1、 CECS128:2001中國工程建設標準化協會標準生物接觸氧化法設計規程Specification for design of bio-contact oxidation process主編部門:北京市市政工程設計研究總院批準部門:中國工程建設標準化協會施行日期:2001年12月1日 目錄前言 (21總則 (32一般規定 (33生物接觸氧化池 (43.1一般規定 (43.2填料 (43.3設計計算 (54接觸沉淀池 (64.1一般規定 (64.2設計計算 (7附錄A二段式接觸氧化系統的構造示意圖 (7附錄B常用爐渣的理化性能 (8本規程用詞說明 (9條文說明 (101總則 (112一般規定

2、(113生物接觸氧化池 (123.1一般規定 (123.2填料 (133.3設計計算 (154接觸沉淀池 (164.1一般規定 (164.2設計計算 (17 前言根據中國工程建設標準化協會(93建標協字第12號關于下達推薦性工程建設標準設計規范計劃的通知要求,制定本規程。生物接觸氧化法又名“淹沒式生物濾池法”、“接觸曝氣法”和“固著式活性污泥法”。它兼有活性污泥法與生物膜法的特點。到目前為止,該法已在我國城市污水和食品、釀造、造紙、紡織、煤炭、電力、醫藥、化工等工業的廢水二級處理和深度處理中應用,并取得良好效果。實踐證明,生物接觸氧化法具有容積負荷高、占地小、不需污泥回流、不產生污泥膨脹、氣耗

3、電耗低、便于維護管理等優點。為使該處理方法在污水處理工程中更好地推廣應用,特制訂本規程。根據國家計委標【1986】1649號文件關于請中國工程建設標準化委員會負責組織推薦性工程建設標準試點工作的通知要求,現批準協會標準生物接觸氧化法設計規程,編號為CECS128:2001,推薦給工程建設設計、施工、使用單位采用。本規程由中國工程建設標準化協會城市給水排水委員會CECS/TC8歸口管理,由太原市市政工程設計研究院(山西省太原市旱西關街25號,郵編:030002, E-mail:tyszsjyj負責解釋。在使用中如發現需要修改或補充之處,請將意見和資料徑寄解釋單位。主編單位:太原市市政工程設計研究

4、院參編單位:太原理工大學主要起草人:方志文、馬志毅、張柏生、田志堅、石虹張紹儀、楊敦勤、張淑芳、李玉娥、馮淵中國工程建設標準化協會2001年10月8號 1總則1.0.1為保證生物接觸氧化法污水處理工程的工藝設計質量,使符合技術先進、經濟合理、安全適用等要求,制定本規程。1.0.2本規程適用于新建、擴建、改建的城市污水處理工程設計。類似的工業廢水可參照執行。1.0.3生物接觸氧化法污水處理工程的設計,除應符合本規程的規定外,尚應符合現行國家標準室外排水設計規范GBJ14和其它有關國家現行標準的規定。2一般規定2.0.1污水進入生物接觸氧化系統前,應經過格柵、沉砂。初沉處理。當進水水質或水量波動大

5、時,宜設均化設施。2.0.2生物接觸氧化系統宜采取二段式(見附錄A,即第一段接觸氧化(簡稱一氧第一段接觸沉淀(簡稱一沉第二段接觸氧化(簡稱二氧第二段接觸沉淀(簡稱二沉。2.0.3生物接觸氧化系統中各處理構筑物不應少于兩個(格,且按并聯系列設計。 3生物接觸氧化池3.1一般規定3.1.1生物接觸氧化池每個(格平面形狀宜采用矩形,沿水流方向池長不宜大于10m。其長寬比宜采用1:21:1,有效面積不宜大于100m2。3.1.2生物接觸氧化池由下至上應包括構造層、填料層、穩水層和超高。其中,構造層層高宜采用0.61.2m,填料層高宜采用2.53.5m,穩水層高宜采用0.40.5m,超高不宜小于0.5m

6、。3.1.3生物接觸氧化池進水端宜設導流槽,其寬度不宜小于0.8m。導流槽與生物接觸氧化池應采用導流墻分隔。導流墻下緣至填料底面的距離宜為0.30.5m,至池底的距離宜不小于0.4m。3.1.4生物接觸氧化池應在填料下方滿平面均勻曝氣。3.1.5當采用穿孔管曝氣時,每根穿孔管的水平長度不宜大于5m;水平誤差每根不宜大于2mm,全池不宜大于3mm,且應有調節氣量和方便維修的設施。3.1.6生物接觸氧化池應設集水槽均勻出水。集水槽過堰負荷宜為2.03.0L/ (sm。3.1.7生物接觸氧化池底部應有放空設施。3.1.8當生物接觸氧化池水面可能產生大量泡沫時,應有消除泡沫措施。3.1.9生物接觸氧化

7、池應有檢測溶解氧的設施。3.2填料3.2.1生物接觸氧化池的填料應采用對微生物無毒害、易掛膜、比表面積較大、空隙率較高、氧轉移性能較好、機械強度較大、經久耐用、價格低廉的材料。3.2.2當采用爐渣等粒狀填料時,填料層下部0.5m高度范圍內的填料粒徑宜采用5080mm,其上部填料粒徑宜采用2050mm(常用爐渣填料的理化性能見附錄B。3.2.3當采用蜂窩填料時,孔徑宜采用2530mm。材料宜為玻璃鋼、聚氯乙 烯等。3.2.4不同類型的填料可組合應用。3.3設計計算3.3.1生物接觸氧化池的填料容積應按下式計算:rj F Q L V 100024=式中V 生物接觸氧化池的填料容積(m 3;L j

8、生物接觸氧化系統進水五日生化需氧量BOD 5(mg/L ;Q 生物接觸氧化池設計流量(m 3/h ;F r 生物接觸氧化池BOD 5填料容積負荷(kg/m 3d 。3.23.2生物接觸氧化池BOD 5填料容積負荷宜通過試驗確定。當無試驗資料且采用二段式系統,進入生物接觸氧化系統的污水BOD 5為6080mg/L 時,可按下列公式計算系統的填料容積負荷:7246式中L 生物接觸氧化系統出水BOD 5(mg/L 。3.3.3生物接觸氧化池中,污水與填料的接觸時間可由下列公式計算或按表3.3.3采用:rj F L t 100024=式中t污水與填料的接觸時間(h ,不得小于0.5h 。表3.3.3接

9、觸時間與進出水BOD 5關系(h 進水BOD 5(mg/L 出水BOD 5(mg/L 202530180當采用二段式時,污水在第一生物接觸氧化池內與填料接觸的時間宜為總接 觸時間的55%60%。3.3.4生物接觸氧化池的氣水比宜通過試驗或參照相似條件的運行資料確定。當進水BOD5為60180mg/L,且采用穿孔管在填料下方滿平面均勻曝氣時,二段式系統的總氣水比可采用3:17:1,其中,一氧池的氣水比為2:14:1,二氧池的氣水比為1:13:1.3.3.5生物接觸氧化池曝氣強度宜采用1020m3/(m2h。3.3.6生物接觸氧化系統產生的污泥量可按去除每公斤BOD5產生0.350.4kg干污泥計

10、算。4接觸沉淀池4.1一般規定4.1.1接觸沉淀池的超高不宜小于0.3m,水面以下至濾層表面的清水層高度宜為0.4m,濾層厚度宜為0.5m,緩沖層高度宜為0.30.5m,緩沖層以下為污泥濃縮區。4.1.2接觸沉淀池水面應設集水槽。集水槽的過堰負荷不宜大于1.7L/(sm。4.1.3接觸沉淀池濾層下方應設濾料沖洗空氣管,每根管均應有調節氣量和方便維修的措施。4.1.4接觸沉淀池可采用斗式排泥。泥斗斜壁與水平面間的傾角,方斗宜為60,園斗宜為55。4.1.5接觸沉淀池濾層的濾料可采用礫石、爐渣等粒狀材料,其粒徑宜采用510mm。4.1.6接觸沉淀池前部宜設置導流槽,其寬度宜采用0.8m。導流槽與接

11、觸沉淀池應采用導流墻分隔。導流墻下緣至濾料底面的距離不宜小于0.9m。4.1.7接觸沉淀池的濾料沖洗排水應經集水槽排出池外,送至污水集水池。沖洗排水管直徑不應小于200mm。 4.1.8排泥管直徑不應小于200mm 。4.2設計計算4.2.1接觸沉淀池表面水力負荷宜采用57m 3/(m 2h。4.2.2污水在每座接觸沉淀池中的停留時間宜采用2030min 。4.2.3接觸沉淀池水面至導流墻下緣間的有效水深宜采用1.82.5m 。4.2.4接觸沉淀池污泥濃縮區容積可按24h 的污泥量計算。4.2.5接觸沉淀池濾層工作周期宜采用24h 。濾料沖洗宜采用空氣沖洗法,空氣沖洗強度可采用2440m 3/

12、(m 2h,沖洗時間宜為1015min 。4.2.6接觸沉淀池排出的污泥含水率宜為96%98%。附錄A 二段式接觸氧化系統的構造示意圖 5 構造層6 濾層7 清水層二氧池二沉池一沉池一氧池1 導流槽2 穩水層3 填料層4 導流墻 附錄B常用爐渣的理化性能序號測試項目單位范圍值平均值1二氧化硅(SiO2%41.0954.7443.81 2其中可溶SiO2%0.881.88 1.37 3三氧化二鋁(Al2O3%12.5440.0427.91 4其中可溶Al2O3% 1.7614.68 4.77 5三氧化二鐵(Fe2O3% 1.3320.069.72 6氧化鈣(CaO%0.576.80 3.32 7

13、氧化鎂(MgO%0.391.50.82 8氧化鈦(TiO%0.941.62 1.41 9三氧化硫(SO3%0.030.450.21 10釩(V%0.0050.0090.007 11鉬(Mo%0.00050.00070.00054 12鉻(Cr%0.0030.0060.0048 13鉛(Pb%0.000.0040.0024 14砷(As%0.0000.0010.0006 15氧化鉀(K2O%0.431.310.74 16氧化鈉(Na2O%0.220.470.39 17松散質量密度kg/m3450889699.67 18空隙率%486052 19比表面積m2/m360200130 20視比重g/c

14、m3 1.11.81 1.54 21粒徑mm2080注:除空隙率為容積百分比外,其他均為重量百分數。 本規程用詞說明一、為便于在執行本規程條文時區別對待,對要求嚴格程度不同的用此說明程度如下:1表示很嚴格,非這樣做不可的:正面詞采用“必須”;反面詞采用“嚴禁”;2表示嚴格,在正常情況下均應這樣做的:正面詞采用“應”;反面詞采用“不應”或“不得”;3表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做的:正面詞采用“宜”或“可”;反面詞采用“不宜”;二、條文中指明應按其它有關標準執行時,寫法為“應按執行”或“符合的規定(要求”。 中國工程建設標準化協會標準生物接觸氧化法設計規程CECS128:2001條文

15、說明 1總則1.0.2本規程的適用范圍主要為城市污水二級處理。接觸氧化工藝的適用性很廣:從水質上講,適用于城市污水、生活污水及與之類似的工業廢水處理;從應用場所講,可用于城市污水處理工程及一體化污水凈化設備的二級或深度處理;從處理規模上講,理論上可大可小,但目前實際應用的尚以中小型規模(50,000m3/d為多。1.0.3規程為涉及的內容,應遵照國家現行有關標準的規定執行。本規程與其它現行行業標準的專門規定不一致時,可參照本規程執行。2一般規定2.0.1本條規定了生物接觸氧化系統對目前處理的要求。生物接觸氧化系統之前一般應經沉淀處理。當進水量和水質比較平穩,且污水中懸浮物含量不高時,也可不設初

16、沉池,而以細格柵、粗濾機或其它固液分離器代之。2.0.2本條規定了生物接觸氧化系統的組成。生物接觸氧化池設計負荷高,所需池容小,水力停留時間短。當進水有機負荷較低時,采用一段式生物接觸氧化系統也可滿足要求;而當進水有機負荷較高時,一般宜采用二段式,以發揮兩段各自優勢,增強處理能力,提高處理效果,降低工程造價。生物接觸氧化系統中可采用不同的固液分離方法。實踐證明,生物接觸氧化系統所產生的污泥碎片輕重不一,除了易于沉降的一大部分外,尚有一部分不宜沉降,可通過過濾截除。當采用接觸沉淀池時,在接觸沉淀池下部沉淀較易沉降的污泥,上部濾層濾截難于沉降的污泥,污泥總體截除效率高,水力停留時間短,池體容積小,

17、而且可與生物接觸氧化池很好匹配,流程順暢,便于布置。此外,維護管理簡便,造價也較低。故在生物接觸氧化系統中推薦采用接觸沉淀的固液分離方法。 2.0.3為在事故和維護檢修時仍能使全部污水得到一定處理,并便于靈活分配水量和調整出水水質,故作此規定。3生物接觸氧化池3.1一般規定3.1.1為使生物接觸氧化池配水、布氣均勻,提高處理效果,并有利于接觸氧化系統建設、維護和降低工程造價,根據實踐經驗和有關資料,規定了池子的平面形狀和有關數據。3.1.2本條規定了生物接觸氧化池的豎向構造。二段式生物接觸氧化池的池型構造見附錄A。構造層具有支撐填料、布水、布氣、檢修等多種功能。為了在不卸除填料的情況下工作人員

18、能進入填料層下部進行檢修,構造層高度規定為0.61.2m;當進入檢修時,取上限。如果填料稍加挪動,工作人員就可通過填料層進入池底構造層內進行檢修,構造層高度可適當降低。填料層高度應結合填料種類、流程布置、風機壓力、供氣設施、地質條件、占地要求、工程造價等因素確定,一般采用2.53.5m。3.1.3本條規定了導流槽和導流墻的設置。生物接觸氧化池進水方式有多種多樣,當采用導流槽進水時,根據實踐經驗,導流槽長度宜與氧化池池寬相等,以保證氧化池布水均勻;導流槽寬度規定不小于0.8m,以滿足氧化池布水、設置布氣管路及施工維修的需要;導流槽側壁應設置攀梯。導流槽與氧化池之間應設置導流墻,以防池內上升水流短

19、路及大量氣泡泄入導流槽。導流墻下緣至填料底面的距離一般為0.30.5m。導流墻下緣至池底的最小距離為0.4m,主要考慮維修方便。3.1.4本條規定了生物接觸氧化池曝氣方式。采用在生物接觸氧化池填料下方滿平面曝氣的方式,曝氣均勻,氧轉移效果好,且對生物膜攪動充分,可加快生物膜的更新,提高生物膜的活性,有利于提高處理效果及防止填料堵塞。 3.1.5本條規定了曝氣穿孔管的設置條件。根據實踐經驗,規定單根穿孔管水平長度不大于5m,以使布氣均勻和安裝維修方便。曝氣管的設置應能滿足調整水平的要求。曝氣管水平式保證全池配氣均勻的關鍵。按照鼓風曝氣系統設計規程CECS97:97,微孔曝氣器的水平誤差全池不大于

20、5mm。按照濾池氣水沖洗設計規程CECS50:1993,濾頭固定板水平誤差每塊不大于2mm,故全池不大于5mm。穿孔管為大氣泡,對水平度更敏感,故作此規定。在連接每根穿孔曝氣管的立管上宜設閘門和活接頭,以便調節氣量,或在不停止運行的情況下將穿孔管卸下維修。穿孔管曝氣系統不易堵塞,空氣壓力損失小,對混合液攪動強烈,能加速生物膜的更新,也使填料不易堵塞,且價格低廉。3.1.6本條規定了生物接觸氧化池的一般出水方式。集水槽布置可依據過堰負荷和氧化池平面形狀確定。根據工程實踐經驗,一般在規定的過堰負荷范圍內可保證出水質量。3.1.7根據多年運行經驗,在生物接觸氧化池底部滿平面連續曝氣的情況下,池底一般

21、不會有污泥沉積,故不需設置污泥斗。但為檢修維護方便,應有放空設施。3.1.8對于某些生活污水和含表面活性劑較多的工業廢水,在生物接觸氧化池曝氣時可能產生大量泡沫,覆蓋于地面,甚至溢出池外,惡化工作環境,影響操作管理,對水處理效果也有一定影響,因此應有消除泡沫措施。目前較常用的消除泡沫措施有用水噴淋、投加消泡劑或增設水解酸化預處理設施等。3.1.9本條規定了生物接觸氧化池應有溶解氧檢測措施。為滿足生物接觸氧化池生化耗氧量要求,根據國內外運行經驗,通過填料后出水中的溶解氧濃度宜控制在23mg/L范圍內。因此,接觸氧化池應有檢測溶解氧的措施。3.2填料3.2.1本條規定了生物接觸氧化池的填料選材。生

22、物接觸氧化池的填料應選有利于微生物的生命活動、處理效果好、使用壽命長、造價低的材料為好。除填 料應具有較大的比表面積、較高的空隙率和較好的氧轉移性能外,填料本身的形狀及其填裝方式也很重要。目前國內常用的填料,以填裝方式分有固定式、懸掛式和懸浮式;以形狀分有顆粒狀、線條狀、筒管狀,片板狀、網環狀;以材質分有石料、爐渣、焦炭、陶粒、廢輪胎球、波紋板、玻璃鋼、纖維絲、樹脂紙、竹木、金屬絲、塑料制品及組合體等。具體講,一般采用爐渣、沸石、陶粒、玻璃鋼蜂窩、塑料波紋板、塑料多面球、纖維球、桑德球、軟性、半軟性纖維束等填料。近年來,又出現D、C、M改良型軟性纖維填料、高分子聚合物和醛化維綸長絲組成的SR-

23、A型組合填料和HZ型、HTZ型、HBY型等軟性、半軟性組合填料。今后還會研制、開發出各種新型填料。選擇填料應因地制宜,就地取材。本規程涉及的爐渣填料、蜂窩填料以及爐渣、蜂窩和立體彈性材料組合的填料等均已經過多年的試驗和實際運行,處理效果良好。3.2.2本條規定了爐渣等粒狀填料的粒徑選擇與填裝方式。爐渣填料具有比表面積較大、空隙率較高、氧轉移率較高、易掛膜、壽命長、價格低、便于就地取材等優點,其理化性能見附錄B。根據十余年的實踐經驗,當生物接觸氧化池采用爐渣等粒狀填料,且粒徑采用2050mm時,填料空隙不會發生堵塞,且通過填料層的水頭損失甚微;由于池內填料層下部的有機負荷高,生化作用較強,生物膜

24、生長較快,在填料層下部0.5m高度內取用5080mm的較大填料粒徑,有利于生物生長和防止填料發生堵塞。3.2.3本條規定了蜂窩填料的材質和孔徑。蜂窩填料宜選用材質較好的玻璃鋼、聚氯乙烯等制品,紙蜂窩類不宜選用。試驗和工程經驗表明,處理城市污水蜂窩孔徑在2530mm的范圍較為適宜。一般來說,進水有機負荷較低,宜用較小孔徑,進水有機負荷較高宜用較大孔徑。3.2.4本條規定填料可以組合使用。實踐中曾將爐渣。蜂窩和條狀立體彈性填料(放置在蜂窩內組合起來使用,效果甚佳。組合填料在形狀上和填充方式上已與原來單一填料不同。當幾種填料組合應用時,爐渣類粒狀填料宜放在底層。3.3 設計計算 3.3.1 本條規定

25、生物接觸氧化池填料總容積的計算公式。 3.3.2 生物接觸氧化池 BOD5 填料容積負荷與進水水質、排放標準、填料種 類、填裝方式、曝氣方式及池中流態等全系統的多種因素有關。在實際應用時， 由于各地情況不盡相同， 所以一般通過試驗確定。當無試驗資料選用爐渣等粒狀 填料、蜂窩填料及組合填料時，可采用本條給出的公式計算。 本條給出的容積負荷計算公式， 是在采用二段式生物接觸氧化系統的條件下 通過對多種填料的運行數據統計得出的。按此公式所求的數值，既不是一氧池或 二氧池任一單池的負荷， 也不是兩池實際負荷值的相加或平均，而是二段式的系 統負荷。它是一個計算參數，用此參數代入公式（3.3.1）即可求出

26、二段式系統中 第一、二兩個氧化池的填料總容積。而第一、二兩個氧化池的填料容積比例可按 3.3.3 條中有關參數求得。 對于進入生物接觸氧化系統污水 BOD5 濃度大于 180mg/L 的容積負荷公式， 目前尚無足夠資料，需要時仍需通過具體試驗確定。 根據實踐經驗，當水溫為 927時，采用生物接觸氧化法的處理效果受 水溫影響較小。因此，當水溫在此范圍內時，采用本條給出的公式求得的計算值 可不做水溫修正。 3.3.3 本條給出了生物接觸氧化池接觸時間的計算公式及二段式生物接觸氧 化池各段接觸時間的分配比例。 國內研究與實踐證明， 當采用二段式時，一氧池污水與填料接觸的時間以采 用系統中污水與填料總

27、接觸時間的 55%60%為佳。 污水與填料的實際接觸時間與填料的空隙率、比表面積、表面粗糙度、親水 性等特征以及填料層厚度、 水力負荷等多種因素有關，本條文所稱之接觸時間是 假想無填料時的名義接觸時間。 3.3.4 本條規定了生物接觸氧化池的供氣量。生物接觸氧化池的氣水比與進 出水水質、填料種類、曝氣方式及系統布置等因素密切相關。根據國內現有城市 污水處理廠多年的實際運行數據，當城市污水進水 BOD5 為 60180mg/L，選用 爐渣等粒狀填料、蜂窩填料及其組合填料，并采用穿孔管在填料下方滿平面均勻 曝氣時， 本條規定的氣水比能夠滿足生化需氧量和攪動的要求。在試驗和工程實 踐中要求出水 BO

28、D5 在 2030mg/L 的情況下； 當進水 BOD5 在 6090mg/L 時總氣 水比宜選用 3： 14： 當進水 BOD5 在 90120mg/L 時， 1； 總氣水比宜選用 4： 15： 1；當進水 BOD5 在 120150mg/L 時，總氣水比宜選用 5：16：1；當進水 BOD5 在 150180mg/L 時，總氣水比宜選用 6：17：1。一般來說，一氧池用氣量為總 用氣量的 55%65%。 對于其它填料及其它曝氣方式， 應通過試驗或參照同類型的運行資料確定其 氣水比。 3.3.5 本條給出了生物接觸氧化池曝氣強度的經驗數值。選定生物接觸氧化 池的曝氣強度時，當有機負荷較大時宜

29、取大值，當有機負荷較小時宜取小值； 填 料易于堵塞宜取大值，不易堵塞宜取小值；生物膜不易脫落宜取大值，生物膜易 脫落宜取小值；對一氧池宜取較大值，二氧池宜取較小值。 生物接觸氧化池的曝氣強度太小，既不利于生物膜脫落更新，也容易造成填 料堵塞；曝氣強度太大，會使生物膜受到強烈沖刷，難以在填料上存留，甚至破 壞填料層構造。 3.3.6 本條提供了生物接觸氧化系統產生污泥量的經驗數據。此經驗數據實 在有初沉池的情況下，對接觸沉淀池排泥量實際測試取得的。 4 接觸沉淀池 4.1 一般規定 4.1.1 本條規定了接觸氧化池的豎向分層構造。 4.1.2 本條規定了接觸沉淀池的集水槽及其過堰負荷。集水槽的過

30、堰負荷取 1.7L/(Sm，是按照一般生物處理后二沉池的過堰負荷要求。 4.1.3 本條規定接觸沉淀池濾層下方應設穿孔空氣管。接觸沉淀池濾層沖洗 時，在保持進水狀態下，可使濾層中污物被空氣沖出，并隨水流走。 4.1.4 本條規定了接觸沉淀池的污泥斗及其斜壁的傾角。污泥斗傾角的大小 關系到排泥通暢與否。傾角太小，斗壁污泥排泄不盡，日久造成厭氧發酵，導致 污泥上浮，影響出水水質，并給操作管理造成困難；傾角太大，將加大池深， 增 加造價。當接觸沉淀池平面面積較大時，為避免過分增加池高，可考慮采用多斗 排泥。 4.1.5 本條規定了接觸沉淀池的濾料。實踐證明，濾料粒徑為 510mm 可以 滿足出水水質要求。考慮到整個濾層的厚度不大，若按粒徑大小分層級配，當沖 洗濾料時容易混合，使原有分層遭到破壞，故一般不對濾料分層。 4.1.6 為使接觸沉淀池配水均勻，防