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摘要：目前我国缺水状况主要体现在水质性缺水的特点，实行城市污水处理已经提到日程上来,考虑城市污水经二级处理后出水直接排出，一方面增加了其他水体的自净负荷，另一方面也是水资源的另一种浪费。本文从我国污水水源现状出发，提出了生物滤池工艺这种先进的污水处理技术。同时，再分析目前国内污水资源利用的现状，具体阐述应用生物滤池工艺进行污水回用的技术特点、多种形式，以及在操作运行过程中存在的具体问题和与之相应的解决方法。以达到实现污水处理的同时实现污水的无害化和资源化，实现水的良性循环和水资源的可持续利用。
¹
关键词: 生物滤池；污水处理；污水资源化；
Abstract
At present our country is short of water condition mainly to manifest that water quantity is shortage of characteristics. practicing the city wastewater treatment has already spoken of agenda to come up, considering the sewage water of the city after second class processing water to exhaust directly, on the one hand increased other water bodies from the net load, on the other hand also was the water resources another kind of waste . This article sets out from the our country dirty water headwaters present situation ,putting forward the biofilter wastewater treatment technique. At the same time ,It analyzes that the present situation of domestic dirty water using of resource, and concretely elaborate applied biofilter craft to carry on the technique characteristics, various forms that dirty water recycling, and during the process of operating circulate existent concrete problems with corresponds of solve a method. To achieve the realization wastewater treatment in the meantime of the realization sewage is harmless and the resources. realization water of virtuous cycle and water resources can keep on exploitation.
Key words: biological filter; wastewater treatment; dirty water recycling;
1普通生物濾池工艺
1.1 普通生物滤池工艺构造
普通生物滤池，又名滴滤池。是生物滤池早期出现的类型，即第一代生物滤池。
普通生物滤池由池体、滤料、布水装置和排水系统四部分组成。
1.2 普通生物滤池工艺特点
普通生物滤池的水力负荷和有机物负荷都较低，往往采用间歇运行方式，废水中的有机物被氧化分解得比较彻底，其处理水质达到国家一级排放标准（COD〈 60mg/L）。其优点是：（1）BOD5的去除效率高达95%以上，处理效果好。（2）运行稳定、易于管理、节约能源。主要缺点是：（1）占地面积大，不适宜处理水量较大的污水。（2）滤料易堵。（3）卫生条件较差，运行过程中产生滤池蝇，且喷洒污水时散发臭味
1.3 普通生物滤池工艺参数
(一)生物滤池的负荷率是一个集中反映生物滤池工作性能的参数。讨论负荷率时，应与处理效率相对应。例如，采用生物滤池处理城市污水，要求处理效率在80%～90%左右（城市污水的BOD5一般在200～300mg/L左右，用生物滤池处理后，出水BOD5一般在25mg/L左右），这时，低负荷生物滤池的负荷率常在0.2kg/ m3·d，高负荷生物滤池的负荷率在1.1 kg/ m3·d左右，水力负荷3.0 m3/m2·d。若提高负荷率，出水水质将相应有所下降。
(二)沉池停留时间2.0小时，表面负荷1.50 m3/m3.h；沉淀池有效水深3.0米，泥斗角度60。污泥含水率97.0%。
(三)生物滤池系统处理效率：BOD5去除率81.3%，COD去除率
2 普通生物滤池在处理小区生活污水中的应用
2.1 普通生物滤池设计要求
(一)普通生物滤池的个数或分格应不少于2个，并按同时工作设计。
(二)在正常气温条件下，普通生物滤池的有机负荷率一般为150～300 gBOD5/(m3·d)，水力负荷1～3 m3/(m2.d)。
(三)普通生物滤池一般分为工作层和承托层填充，总厚度1.5～2.0m；工作层厚度为1.3～1.8m，粒径介于为30～50mm；承托层厚为0.2m，粒径介于60～100mm。同一层中滤料的粒径要求均匀一致。不合格者不得超过5%，以提供较高的空隙率。当空隙率为45%时，滤料的比表面约为65～100m2/m3。
(四)必要时，生物滤池应考虑采暖、防冻、防蝇等措施。
2.2 普通生物滤池设计计算
（一）某小区普通生物滤池设计计算
采用的污水处理的工艺流程为：原水→格栅→沉砂池→普通生物滤池→消毒→出水。整个过程原污水经过格栅之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，由沉淀池流入生物滤池，经滤池作用水得以净化，其指标已达到杂用水水质标准，但为了确保水的卫生指标，仍需对水进行消毒处理，才能出水使用。其中各流程的功能及作用是：（1）格栅：能去除废水中较大的悬浮物和漂浮物，防止管道和泵体的堵塞。（2）沉砂池：它的功能是去除比重较大的无机颗粒。（3）消毒：消毒剂采用次氯酸钠，为定量投加方式，加药量一般为有效氯5-8 mg/ L，消毒接触时间大于30min。）。
设计小区的条件：某地方设计人口N=50000人，排水标准为120L／（人.d），污水BOD5按25g／d考虑，设计普通生物滤池。年平均气温为7℃，Ｋ总＝1.5。年平均气温为7℃时，滤池容积负荷M=170g BOD5/( m3.d) ,La=25g/（人.d）。
1、水量的确定
Q=120L/（人.d）×50000人÷1000L÷3600s÷24h=0.07 m3/s
2、格栅的计算
设栅前水深h＝0.4m，过栅流速取v＝0.9m/s 用中格栅，栅条间隙e＝20mm，格栅安装倾角α＝60°
栅条的间隙数：
取栅条宽度S=0.01m，栅槽宽度：B=S(n-1)+en=0.01(9-1)+0.02×9=0.26m
进水渠道渐宽部分的长度：若进水渠寬，渐宽部分展开角度，
取栅槽宽度B=0.8m ,则：
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：
因栅条为矩形截面,取k=3, 则通过栅头的水头损失应用公式：
h1=h0k=ξ(S/e)4/3×v2/2g×sinα×k 得:
取栅前渠道超高，则栅前渠道深：
栅后槽总高度：H=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.797m
栅槽的总长度： L=l1+l2+0.5+1.0+H1／tg60°=0.22+0.11+0.5+1.0+0.7/tg60°=2.24m
每日栅渣量：取，
采用人工清渣。
3、滤池尺寸的确定
（1）每人所需滤池面积V2=La/M=25/170=0.147 m3/人
（2）滤池总体积V=NV2=50000×0.147=7350m3
（3）设滤池层高H=2.0m，则生物滤池的有效面积F=V/H=7350/2.0=3675m2
（4）污水平均日流量Q=50000×0.12=6000 m3.d
（5）滤池的面积校核q=Q/F=6000/3675=1.63 m3/(m2.d)
q在1～3 m3/(m2.d)之间,可以满足要求。
（6）滤池的平面尺寸。采用6个滤池，每个滤池的面积为
F1=F/m=3675/6≈613m2
则确定平面尺寸为L×B=20m×31m
（7）每个滤池的滤料体积为V1=BLH=31×20×2=1240m3
(二)经济指标评价
1.土建（固定成本）分析计算表见表1，经济指标分析计算评价表。
表1 经济指标分析计算评价表
单位：元
经计算求得吨水投资：2208240/6000=368元/吨。而采用曝气处理城市污水吨水投资为：2000元/吨左右。
2.运行费用
电费：0.42度/吨×0.65元=0.273元/吨
人工管理费：50元×10/6000=0.083元/吨
其它折旧费：（2208240-40000）/（20×365×24×3600×0.07）=0.049元
这样运行费用为：0.273+0.083+0.049=0.405元/吨
而采用曝气处理城市污水运行费用为：0.70元/吨。
通过上述估算，得出采用此工艺处理生活污水的成本较低，经济上具有较高的可行性。
3总结
综合考虑最后确定选择采用普通生物滤池工艺。虽然普通生物滤池的容积负荷相对较低，但其运行稳定，处理水质较高，适宜用于人口相对较少的城镇污水处理。
研究得出普通生物滤池BOD5的去除效率高达95%以上，废水中的有机物被氧化分解得比较彻底，其处理水质可达到国家一级排放标准（COD 〈 60mg/L），处理效果好，而且易于管理、节约能源。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
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关键词: 生物滤池；污水处理；污水资源化；
Abstract
At present our country is short of water condition mainly to manifest that water quantity is shortage of characteristics. practicing the city wastewater treatment has already spoken of agenda to come up, considering the sewage water of the city after second class processing water to exhaust directly, on the one hand increased other water bodies from the net load, on the other hand also was the water resources another kind of waste . This article sets out from the our country dirty water headwaters present situation ,putting forward the biofilter wastewater treatment technique. At the same time ,It analyzes that the present situation of domestic dirty water using of resource, and concretely elaborate applied biofilter craft to carry on the technique characteristics, various forms that dirty water recycling, and during the process of operating circulate existent concrete problems with corresponds of solve a method. To achieve the realization wastewater treatment in the meantime of the realization sewage is harmless and the resources. realization water of virtuous cycle and water resources can keep on exploitation.
Key words: biological filter; wastewater treatment; dirty water recycling;
1普通生物濾池工艺
1.1 普通生物滤池工艺构造
普通生物滤池，又名滴滤池。是生物滤池早期出现的类型，即第一代生物滤池。
普通生物滤池由池体、滤料、布水装置和排水系统四部分组成。
1.2 普通生物滤池工艺特点
普通生物滤池的水力负荷和有机物负荷都较低，往往采用间歇运行方式，废水中的有机物被氧化分解得比较彻底，其处理水质达到国家一级排放标准（COD〈 60mg/L）。其优点是：（1）BOD5的去除效率高达95%以上，处理效果好。（2）运行稳定、易于管理、节约能源。主要缺点是：（1）占地面积大，不适宜处理水量较大的污水。（2）滤料易堵。（3）卫生条件较差，运行过程中产生滤池蝇，且喷洒污水时散发臭味
1.3 普通生物滤池工艺参数
(一)生物滤池的负荷率是一个集中反映生物滤池工作性能的参数。讨论负荷率时，应与处理效率相对应。例如，采用生物滤池处理城市污水，要求处理效率在80%～90%左右（城市污水的BOD5一般在200～300mg/L左右，用生物滤池处理后，出水BOD5一般在25mg/L左右），这时，低负荷生物滤池的负荷率常在0.2kg/ m3·d，高负荷生物滤池的负荷率在1.1 kg/ m3·d左右，水力负荷3.0 m3/m2·d。若提高负荷率，出水水质将相应有所下降。
(二)沉池停留时间2.0小时，表面负荷1.50 m3/m3.h；沉淀池有效水深3.0米，泥斗角度60。污泥含水率97.0%。
(三)生物滤池系统处理效率：BOD5去除率81.3%，COD去除率
2 普通生物滤池在处理小区生活污水中的应用
2.1 普通生物滤池设计要求
(一)普通生物滤池的个数或分格应不少于2个，并按同时工作设计。
(二)在正常气温条件下，普通生物滤池的有机负荷率一般为150～300 gBOD5/(m3·d)，水力负荷1～3 m3/(m2.d)。
(三)普通生物滤池一般分为工作层和承托层填充，总厚度1.5～2.0m；工作层厚度为1.3～1.8m，粒径介于为30～50mm；承托层厚为0.2m，粒径介于60～100mm。同一层中滤料的粒径要求均匀一致。不合格者不得超过5%，以提供较高的空隙率。当空隙率为45%时，滤料的比表面约为65～100m2/m3。
(四)必要时，生物滤池应考虑采暖、防冻、防蝇等措施。
2.2 普通生物滤池设计计算
（一）某小区普通生物滤池设计计算
采用的污水处理的工艺流程为：原水→格栅→沉砂池→普通生物滤池→消毒→出水。整个过程原污水经过格栅之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，由沉淀池流入生物滤池，经滤池作用水得以净化，其指标已达到杂用水水质标准，但为了确保水的卫生指标，仍需对水进行消毒处理，才能出水使用。其中各流程的功能及作用是：（1）格栅：能去除废水中较大的悬浮物和漂浮物，防止管道和泵体的堵塞。（2）沉砂池：它的功能是去除比重较大的无机颗粒。（3）消毒：消毒剂采用次氯酸钠，为定量投加方式，加药量一般为有效氯5-8 mg/ L，消毒接触时间大于30min。）。
设计小区的条件：某地方设计人口N=50000人，排水标准为120L／（人.d），污水BOD5按25g／d考虑，设计普通生物滤池。年平均气温为7℃，Ｋ总＝1.5。年平均气温为7℃时，滤池容积负荷M=170g BOD5/( m3.d) ,La=25g/（人.d）。
1、水量的确定
Q=120L/（人.d）×50000人÷1000L÷3600s÷24h=0.07 m3/s
2、格栅的计算
设栅前水深h＝0.4m，过栅流速取v＝0.9m/s 用中格栅，栅条间隙e＝20mm，格栅安装倾角α＝60°
栅条的间隙数：
取栅条宽度S=0.01m，栅槽宽度：B=S(n-1)+en=0.01(9-1)+0.02×9=0.26m
进水渠道渐宽部分的长度：若进水渠寬，渐宽部分展开角度，
取栅槽宽度B=0.8m ,则：
栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：
因栅条为矩形截面,取k=3, 则通过栅头的水头损失应用公式：
h1=h0k=ξ(S/e)4/3×v2/2g×sinα×k 得:
取栅前渠道超高，则栅前渠道深：
栅后槽总高度：H=h+h1+h2=0.4+0.097+0.3=0.797m
栅槽的总长度： L=l1+l2+0.5+1.0+H1／tg60°=0.22+0.11+0.5+1.0+0.7/tg60°=2.24m
每日栅渣量：取，
采用人工清渣。
3、滤池尺寸的确定
（1）每人所需滤池面积V2=La/M=25/170=0.147 m3/人
（2）滤池总体积V=NV2=50000×0.147=7350m3
（3）设滤池层高H=2.0m，则生物滤池的有效面积F=V/H=7350/2.0=3675m2
（4）污水平均日流量Q=50000×0.12=6000 m3.d
（5）滤池的面积校核q=Q/F=6000/3675=1.63 m3/(m2.d)
q在1～3 m3/(m2.d)之间,可以满足要求。
（6）滤池的平面尺寸。采用6个滤池，每个滤池的面积为
F1=F/m=3675/6≈613m2
则确定平面尺寸为L×B=20m×31m
（7）每个滤池的滤料体积为V1=BLH=31×20×2=1240m3
(二)经济指标评价
1.土建（固定成本）分析计算表见表1，经济指标分析计算评价表。
表1 经济指标分析计算评价表
单位：元
经计算求得吨水投资：2208240/6000=368元/吨。而采用曝气处理城市污水吨水投资为：2000元/吨左右。
2.运行费用
电费：0.42度/吨×0.65元=0.273元/吨
人工管理费：50元×10/6000=0.083元/吨
其它折旧费：（2208240-40000）/（20×365×24×3600×0.07）=0.049元
这样运行费用为：0.273+0.083+0.049=0.405元/吨
而采用曝气处理城市污水运行费用为：0.70元/吨。
通过上述估算，得出采用此工艺处理生活污水的成本较低，经济上具有较高的可行性。
3总结
综合考虑最后确定选择采用普通生物滤池工艺。虽然普通生物滤池的容积负荷相对较低，但其运行稳定，处理水质较高，适宜用于人口相对较少的城镇污水处理。
研究得出普通生物滤池BOD5的去除效率高达95%以上，废水中的有机物被氧化分解得比较彻底，其处理水质可达到国家一级排放标准（COD 〈 60mg/L），处理效果好，而且易于管理、节约能源。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。