《水污染控制工程——生物膜法BAF设计计算解析》
在水污染处理领域,生物膜法是一种广泛应用的技术,特别是生物膜法中的曝气生物滤池(BAF),以其高效性和经济性备受青睐。本篇内容主要围绕一个具体的水污染控制工程案例,详细介绍了BAF设计计算的过程,以帮助理解这一技术的核心要素。
我们关注到的是污水流量和需去除的BOD5(生化需氧量)的计算。在案例中,每天进入C/N滤池的污水量Q为40000m3/d,需去除的BOD5为3824.8kg/d。这个计算基于进出滤池的BOD浓度差ΔCBOD,通过公式ΔWBOD=(Q·ΔCBOD)/1000来确定。这里,BOD有机负荷qBOD被设定为1.8kgBOD/m3滤料·d,从而计算出所需的滤料体积V滤料=3824.8÷1.8=2124.9m3。
进一步,为了确保处理效率,设计者还需对COD(化学需氧量)进行校核。同样利用流量Q和浓度差ΔCCOD,得到每天需去除的COD重量ΔWCOD=5600kg/d。实际的COD有机负荷qCOD计算为2.64kgCOD/m3滤料·d,小于允许的最大值6 kgBOD/m3滤料·d,表明设计是安全的。
接下来,确定了滤料层的高度H滤料,一般在2.5~4.5m之间。案例中选取了3.7m,以平衡出水效果和能耗。根据滤料体积和高度,可以计算出曝气生物滤池的截面积S截面=2124.9÷3.7=574.3m2。为了保证均匀的布水和布气,以及便于反冲洗操作,将滤池分为8格,每格截面积为71.8m2,并设计为正方形,实际尺寸为8.5x8.5m。
此外,对空塔水力负荷q水力进行了复核,实际值为2.9m3/ m2·h,满足设计要求。滤池内部的构造包括缓冲配水室,高度H配水取1.5m,上方预留1.0m的清水区,加上0.5m的超高和0.3m的承托层高,总计滤池总高为7m。污水在滤料层的停留时间约为空塔停留时间的一半,即0.64小时。
这个案例详尽展示了BAF设计的全过程,包括流量计算、有机负荷校核、滤料体积和高度的选择、截面积分配、水力负荷计算以及池体结构设计等,这些都是确保BAF系统高效稳定运行的关键因素。对于学习和实践水污染控制工程的人来说,这是一个很好的实例研究。