前置反硝化生物滤池工艺中滤池前置反硝化生物滤池工艺中滤池水头损失的研究水头损失的研究单位：哈尔滨工业大学报告人：李雨霏1 1背景背景 曝气生物滤池（曝气生物滤池（BAF）是集生物吸附、氧化）是集生物吸附、氧化和物理截留为一体的污水处理工艺。和物理截留为一体的污水处理工艺。 与其他的悬浮工艺不同，颗粒粒质滤料生物与其他的悬浮工艺不同，颗粒粒质滤料生物滤池都存在水头损失较大、滤池易堵塞、需要频滤池都存在水头损失较大、滤池易堵塞、需要频繁反洗的缺点，在生物滤池的设计中必须充分考繁反洗的缺点，在生物滤池的设计中必须充分考虑水头损失及其变化。虑水头损失及其变化。2 2 水头损失来源水头损失来源 滤池水头损失包滤池水头损失包括以下几方面：括以下几方面： 局部水头损失：局部水头损失：其中包括集水槽，集其中包括集水槽，集水渠，管道，管件等。水渠，管道，管件等。 配水系统水头损配水系统水头损失，也就是水通过长失，也就是水通过长柄滤头的水头损失。柄滤头的水头损失。 滤料层水头损失。滤料层水头损失。 3 3水头损失现行确定方法水头损失现行确定方法局部水头损失很小，而且跟其他工艺一样，可根据局部水头损失很小，而且跟其他工艺一样，可根据手册中公式算出。手册中公式算出。配水系统的水头损失。因为曝气生物滤池是个新型配水系统的水头损失。因为曝气生物滤池是个新型工艺，设计手册中没有专门针对曝气生物滤池配水工艺，设计手册中没有专门针对曝气生物滤池配水系统的规范，现今设计中是参考普通快滤池的小阻系统的规范，现今设计中是参考普通快滤池的小阻力配水系统进行的设计计算。力配水系统进行的设计计算。滤料层的水头损失只是根据经验，按每米滤料滤料层的水头损失只是根据经验，按每米滤料0.10.25m的水头损失计算。的水头损失计算。4 4结合实际工程，对前置反硝化生物滤池工艺的水头损失的来源，影响因素，机理等进行了研究。滤池与滤料参数滤池与滤料参数 某城市污水厂的主体工艺单元是某城市污水厂的主体工艺单元是DN反硝化生物滤池反硝化生物滤池和和CN曝气生物滤池。曝气生物滤池。 DN池共池共7座，每座池长座，每座池长14米，池宽米，池宽9米。滤料厚度为米。滤料厚度为3米，滤板上滤头设置：米，滤板上滤头设置：36个个/m2。采用生物陶粒滤料，。采用生物陶粒滤料，粒径为粒径为69mm，堆积密度，堆积密度0.71.0kg/L，粒内孔隙率，粒内孔隙率大于大于30，堆积孔隙率大于，堆积孔隙率大于42。 CN池共池共14座，每座池长座，每座池长12米，池宽米，池宽10米。滤料厚度米。滤料厚度为为3.5米，滤板上滤头设置：米，滤板上滤头设置：36个个/m2，曝气头，曝气头68个个/m2，滤料和，滤料和DN池相同，只是粒径稍小，为池相同，只是粒径稍小，为46mm。5 5生物滤池水头损失研究生物滤池水头损失研究 生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池水水水水头头头头损损损损失失失失实实实实验验验验装装装装置置置置图图8 8 水头损失试验装置水头损失试验装置6 61.1.不同水量时水头损失情况不同水量时水头损失情况图图9 DN9 DN池水头损失与水量关系曲线池水头损失与水量关系曲线 如图所示：随着进水量的增大，配水系统和滤料层的水如图所示：随着进水量的增大，配水系统和滤料层的水头损失都不断增大头损失都不断增大 。但配水系统增长缓慢，配水系统水头。但配水系统增长缓慢，配水系统水头损失值明显大于小阻力配水系统设计值（损失值明显大于小阻力配水系统设计值（0.1m)0.1m)。360mm485mm200mm475mm 理论上配水系统的水头损理论上配水系统的水头损失与过水流速的平方成正比。失与过水流速的平方成正比。配水系统水头损失在配水系统水头损失在360485mm之间之间. 滤料层的水头损失在滤料层的水头损失在200475mm之间，变化幅度较之间，变化幅度较大，尤其是在大，尤其是在3至至10万吨万吨(包包括回流括回流)时变化明显。水量提时变化明显。水量提升至升至10万吨后，当水量继续万吨后，当水量继续变大时，其水头损失增大幅变大时，其水头损失增大幅度变小。度变小。7 7图图10 CN10 CN池水头损失与水量关系曲线池水头损失与水量关系曲线295mm125mm400mm330mm 配水系统水头损配水系统水头损失在失在295295400mm400mm之间，之间，比比DNDN池稍低，但还是池稍低，但还是远远高于按小阻力配远远高于按小阻力配水计算出的值水计算出的值（0.1m0.1m）。）。 滤料层的水头损失滤料层的水头损失较在较在125125330mm330mm之间，之间，也较也较DNDN池低。池低。8 80246810121416182022242620040060080010001200水头损失（mm）时间（h） 配水系统 滤料层2.2.运行周期内水头损失情况运行周期内水头损失情况图图11 DN11 DN池周期内水头损失值曲线池周期内水头损失值曲线 如图所示：无论如图所示：无论DNDN厌氧滤池还是厌氧滤池还是CNCN曝气生物滤池在整个曝气生物滤池在整个反洗周期内配水系统水头损失变化较平缓，而滤料层水头反洗周期内配水系统水头损失变化较平缓，而滤料层水头损失变化较大。损失变化较大。 430mm205mm590mm1050mm 在一个反洗周期内，在一个反洗周期内，DN池配水系统的水头池配水系统的水头损失损失430mm 590mm 。 随着随着DN池的运行，池的运行，水头损失不断变大。其水头损失不断变大。其中滤料层水头损失上升中滤料层水头损失上升较快，滤料层的水头损较快，滤料层的水头损失为失为205mm 1050mm9 9380mm160mm490mm650mm图图12 CN12 CN池周期内水头损失值曲线池周期内水头损失值曲线 在一个反洗周期在一个反洗周期内，内，CN池配水系统池配水系统的水头损失的水头损失380mm 490mm 。 随着随着CN池的运行，池的运行，水头损失不断变大。水头损失不断变大。其中滤料层水头损其中滤料层水头损失上升较快，滤料失上升较快，滤料层的水头损失为层的水头损失为160mm 650mm10103.3.不同高度滤料层水头损失情况不同高度滤料层水头损失情况图图13 DN 13 DN 池滤料层内水头损失池滤料层内水头损失图图14 CN14 CN池滤料层内水头损失池滤料层内水头损失 如图所示：如图所示：DNDN池滤料层水头损失周期早期分布于整池滤料层水头损失周期早期分布于整个滤料层，周期末期下层滤料增长较快。个滤料层，周期末期下层滤料增长较快。CNCN池滤料层池滤料层水头损失则在整个周期内基本分布于整个滤料层。水头损失则在整个周期内基本分布于整个滤料层。1111结论滤池的水头损失主要由滤池的水头损失主要由配水系统水头损失和配水系统水头损失和滤料水头损失组成。滤料水头损失组成。水头损失随进水流量的增加而增大水头损失随进水流量的增加而增大，配水系，配水系统增幅较小，而滤料水头增加较大。统增幅较小，而滤料水头增加较大。 生物滤池配水系统的水头损失都远远大于理生物滤池配水系统的水头损失都远远大于理论计算值，满负荷进水时在一个反洗周期内，论计算值，满负荷进水时在一个反洗周期内，DN池水头池水头430590mm，CN池水头池水头380490mm。1212整个运行反洗周期内配水系统水头损失变化整个运行反洗周期内配水系统水头损失变化较平缓，滤料层水头损失变化较大，较平缓，滤料层水头损失变化较大，DN池从池从2051050mm，CN池从池从160650mm 。 DN缺氧滤池滤料层水头损失在周期早期分布缺氧滤池滤料层水头损失在周期早期分布于整个滤料层深度，由于于整个滤料层深度，由于DN厌氧滤池滤料层水厌氧滤池滤料层水头损失主要来源是截留下水中悬浮物所致，到头损失主要来源是截留下水中悬浮物所致，到周期末期下层滤料水头损失增长较上层滤料快周期末期下层滤料水头损失增长较上层滤料快速。速。由于进水由于进水SS相对较低，曝气作用使滤料较松相对较低，曝气作用使滤料较松动，动，CN曝气生物滤池水头损失在整个周期内基曝气生物滤池水头损失在整个周期内基本都分布于整个滤料层深度。本都分布于整个滤料层深度。1313 谢谢各位专家！谢谢各位专家！14141D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B2E6H9KcOfRiUmXp!s&v)z0C3F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&w)z0C4F7IaMdPhSkVnZq$t*x-A2D5G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5H8KbNfQiTlXo#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C3F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjVmYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B2E6H9KcOfRiUmXp!s&v)z0C3F7IaMdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&w)z0C4F7IaMdPhSkVnZq$t*x-A2D5G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5H8KbNfQiTlXo#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6dPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVmYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRiUmXp!s&v)z0C3F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$t*x-A2D5G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjVmYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B2E6H9KcOfRiUmXp!s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&w)z0C4FbMeQhTlWoZr%u(x+B2E6H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&w)z0C4F7IaMdPhSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5H8KbNfQiTlXo#s%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y07IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjVmYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B2E6H9KcOfRiUmXp!s&v)z0C3F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmXp!s&w)z0C4F7IaMdPhSkVnZq$t*x-A2D5G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjYq$t*x-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&w)z0C4F7IaMdPhSkVnZq$t*x-A2D5G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5H8KbNfQiTlXo#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%vC4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVmYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjVmYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&1C4G7JbMePhTkW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