表面的内层微生物因得不到有机营养而进入内源代谢,失去其粘附在滤料上的性能,脱落下来。这时滤池则需要进行冲洗。本反硝化生物滤池冲洗采用气水联合冲洗,冲洗水采用生物滤池出水,由反冲洗水泵进行冲洗,冲洗空气则采用罗茨鼓风机供气。冲洗水排至反冲洗废水池,回流继续处理。冲洗强度通过自动控制系统进行控制,确保冲洗得有效、彻底,又保证滤床及生物群不被破坏,从而在冲洗结束后,系统可以尽快的回复其工艺性能。每格滤池交替进行冲洗,反冲洗周期大于12小时。
系统自控设有冲洗有2种形式:正常强度的冲洗和超强度的冲洗,两种冲洗的冲洗时间、冲洗流量不同,超强度冲洗流量更大,时间更长,这此参数均可通过电脑进行调节。冲洗是在与正常过滤的相同方向进行的,使用已过滤的清水。反冲洗水泵提供反冲洗水,工艺鼓风机提供冲洗空气。
系统设有布水系统,确保反硝化滤池进水及冲洗水及冲洗空气配水配气均匀。布水系统整体混凝土滤板和调节滤头的布水系统,滤头及底模采用聚苯乙烯材质,材料耐腐蚀强。并且滤头具有保证气水共同冲洗时空气的均匀分配。滤头系统的设计,除了考虑空气冲洗时,整个滤板上的分配均匀外,还考虑风机了起动时空气进流涌动的脉冲。
系统设有循环水泵,当处理水量低时,可通过处理水循环来保证滤池的水负荷满足要求,从保证不同原水流量情况下滤池的正常运行。 10.2.2反硝化滤池自控系统描述
系统的控制总控制台以协调滤池控制台及反冲洗设备的工作状态。
反硝化滤池的控制系统采用“分散控制、集中管理”,各单格滤池旁设分控柜(就地柜)一个,控制滤池的过滤及其阀门,包括反冲洗时的相关阀门。整个滤池设公共柜一个,安装于滤池集中控制室,处理各分控柜的反冲洗申请,以及反冲洗设备的控制。各分控柜和公共柜通过工业控制网连接起来,实现数据的传输。并设上位机监控站一台,动态显示滤池工艺工作状况、设备运行状况、反冲洗参数设置等。
该系统可实现整个滤池工艺的无人职守、全自动化控制。该控制系统具备运行稳定、安全、可靠、能耗低、操作简单、明了、维护方便、快捷、适应性强等特点。
此系统是建立在PLC基础上,由滤池控制单元和公共控制单元组成。
滤池控制单元可实现下列功能:
自动控制无人操作的滤池的过滤和反冲洗 一旦出现故障,将生产损失限于故障单元 使操作员能人工或自动启动反冲洗 用计时器和/或水头损失的启动自动反冲洗
滤池控制单元向负责控制和故障排除工作的操作人员显示最多的数据,包括但不限于:
滤池水头损失
滤池状态:反冲洗、等候反冲洗、生产中、停止或故障 已经反冲洗的上一个滤池 自各个滤池上一次冲洗的过滤时间 阀门状态:开、关或故障
反冲洗废水泵状态:可用、开、关或故障 气洗鼓风机状态:可用、开、关或故障
当一个滤池需要时,公共控制单元负责在对下列各项进行检查后自动开始反冲洗:
压缩空气压力高
反冲洗泵和鼓风机为可用状态 无其它冲洗滤池
滤池上设有反映出各滤池的进水水质、液位、堵塞状况、反冲洗过程控制液位计等自动控制仪表。
具体详见自动控制5.2系统自动控控制系统技术性能描述 10.2.3反硝化滤池工艺设计计算 (1)反硝化滤池所需滤料计算 滤料体积按下式计算
VDN=Q(N0-Ne)/1000qND
式中:
VDN:所需反硝化滤料体积(m3) Q:进入滤池的日平均污水量(m3/d) N0:进水中硝态氮浓度(mg/l) Ne:出水中硝态氮浓度(mg/l)
qND:滤料的反硝化负荷,kg NO3—N/m3滤料.d,城市污水一般取0.8-4.0
由招标文件给定的进水水质条件:
Q=500000×1.3=650000(m3/d)(注:1.3为小时变化系数。) N0=57 (mg/l)
Ne=15(TN)-5(NH4-N)=10(mg/l) qND=2.82(针对城市污水反硝化特性取值) 故反硝化滤料体积为: VDN=Q(N0-Ne)/1000qND
=650000×(57-10)÷(1000×2.82) =10833m3取10860m3 (2)反硝化滤池平面设计
滤池总面积按下式计算: A= VDN/H
H:滤料层的高度:2.5-4.5m
根据招标文件提供土建条件,取滤料层高度为:H=3.0m 则滤池总面积
A= VDN/H
=10860m3÷3.0m=3290.9m2
为保证滤池配水均匀,滤池按28格设计。则单格池的面积为 A单=3290.9m2÷28=117.5m2 取长边12.68m,则滤池短边:9.27 单池尺寸:12.68m×9.27m (3)反硝化滤池高度设计
取:配水区高度:0.95m 承托层高度:0.3m 滤料层高度:3.3m 清水区高度:1.1m 超高:0.94m 滤池总高:
H总=0.95+0.3+3.0+1.1+0.94=6.29m 与招标文件提供的土建条件图相符 (4)滤池循环系统设计
回流比取日平均水量的60%,平均小时回流水量为: 500000m3/d÷24h/d×60%=12500m3/h
设计选用8台回流水泵,6用2备,每台回流水泵参数为: 流量Q=2083m3/h, 扬程H=4m (5)滤池水冲洗系统计算
滤池水冲洗系统分为四组,每组分别负责7格滤池的冲洗,每组冲洗系统每次只反冲一个滤池,依次轮流进行。
滤池水冲洗强度取:5.4L/(m2.s)[一般5-6L/(m2.s)] 每格滤池需要的冲洗-水量为:
5.4L/(m2.s)×121.2m2(单格滤池面积)×3.6=2356.128m2/h 根据现场高差条件、滤池水头损失、管道及局部阻力损件,确定水泵扬程为12m。
故每组冲洗系统选三台Q=1180m3/h TMH=12m的离心泵,两用1备。
四组共需反冲洗水泵12台(8用4备) (6)气冲洗系统计算
考滤到气水联合反冲洗,而水冲洗分四组设计。故气冲洗系统按同时对四格滤池进行冲洗考滤。
气冲洗强度取:13.45L/(m2.s)[一般12-18L/(m2.s)] 则需要的冲洗空气量为:
13.45L/(m2.s)×121.2m2×4×3.6=23474m3/h
选4台罗茨鼓风机同时工作,单台风量为: 23474m3/h÷4=5868.5m3/h,取5880m3/h。
根据滤池水位、阻力损失、管道沿程及局部阻力损失,风压选900mbar。
气冲洗选用Q=5880m2/h P=900mbar罗茨鼓风机6台,4用2备。 10.2.4反硝化滤池碳源投加计算 (1)进水碳源校核
由于反硝化需要消耗碳源,每将1mg的[NO3--N]转化为氮气,需要消耗2.86mg有机物(溶解性COD)。反硝化生物滤池进水COD浓度小于等于70mg/l,一般溶解性COD仅占65%。,故进水中的有机物最多仅够去除硝态氮的量为:
70×0.65÷2.86=15.9mg/l。考虑到进水浓度在70mg/l的下限及其他因素影响。这部份有机物于去除的硝态氮按13mg/l计算。 因此,要保证污水中所有硝态氮完全完全成反硝化,必须投加碳源。
(2)完全反硝化需甲醇投加量的计算 采用投加甲醇的方法来补充碳源。
由于进水中[NO3--N]为57mg/l([NO2--N])含量按0计),出水中剩余[NO3--N]按 10mg/l,废水中溶解氧浓度按0.5mg/l。需投加甲醇的量按下式计算:
Cm=2.47[NO3-N]+1.53[NO2-N]+0.87[DO]