【正文】 將固體物質(zhì)帶入濾床深處，在濾池中能得到高負(fù)荷、均勻的固體物質(zhì)，從而延長(zhǎng)了反沖洗周期，減少清洗時(shí)間和清洗時(shí)用的氣水量；濾料層對(duì)氣泡的切割作用事使氣泡在濾池中的停留時(shí)間延長(zhǎng)，提高了氧的利用率；由于濾池極好的截污能力，使得 BAF 后面不需再設(shè)二次沉淀池。自第1套建在靠近巴黎的SOISSONS污水處理廠的裝置投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)[4]，目前已在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家廣為流行。在歐洲，為了適應(yīng)新的標(biāo)準(zhǔn)[12]，陸續(xù)開(kāi)發(fā)了一系列新的污水處理技術(shù)，曝氣生物濾池從中脫穎而出。曝氣生物濾池吃的基本原理在于在一級(jí)強(qiáng)化的基礎(chǔ)上，以顆粒狀填料及其附著生長(zhǎng)的生物膜為主要處理介質(zhì)，充分發(fā)揮生物代謝作用，生物膜和填料的物理吸附作用以及反應(yīng)器內(nèi)食物鏈的分級(jí)捕食作用，物理過(guò)濾作用，實(shí)現(xiàn)污染物在同一反應(yīng)器內(nèi)去除。曝氣生物濾池簡(jiǎn)稱BAF，是80年代末在歐美發(fā)展起來(lái)的一種新型生物膜法污水處理工藝，于90年代初得到較大發(fā)展，最大規(guī)模達(dá)幾十萬(wàn)噸每天，并發(fā)展為可以脫氮除磷。根據(jù)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)需求，結(jié)合我國(guó)環(huán)境保護(hù)最新研究成果和國(guó)際環(huán)境保護(hù)技術(shù)水平和發(fā)展趨勢(shì)，提出一套合理、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)效率高的工藝流程對(duì)污水進(jìn)行處理，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放。 水資源是不可再生資源，我們不僅要節(jié)約用水，保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展，并且要處理好廢水，不能讓廢水污染了健康自然綠色的生態(tài)環(huán)境，把堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀應(yīng)用到實(shí)際環(huán)境保護(hù)中，給人類營(yíng)造一個(gè)健康綠色的生態(tài)圈。根據(jù)水工業(yè)的觀點(diǎn)，給水和排水分別是人類向自然界取用和歸還可再生資源“水”的兩個(gè)程序，為了使這個(gè)循環(huán)能夠持續(xù)地為人類服務(wù)，水在使用后回歸自然界前，必須進(jìn)行廢水的再生處理，使水質(zhì)達(dá)到自然界自凈能力的承受水平，恢復(fù)其作為自然資源的屬性。水是一種易受污染而可以再生的自然資源。長(zhǎng)期的污染水灌溉使病原體、致突變、致癌物質(zhì)通過(guò)糧食、蔬菜、水果等食物遷移到人體內(nèi)，嚴(yán)重危害了人體健康。據(jù)農(nóng)業(yè)部在占國(guó)土面積85%的流域內(nèi)，通過(guò)372個(gè)代表性區(qū)域取樣調(diào)查，發(fā)現(xiàn)全國(guó)糧食總量的1/10不符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加速，人口和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、粗放型發(fā)展模式、無(wú)組織大面積排施污染物、污水處理率偏低，以及犧牲環(huán)境和資源去追求眼前利益等，均是造成水污染日趨嚴(yán)重的原因。在國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的新政策下,環(huán)境保護(hù)已受到各級(jí)政府和全國(guó)人民的重視,對(duì)污水進(jìn)行徹底的治理以保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境的重要性越來(lái)越大,高效節(jié)能的城市污水處理技術(shù)與工藝已能為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到較大的推動(dòng)作用。 研究的意義隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,用水緊張和污水排放的問(wèn)題已越來(lái)越突出。水質(zhì)污染進(jìn)一步縮小了可用水資源，從而加劇了我國(guó)水資源不足，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。從水質(zhì)狀況看，我國(guó)由于受到大量工業(yè)廢水、生活污水及其他含毒廢棄物的污染，主要江、河、湖泊、水庫(kù)等的水質(zhì)出現(xiàn)了不同程度的下降。（五）病原微生物污水生活污水、醫(yī)院污水、屠宰肉類食品加工等污水，含有各種病菌、病毒、寄生蟲(chóng)等病原微生物，流入天然水體會(huì)傳播各種疾病，用水灌溉農(nóng)田時(shí)，使受污染地區(qū)導(dǎo)致疾病流行。水中氮化合物的增加，對(duì)人畜健康帶來(lái)很大危害，亞硝酸根與人體內(nèi)血紅蛋白反應(yīng)，生成高鐵血紅蛋白，使血紅蛋白喪失輸氧能力，使人中毒。（三）無(wú)機(jī)物污染酸、堿和無(wú)機(jī)鹽類，對(duì)水體的污染，首先使水體PH值發(fā)生變化，破壞其自然緩沖作用、消滅或抑制細(xì)菌及微生物的生長(zhǎng)，阻礙水體自凈作用；同時(shí)，會(huì)大大增加水中無(wú)機(jī)鹽類和水的硬度，給工業(yè)和生活用水帶來(lái)不利因素；再者用含鹽量過(guò)高的水灌溉農(nóng)田時(shí)，會(huì)引起土壤鹽漬化。引起有機(jī)物的厭氧發(fā)酵，分解出甲烷、氫、硫化氫、硫醇及氨等腐臭氣體，散發(fā)出惡臭，污染環(huán)境，毒害水生生物。（二）有機(jī)物污染食品工業(yè)廢水含有大量有機(jī)物質(zhì)，排入水體后，即成為微生物的營(yíng)養(yǎng)源，使有機(jī)物分解而被消化。有些廢水排出時(shí)無(wú)色，但進(jìn)入水體后與其他溶解物進(jìn)行反應(yīng)可生成顏色。水體污染的危害主要表現(xiàn)在以下幾方面。 隨著工業(yè)化、城市化的迅速發(fā)展，食品加工廢水的排放量也相應(yīng)地增加，廢水的性質(zhì)及組成成分也越來(lái)越復(fù)雜，廢水不經(jīng)任何處理直接排入天然水體，勢(shì)必引起水體的嚴(yán)重污染。據(jù)監(jiān)測(cè)，目前全國(guó)多數(shù)城市地下水受到一定程度的點(diǎn)狀和面狀污染，且有逐年加重的趨勢(shì)。 扣除難以利用的洪水涇流和散布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地下水資源后，中國(guó)現(xiàn)實(shí)可利用的淡水資源量則更少，僅為11000億立方米左右，人均可利用水資源量約為900立方米，并且其分布極不均衡。中國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)家。缺水將越來(lái)越成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的嚴(yán)重制約因素。聯(lián)合國(guó)已發(fā)出警告：“水將成為一種嚴(yán)重的社會(huì)危機(jī)”。水是人類及其他生物繁衍生存的基本條件，是人們生活中不可替代的重要資源，是生態(tài)環(huán)境中最活躍、影響最廣泛的因素，具有許多其他資源所沒(méi)有的、獨(dú)特的性能和多重的使用功能，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源。BAF曝氣生物濾池有較高的處理效率，占地面積小，基建及運(yùn)行費(fèi)用低，管理方便抗重?fù)裟芰?qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)食品污水的有機(jī)物去除，脫硝除氮，除磷以及在微污染水源的預(yù)處理中都有廣闊的前景。在現(xiàn)有的生物廢水處理單元內(nèi)，絕大多數(shù)采用的是單一的活性污泥處理法，其具體工藝由傳統(tǒng)的活性污泥法，氧化溝，SBR法，A\O，A\A\O等，終極負(fù)荷高，但也有不足，如（1）部分工藝脫氮除磷能力較低；（2）剩余污泥產(chǎn)生量大而且處理費(fèi)用較高。規(guī)范性引用文件 48參考文獻(xiàn)： 51致 謝 53第一章 緒論隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)食品需求在質(zhì)量跟數(shù)量上的增加，中國(guó)食品加工企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，必然導(dǎo)致食品加工廢水排放量的增加。曝氣生物濾池法處理食品加工廢水工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘要第一章 緒論 4 4 4 4 5 研究的意義 7 8 8 填料的研究進(jìn)展 11 14 15 16 16 17 17 18 18第二章 工藝構(gòu)筑物設(shè)計(jì)及設(shè)備選型 18 18 18 19 19 20 20 20第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算 20 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 20 21 21 22 22 22 23 UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 26 UASB反應(yīng)器的特性 26 UASB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)參數(shù) 26 UASB反應(yīng)器的池體設(shè)計(jì) 27 UASB反應(yīng)器進(jìn)水配水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 UASB反應(yīng)器三相分離器的設(shè)計(jì) 30 UASB反應(yīng)器排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 UASB反應(yīng)器產(chǎn)氣量計(jì)算 34 UASB反應(yīng)器加熱系統(tǒng) 34 UASB反應(yīng)器加堿系統(tǒng) 35 35 BAF反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 36 36 37 37 39 40 42 4承托層的設(shè)計(jì) 43 44第五章 污水處理系統(tǒng)的整體布置 45 45 465,2,1設(shè)計(jì)范圍 46 46 47 47第六章 執(zhí)行的主要規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 481適用范圍 482目前 我國(guó)污水的處理排放量?jī)H為排放總量的10%左右，大量的污水進(jìn)入自然水體導(dǎo)致了嚴(yán)重的水環(huán)境污染，是已經(jīng)嚴(yán)重的水資源短缺更加嚴(yán)重。以上兩點(diǎn)制約了視頻污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行，并且加重了運(yùn)行費(fèi)用。該方法特別適合我國(guó)水處理事業(yè)片林的資金不足，技術(shù)水平較低的現(xiàn)狀，應(yīng)對(duì)其現(xiàn)狀和應(yīng)用前景進(jìn)行深入的研究，是智能盡快應(yīng)用與我國(guó)的污水處理事業(yè)當(dāng)中。目前，世界上早已出現(xiàn)了水危機(jī)的國(guó)家，如埃塞俄比亞。水資源已成了一個(gè)國(guó)家、一個(gè)地區(qū)持續(xù)發(fā)展的非常稀缺的資源。中國(guó)水資源現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6％，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1／美國(guó)的1／5，在世界上名列121位，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。到20世紀(jì)末，全國(guó)600多座城市中，已有400多個(gè)城市存在供水不足問(wèn)題，其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)，全國(guó)城市缺水總量為60億立方米。日趨嚴(yán)重的水污染不僅降低了水體的使用功能，進(jìn)一步加劇了水資源短缺的矛盾，對(duì)中國(guó)正在實(shí)施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來(lái)了嚴(yán)重影響，而且還嚴(yán)重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。水體被污染后，有時(shí)可以直接察覺(jué)到，例如，水的顏色的改變、混濁、散發(fā)著難聞的氣體，某些生物種群的減少或死亡，另一生物種群的出現(xiàn)和劇增等現(xiàn)象，但有的水體污染是無(wú)法直接觀察出來(lái)的，必須通過(guò)某些指標(biāo)及污染物的直接監(jiān)測(cè)、分析，而獲得水質(zhì)污染程度的判定。（一）含色、臭、味的廢水色度高的廢水，除影響水體外觀外。水體中含有硫化氫和酚類化合物時(shí)會(huì)使水質(zhì)發(fā)臭，水生生物受這種有臭味廢水的影響，也帶有臭味，這不僅使魚(yú)貝類的質(zhì)量下降，甚至使之無(wú)法食用。分解過(guò)程中消耗水中大量的溶解氧，一旦水體中氧氣補(bǔ)給不足；則將使氧化作用停止。由于氣體上浮，有機(jī)質(zhì)堆積物也被帶到水面，不僅使水的表面惡化，而且阻礙空氣進(jìn)入水體，這些含有多種成分的有機(jī)物廢水，是極復(fù)雜的混合污染物，它是水體污染最主要的方面。（四）富營(yíng)養(yǎng)化污染含植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的廢水進(jìn)入天然水體，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類大量繁殖，耗去水中溶解氧，造成水中魚(yú)類窒息而無(wú)法生存、水產(chǎn)資源遭到破壞。硝酸鹽和亞硝酸鹽等是形成亞硝胺的物質(zhì)，而亞硝胺是致癌物質(zhì)，在人體消化系統(tǒng)中可誘發(fā)食道癌、胃癌等?？傊?，隨著經(jīng)濟(jì)不斷地發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題也必須予以充分重視。據(jù)近年來(lái)對(duì)我國(guó)地表水污染所做的調(diào)查看，污染正在發(fā)展，對(duì)人們的使用、漁業(yè)、灌溉都造成了很大危害，在調(diào)查的53,000千米的河段中，魚(yú)蝦絕跡，成為“死水”的河段有2400千米，%，水質(zhì)符合飲用水、漁業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的只占14%。因此，控制水體污染，保護(hù)水資源，是環(huán)境保護(hù)工作的重要任務(wù)。目前,我國(guó)城鎮(zhèn)大部分的生活污水采用直接排放的方式,沒(méi)有采取應(yīng)有的治理措施,加重了對(duì)環(huán)境的污染。建立城鎮(zhèn)污水處理廠對(duì)改善城鎮(zhèn)水環(huán)境，保障城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。大量未經(jīng)充分處理的污水被用于灌溉，已經(jīng)使農(nóng)田受到重金屬和合成有機(jī)物的污染。污水灌溉還造成糧食產(chǎn)量低，污染加大，營(yíng)養(yǎng)成分下降。水污染還對(duì)養(yǎng)殖業(yè)造成極大的危害，水源污染使原有的水處理工藝受到前所未有的挑戰(zhàn)。隨著人口的不斷增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加之水污染的日益嚴(yán)重，可利用的水資源數(shù)量日益短缺，造成水危機(jī)。對(duì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施有著極為現(xiàn)實(shí)的意義。經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增大、企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，水資源的匱乏，必將導(dǎo)致水價(jià)格的不斷提高，因此，大力發(fā)展食品加工廢水回用事業(yè)，不僅能節(jié)約有限的水資源，緩解企業(yè)日趨突出的用水緊張矛盾，而且能減少污水的排放。對(duì)于保護(hù)環(huán)境，減輕環(huán)境污染，遏制生態(tài)惡化趨勢(shì)，有著重要的意義。與其他生物掛膜方法不同，曝氣生物濾池將生物氧化過(guò)程與固液分離集于一體，固體過(guò)濾和消化過(guò)程在同一個(gè)單元反應(yīng)器中完成，經(jīng)過(guò)池體結(jié)構(gòu)改進(jìn)后增加了厭氧區(qū)的曝氣生物濾池還可以進(jìn)行范反硝化以及除磷。曝氣生物濾池借鑒了生物接觸氧化反應(yīng)器和過(guò)濾器的設(shè)計(jì)原理，省卻了二次沉淀設(shè)備，反應(yīng)器內(nèi)存在著不同的好樣，缺氧區(qū)域，可同步實(shí)現(xiàn)硝化反硝化，再取出有機(jī)物的同時(shí)達(dá)到脫氮的目的。它首先被用作三級(jí)處理，后來(lái)發(fā)展成直接用于二級(jí)處理[3]。該工藝具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脫氮、除磷、去除 AOX （有害物質(zhì)）的作用 ,其特點(diǎn)是集生物氧化和截留懸浮固體與一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池 ( 二沉池 ) ，其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好：運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用省。我國(guó)對(duì)該技術(shù)的研究上出去起步階段，對(duì)曝氣生物濾池處理生活污水，食品加工廢水 進(jìn)行了處理效能及激勵(lì)方面的探索研究。曝氣生物濾池最大特點(diǎn)是使用了一種新型粒狀填料，污水在垂直方向上通過(guò)填料層，粗糙多空的粒狀填料具有極大的比表面積，可達(dá)到398平方米每立方厘米，它具有優(yōu)良的過(guò)濾作用，因此被稱做濾池。反反應(yīng)器屬于固定窗的生物膜反應(yīng)器。他定期的利用處理水進(jìn)行反沖洗排除增值的活性污泥。池容和占地一般為常規(guī)二級(jí)處理的五分之一到十分之，并使基建投入大大降低。一般氧利用率可增加百分之十到百分之十五，降低了運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。3 粒狀填料的使用似的BAF曝氣生物濾池有良好的過(guò)濾和吸附作用，據(jù)研究結(jié)果顯示，BAF比普通生物濾池的過(guò)濾效果還好。4 BAF的生物生長(zhǎng)在粗糙多空的填料表面，屬于固定化微生物。對(duì)于一些特定的污水可接種和馴化特殊菌種增加處理效果。5 BAF對(duì)低濃度的有機(jī)廢水而又很好地處理效果。因此，BAF的填料研究畏懼核心地位曝氣生物濾池充分借鑒了污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計(jì)思路，集曝氣、高濾速、截留懸浮物、定期反沖洗等特點(diǎn)于一體。濾池工作時(shí)，在濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面生長(zhǎng)著生物膜，濾池內(nèi)部曝氣，污水流經(jīng)時(shí)，利用濾料上高濃度生物膜的強(qiáng)氧化降解能力對(duì)污水進(jìn)行快速凈化；同時(shí)，因污水流經(jīng)時(shí)，濾料呈壓實(shí)狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點(diǎn)及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量懸浮物，且保證脫落的生物膜不會(huì)隨水漂出；此外，填料及附著其上生長(zhǎng)的生物膜對(duì)溶解性有機(jī)物具有一定的吸附作用。曝氣生物濾池正是通過(guò)這樣反復(fù)的周期性運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)處理污水的。曝氣生物濾池發(fā)展過(guò)程中依次出現(xiàn)過(guò)3種不同的形式[67]：BIOCARBONE，BIOFOR和BIOSTYR，采用的填料各不相同。石英砂粒由于密度大，比表面積、孔隙率??；當(dāng)污水流經(jīng)濾層時(shí)阻力很大，生物量少，因此濾池負(fù)荷不高、水頭損失大。國(guó)外的實(shí)際運(yùn)行表明，BIOFOR和BIOSTYR明顯優(yōu)于BIOCARBONE。 填料的研究進(jìn)展 曝氣生物濾池所用填料，根據(jù)其采用原料的不同，可分為無(wú)機(jī)填料、有機(jī)高分子填料；根據(jù)填料密度的不同，可分為上浮式填料和沉沒(méi)式填料。常見(jiàn)的無(wú)機(jī)填料有陶粒、焦炭、石英砂、活性炭、膨脹硅鋁酸鹽等，有機(jī)高分子填料有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯等。這為曝氣生物濾池填料在尺寸要求上提供了一定的依據(jù)。WonSeok Chang[10]等以天然沸石和砂粒為填料研究BAF對(duì)紡織廢水的處理效果發(fā)現(xiàn)：天然沸石對(duì)紡織廢水的處理效果優(yōu)于砂粒的處理效果，這是因?yàn)樘烊环惺哂懈鼜?qiáng)的陽(yáng)離子交換能力和更大的比表面積。 我國(guó)對(duì)曝氣生物濾池填料的研究以陶粒為最多，這是因?yàn)樘樟Ｗ鳛樘盍系囊环N，不僅材料低廉易得，而且顯示