稳水层高宜采用0.40.5m,超高不宜小于0.5m

6、。3.1.3生物接触氧化池进水端宜设导流槽,其宽度不宜小于0.8m。导流槽与生物接触氧化池应采用导流墙分隔。导流墙下缘至填料底面的距离宜为0.30.5m,至池底的距离宜不小于0.4m。3.1.4生物接触氧化池应在填料下方满平面均匀曝气。3.1.5当采用穿孔管曝气时,每根穿孔管的水平长度不宜大于5m;水平误差每根不宜大于2mm,全池不宜大于3mm,且应有调节气量和方便维修的设施。3.1.6生物接触氧化池应设集水槽均匀出水。集水槽过堰负荷宜为2.03.0L/ (sm。3.1.7生物接触氧化池底部应有放空设施。3.1.8当生物接触氧化池水面可能产生大量泡沫时,应有消除泡沫措施。3.1.9生物接触氧化

7、池应有检测溶解氧的设施。3.2填料3.2.1生物接触氧化池的填料应采用对微生物无毒害、易挂膜、比表面积较大、空隙率较高、氧转移性能较好、机械强度较大、经久耐用、价格低廉的材料。3.2.2当采用炉渣等粒状填料时,填料层下部0.5m高度范围内的填料粒径宜采用5080mm,其上部填料粒径宜采用2050mm(常用炉渣填料的理化性能见附录B。3.2.3当采用蜂窝填料时,孔径宜采用2530mm。材料宜为玻璃钢、聚氯乙 烯等。3.2.4不同类型的填料可组合应用。3.3设计计算3.3.1生物接触氧化池的填料容积应按下式计算:rj F Q L V 100024=式中V 生物接触氧化池的填料容积(m 3;L j

8、生物接触氧化系统进水五日生化需氧量BOD 5(mg/L ;Q 生物接触氧化池设计流量(m 3/h ;F r 生物接触氧化池BOD 5填料容积负荷(kg/m 3d 。3.23.2生物接触氧化池BOD 5填料容积负荷宜通过试验确定。当无试验资料且采用二段式系统,进入生物接触氧化系统的污水BOD 5为6080mg/L 时,可按下列公式计算系统的填料容积负荷:7246式中L 生物接触氧化系统出水BOD 5(mg/L 。3.3.3生物接触氧化池中,污水与填料的接触时间可由下列公式计算或按表3.3.3采用:rj F L t 100024=式中t污水与填料的接触时间(h ,不得小于0.5h 。表3.3.3接

9、触时间与进出水BOD 5关系(h 进水BOD 5(mg/L 出水BOD 5(mg/L 202530180当采用二段式时,污水在第一生物接触氧化池内与填料接触的时间宜为总接 触时间的55%60%。3.3.4生物接触氧化池的气水比宜通过试验或参照相似条件的运行资料确定。当进水BOD5为60180mg/L,且采用穿孔管在填料下方满平面均匀曝气时,二段式系统的总气水比可采用3:17:1,其中,一氧池的气水比为2:14:1,二氧池的气水比为1:13:1.3.3.5生物接触氧化池曝气强度宜采用1020m3/(m2h。3.3.6生物接触氧化系统产生的污泥量可按去除每公斤BOD5产生0.350.4kg干污泥计

10、算。4接触沉淀池4.1一般规定4.1.1接触沉淀池的超高不宜小于0.3m,水面以下至滤层表面的清水层高度宜为0.4m,滤层厚度宜为0.5m,缓冲层高度宜为0.30.5m,缓冲层以下为污泥浓缩区。4.1.2接触沉淀池水面应设集水槽。集水槽的过堰负荷不宜大于1.7L/(sm。4.1.3接触沉淀池滤层下方应设滤料冲洗空气管,每根管均应有调节气量和方便维修的措施。4.1.4接触沉淀池可采用斗式排泥。泥斗斜壁与水平面间的倾角,方斗宜为60,园斗宜为55。4.1.5接触沉淀池滤层的滤料可采用砾石、炉渣等粒状材料,其粒径宜采用510mm。4.1.6接触沉淀池前部宜设置导流槽,其宽度宜采用0.8m。导流槽与接

11、触沉淀池应采用导流墙分隔。导流墙下缘至滤料底面的距离不宜小于0.9m。4.1.7接触沉淀池的滤料冲洗排水应经集水槽排出池外,送至污水集水池。冲洗排水管直径不应小于200mm。 4.1.8排泥管直径不应小于200mm 。4.2设计计算4.2.1接触沉淀池表面水力负荷宜采用57m 3/(m 2h。4.2.2污水在每座接触沉淀池中的停留时间宜采用2030min 。4.2.3接触沉淀池水面至导流墙下缘间的有效水深宜采用1.82.5m 。4.2.4接触沉淀池污泥浓缩区容积可按24h 的污泥量计算。4.2.5接触沉淀池滤层工作周期宜采用24h 。滤料冲洗宜采用空气冲洗法,空气冲洗强度可采用2440m 3/

12、(m 2h,冲洗时间宜为1015min 。4.2.6接触沉淀池排出的污泥含水率宜为96%98%。附录A 二段式接触氧化系统的构造示意图 5 构造层6 滤层7 清水层二氧池二沉池一沉池一氧池1 导流槽2 稳水层3 填料层4 导流墙 附录B常用炉渣的理化性能序号测试项目单位范围值平均值1二氧化硅(SiO2%41.0954.7443.81 2其中可溶SiO2%0.881.88 1.37 3三氧化二铝(Al2O3%12.5440.0427.91 4其中可溶Al2O3% 1.7614.68 4.77 5三氧化二铁(Fe2O3% 1.3320.069.72 6氧化钙(CaO%0.576.80 3.32 7

13、氧化镁(MgO%0.391.50.82 8氧化钛(TiO%0.941.62 1.41 9三氧化硫(SO3%0.030.450.21 10钒(V%0.0050.0090.007 11钼(Mo%0.00050.00070.00054 12铬(Cr%0.0030.0060.0048 13铅(Pb%0.000.0040.0024 14砷(As%0.0000.0010.0006 15氧化钾(K2O%0.431.310.74 16氧化钠(Na2O%0.220.470.39 17松散质量密度kg/m3450889699.67 18空隙率%486052 19比表面积m2/m360200130 20视比重g/c

14、m3 1.11.81 1.54 21粒径mm2080注:除空隙率为容积百分比外,其他均为重量百分数。 本规程用词说明一、为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用此说明程度如下:1表示很严格,非这样做不可的:正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”;2表示严格,在正常情况下均应这样做的:正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”;3表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”或“可”;反面词采用“不宜”;二、条文中指明应按其它有关标准执行时,写法为“应按执行”或“符合的规定(要求”。 中国工程建设标准化协会标准生物接触氧化法设计规程CECS128:2001条文

15、说明 1总则1.0.2本规程的适用范围主要为城市污水二级处理。接触氧化工艺的适用性很广:从水质上讲,适用于城市污水、生活污水及与之类似的工业废水处理;从应用场所讲,可用于城市污水处理工程及一体化污水净化设备的二级或深度处理;从处理规模上讲,理论上可大可小,但目前实际应用的尚以中小型规模(50,000m3/d为多。1.0.3规程为涉及的内容,应遵照国家现行有关标准的规定执行。本规程与其它现行行业标准的专门规定不一致时,可参照本规程执行。2一般规定2.0.1本条规定了生物接触氧化系统对目前处理的要求。生物接触氧化系统之前一般应经沉淀处理。当进水量和水质比较平稳,且污水中悬浮物含量不高时,也可不设初

16、沉池,而以细格栅、粗滤机或其它固液分离器代之。2.0.2本条规定了生物接触氧化系统的组成。生物接触氧化池设计负荷高,所需池容小,水力停留时间短。当进水有机负荷较低时,采用一段式生物接触氧化系统也可满足要求;而当进水有机负荷较高时,一般宜采用二段式,以发挥两段各自优势,增强处理能力,提高处理效果,降低工程造价。生物接触氧化系统中可采用不同的固液分离方法。实践证明,生物接触氧化系统所产生的污泥碎片轻重不一,除了易于沉降的一大部分外,尚有一部分不宜沉降,可通过过滤截除。当采用接触沉淀池时,在接触沉淀池下部沉淀较易沉降的污泥,上部滤层滤截难于沉降的污泥,污泥总体截除效率高,水力停留时间短,池体容积小,

17、而且可与生物接触氧化池很好匹配,流程顺畅,便于布置。此外,维护管理简便,造价也较低。故在生物接触氧化系统中推荐采用接触沉淀的固液分离方法。 2.0.3为在事故和维护检修时仍能使全部污水得到一定处理,并便于灵活分配水量和调整出水水质,故作此规定。3生物接触氧化池3.1一般规定3.1.1为使生物接触氧化池配水、布气均匀,提高处理效果,并有利于接触氧化系统建设、维护和降低工程造价,根据实践经验和有关资料,规定了池子的平面形状和有关数据。3.1.2本条规定了生物接触氧化池的竖向构造。二段式生物接触氧化池的池型构造见附录A。构造层具有支撑填料、布水、布气、检修等多种功能。为了在不卸除填料的情况下工作人员

18、能进入填料层下部进行检修,构造层高度规定为0.61.2m;当进入检修时,取上限。如果填料稍加挪动,工作人员就可通过填料层进入池底构造层内进行检修,构造层高度可适当降低。填料层高度应结合填料种类、流程布置、风机压力、供气设施、地质条件、占地要求、工程造价等因素确定,一般采用2.53.5m。3.1.3本条规定了导流槽和导流墙的设置。生物接触氧化池进水方式有多种多样,当采用导流槽进水时,根据实践经验,导流槽长度宜与氧化池池宽相等,以保证氧化池布水均匀;导流槽宽度规定不小于0.8m,以满足氧化池布水、设置布气管路及施工维修的需要;导流槽侧壁应设置攀梯。导流槽与氧化池之间应设置导流墙,以防池内上升水流短

19、路及大量气泡泄入导流槽。导流墙下缘至填料底面的距离一般为0.30.5m。导流墙下缘至池底的最小距离为0.4m,主要考虑维修方便。3.1.4本条规定了生物接触氧化池曝气方式。采用在生物接触氧化池填料下方满平面曝气的方式,曝气均匀,氧转移效果好,且对生物膜搅动充分,可加快生物膜的更新,提高生物膜的活性,有利于提高处理效果及防止填料堵塞。 3.1.5本条规定了曝气穿孔管的设置条件。根据实践经验,规定单根穿孔管水平长度不大于5m,以使布气均匀和安装维修方便。曝气管的设置应能满足调整水平的要求。曝气管水平式保证全池配气均匀的关键。按照鼓风曝气系统设计规程CECS97:97,微孔曝气器的水平误差全池不大于

20、5mm。按照滤池气水冲洗设计规程CECS50:1993,滤头固定板水平误差每块不大于2mm,故全池不大于5mm。穿孔管为大气泡,对水平度更敏感,故作此规定。在连接每根穿孔曝气管的立管上宜设闸门和活接头,以便调节气量,或在不停止运行的情况下将穿孔管卸下维修。穿孔管曝气系统不易堵塞,空气压力损失小,对混合液搅动强烈,能加速生物膜的更新,也使填料不易堵塞,且价格低廉。3.1.6本条规定了生物接触氧化池的一般出水方式。集水槽布置可依据过堰负荷和氧化池平面形状确定。根据工程实践经验,一般在规定的过堰负荷范围内可保证出水质量。3.1.7根据多年运行经验,在生物接触氧化池底部满平面连续曝气的情况下,池底一般

21、不会有污泥沉积,故不需设置污泥斗。但为检修维护方便,应有放空设施。3.1.8对于某些生活污水和含表面活性剂较多的工业废水,在生物接触氧化池曝气时可能产生大量泡沫,覆盖于地面,甚至溢出池外,恶化工作环境,影响操作管理,对水处理效果也有一定影响,因此应有消除泡沫措施。目前较常用的消除泡沫措施有用水喷淋、投加消泡剂或增设水解酸化预处理设施等。3.1.9本条规定了生物接触氧化池应有溶解氧检测措施。为满足生物接触氧化池生化耗氧量要求,根据国内外运行经验,通过填料后出水中的溶解氧浓度宜控制在23mg/L范围内。因此,接触氧化池应有检测溶解氧的措施。3.2填料3.2.1本条规定了生物接触氧化池的填料选材。生

22、物接触氧化池的填料应选有利于微生物的生命活动、处理效果好、使用寿命长、造价低的材料为好。除填 料应具有较大的比表面积、较高的空隙率和较好的氧转移性能外,填料本身的形状及其填装方式也很重要。目前国内常用的填料,以填装方式分有固定式、悬挂式和悬浮式;以形状分有颗粒状、线条状、筒管状,片板状、网环状;以材质分有石料、炉渣、焦炭、陶粒、废轮胎球、波纹板、玻璃钢、纤维丝、树脂纸、竹木、金属丝、塑料制品及组合体等。具体讲,一般采用炉渣、沸石、陶粒、玻璃钢蜂窝、塑料波纹板、塑料多面球、纤维球、桑德球、软性、半软性纤维束等填料。近年来,又出现D、C、M改良型软性纤维填料、高分子聚合物和醛化维纶长丝组成的SR-

23、A型组合填料和HZ型、HTZ型、HBY型等软性、半软性组合填料。今后还会研制、开发出各种新型填料。选择填料应因地制宜,就地取材。本规程涉及的炉渣填料、蜂窝填料以及炉渣、蜂窝和立体弹性材料组合的填料等均已经过多年的试验和实际运行,处理效果良好。3.2.2本条规定了炉渣等粒状填料的粒径选择与填装方式。炉渣填料具有比表面积较大、空隙率较高、氧转移率较高、易挂膜、寿命长、价格低、便于就地取材等优点,其理化性能见附录B。根据十余年的实践经验,当生物接触氧化池采用炉渣等粒状填料,且粒径采用2050mm时,填料空隙不会发生堵塞,且通过填料层的水头损失甚微;由于池内填料层下部的有机负荷高,生化作用较强,生物膜

24、生长较快,在填料层下部0.5m高度内取用5080mm的较大填料粒径,有利于生物生长和防止填料发生堵塞。3.2.3本条规定了蜂窝填料的材质和孔径。蜂窝填料宜选用材质较好的玻璃钢、聚氯乙烯等制品,纸蜂窝类不宜选用。试验和工程经验表明,处理城市污水蜂窝孔径在2530mm的范围较为适宜。一般来说,进水有机负荷较低,宜用较小孔径,进水有机负荷较高宜用较大孔径。3.2.4本条规定填料可以组合使用。实践中曾将炉渣。蜂窝和条状立体弹性填料(放置在蜂窝内组合起来使用,效果甚佳。组合填料在形状上和填充方式上已与原来单一填料不同。当几种填料组合应用时,炉渣类粒状填料宜放在底层。3.3 设计计算 3.3.1 本条规定

25、生物接触氧化池填料总容积的计算公式。 3.3.2 生物接触氧化池 BOD5 填料容积负荷与进水水质、排放标准、填料种 类、填装方式、曝气方式及池中流态等全系统的多种因素有关。在实际应用时， 由于各地情况不尽相同， 所以一般通过试验确定。当无试验资料选用炉渣等粒状 填料、蜂窝填料及组合填料时，可采用本条给出的公式计算。 本条给出的容积负荷计算公式， 是在采用二段式生物接触氧化系统的条件下 通过对多种填料的运行数据统计得出的。按此公式所求的数值，既不是一氧池或 二氧池任一单池的负荷， 也不是两池实际负荷值的相加或平均，而是二段式的系 统负荷。它是一个计算参数，用此参数代入公式（3.3.1）即可求出

26、二段式系统中 第一、二两个氧化池的填料总容积。而第一、二两个氧化池的填料容积比例可按 3.3.3 条中有关参数求得。 对于进入生物接触氧化系统污水 BOD5 浓度大于 180mg/L 的容积负荷公式， 目前尚无足够资料，需要时仍需通过具体试验确定。 根据实践经验，当水温为 927时，采用生物接触氧化法的处理效果受 水温影响较小。因此，当水温在此范围内时，采用本条给出的公式求得的计算值 可不做水温修正。 3.3.3 本条给出了生物接触氧化池接触时间的计算公式及二段式生物接触氧 化池各段接触时间的分配比例。 国内研究与实践证明， 当采用二段式时，一氧池污水与填料接触的时间以采 用系统中污水与填料总

27、接触时间的 55%60%为佳。 污水与填料的实际接触时间与填料的空隙率、比表面积、表面粗糙度、亲水 性等特征以及填料层厚度、 水力负荷等多种因素有关，本条文所称之接触时间是 假想无填料时的名义接触时间。 3.3.4 本条规定了生物接触氧化池的供气量。生物接触氧化池的气水比与进 出水水质、填料种类、曝气方式及系统布置等因素密切相关。根据国内现有城市 污水处理厂多年的实际运行数据，当城市污水进水 BOD5 为 60180mg/L，选用 炉渣等粒状填料、蜂窝填料及其组合填料，并采用穿孔管在填料下方满平面均匀 曝气时， 本条规定的气水比能够满足生化需氧量和搅动的要求。在试验和工程实 践中要求出水 BO

28、D5 在 2030mg/L 的情况下； 当进水 BOD5 在 6090mg/L 时总气 水比宜选用 3： 14： 当进水 BOD5 在 90120mg/L 时， 1； 总气水比宜选用 4： 15： 1；当进水 BOD5 在 120150mg/L 时，总气水比宜选用 5：16：1；当进水 BOD5 在 150180mg/L 时，总气水比宜选用 6：17：1。一般来说，一氧池用气量为总 用气量的 55%65%。 对于其它填料及其它曝气方式， 应通过试验或参照同类型的运行资料确定其 气水比。 3.3.5 本条给出了生物接触氧化池曝气强度的经验数值。选定生物接触氧化 池的曝气强度时，当有机负荷较大时宜

29、取大值，当有机负荷较小时宜取小值； 填 料易于堵塞宜取大值，不易堵塞宜取小值；生物膜不易脱落宜取大值，生物膜易 脱落宜取小值；对一氧池宜取较大值，二氧池宜取较小值。 生物接触氧化池的曝气强度太小，既不利于生物膜脱落更新，也容易造成填 料堵塞；曝气强度太大，会使生物膜受到强烈冲刷，难以在填料上存留，甚至破 坏填料层构造。 3.3.6 本条提供了生物接触氧化系统产生污泥量的经验数据。此经验数据实 在有初沉池的情况下，对接触沉淀池排泥量实际测试取得的。 4 接触沉淀池 4.1 一般规定 4.1.1 本条规定了接触氧化池的竖向分层构造。 4.1.2 本条规定了接触沉淀池的集水槽及其过堰负荷。集水槽的过

30、堰负荷取 1.7L/(Sm，是按照一般生物处理后二沉池的过堰负荷要求。 4.1.3 本条规定接触沉淀池滤层下方应设穿孔空气管。接触沉淀池滤层冲洗 时，在保持进水状态下，可使滤层中污物被空气冲出，并随水流走。 4.1.4 本条规定了接触沉淀池的污泥斗及其斜壁的倾角。污泥斗倾角的大小 关系到排泥通畅与否。倾角太小，斗壁污泥排泄不尽，日久造成厌氧发酵，导致 污泥上浮，影响出水水质，并给操作管理造成困难；倾角太大，将加大池深， 增 加造价。当接触沉淀池平面面积较大时，为避免过分增加池高，可考虑采用多斗 排泥。 4.1.5 本条规定了接触沉淀池的滤料。实践证明，滤料粒径为 510mm 可以 满足出水水质要求。考虑到整个滤层的厚度不大，若按粒径大小分层级配，当冲 洗滤料时容易混合，使原有分层遭到破坏，故一般不对滤料分层。 4.1.6 为使接触沉淀池配水均匀，防