高负荷生物滤池设计
摘要
高负荷生物滤池的构造和滤料与普通生物滤池相同，但其水力负荷和有机负荷都比普通生物滤池较高的一种生物滤池。常采用连续运行方式。废水在滤池中停留时间短，只有易于分解氧化的有机物才被净化，因此，这种滤池的净化程度较低，二次沉淀池中沉淀的污泥也较多。但由于水利负荷大，滤池不易堵塞。有时也可采用回流运转方式（将生物滤池部分出水回流到滤池前）。高负荷生物滤池的水力负荷为10~30m/(m·d)，有机负荷为800~1200BOD5g/（m·d），有机物去除率达75~90%，因而较普通生物占滤池地少。
本次设计是采用二级交替处理工艺，排除了因为生物滤池负荷过高或者生物膜破坏等问题而引起滤池不能正常工作。交替式二级生物滤池运行时，滤池是串联工作的，污水经初沉池后进入一级生物滤池，出水经相应的中间沉淀池取出残膜后用泵送入二级生物滤池，二级生物滤池的出水经过沉淀池后排出污水处理厂。工作一段时间后，一级生物滤池因表层生物膜的累积，即将出现堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池。运行中每个生物滤池交替作为一级和二级滤池使用。交替式二级生物滤池法流程比并联流程负荷可提2~3倍。
关键词：高负荷生物滤池，水力负荷，交替处理工艺，停留时间
332
Abstract
High load trickling filter structure and filter with the same common biological filter,but the hydraulic loading and organic load than a common biological filter higher biological aerated filter.Often uses the continuous mode of operation.The waste water in the filter short hydraulic retention time, organic matter decomposition is only easy oxidation purification,Therefore, this filter purification degree is low, two sedimentation tank sludge is also more precipitation.But because the water load, the filter is not easy to be blocked.Sometimes also can use re flow operation method.(The biological filter part of effluent recycle to filter before),Hydraulic load and high load biological filter for 10-30m/ (m, d), organic loading of 800~1200BOD g/ (m, d), organic matter removal rate of 75-90%,Thus accounted for less than ordinary biological filter.
This design is uses two level alternating treatment process,excluded because of excessive load or biological filter biological membrane damage and other problems caused by filter can not work normally,Two stage biological aerated filter run alternately, filter is working in tandem, the sewage through the primary settling tank into a stage trickling filter,the water via a respective intermediate sedimentation tank remove residual film with pumps into the two stage biological aerated filter,Two stage biological aerated filter the effluent of sedimentation tank after the discharge of sewage treatment plant.After a period of time, a stage trickling filter for cumulative surface trickling filter, the upcoming jam, for two stage biological filter,while the two stage biological aerated filter is the original for a stage trickling filter.In the operation of each trickling filter alternately as a stage and a two stage filter using,Alternate type two stage biological aerated filter process than the parallel flow load can be increased by 2 to 3 times.
Keywords：High load trickling filter，Hydraulic load，Alternating treatment process，Residence time 323
目录
摘要 ................................................................. Ⅰ Abstract ............................................................. Ⅱ
1文献综述 ............................................................ 1
1.1石化废水的有机成分组成 ........................................... 1
1.2石化废水的来源与分类 ............................................. 1
1.2.1石化废水的来源 .............................................. 1
1.2.2石化废水的分类 .............................................. 2
1.3石化废水处理的研究现状 ........................................... 2
1.3.1石化废水的水质特点及处理工艺 ................................ 2
1.3.2石化废水处理技术的研究现状 .................................. 5
1.3.3石化废水处理的策略以及发展趋势 .............................. 5
1.4高负荷生物滤池在污水处理中的应用现状 ............................. 6
1.4.1厌氧水解一高负荷生物滤池组合工艺…………………………………… .6
1.4.2高负荷生物滤池的由来及发展……………………………………………. 7
1.5本课题研究目的 ................................................... 8
2工程概述 ............................................................ 9
2.1主要设备工程介绍 .............................................. 9
2.2本论文设计任务 ............................................... 12
3高负荷生物滤池的设计与计算 ......................................... 12
3.1高负荷生物滤池的图解及运行流程 .................................. 13
3.2高负荷生物滤池设计参数的确定 .................................... 14
3.3高负荷生物滤池整体结构的设计 .................................... 15
3.3.1高负荷生物滤池的选择 ....................................... 15
3.3.2具体的设计与计算 ........................................... 16
4结论 ............................................................... 18
参考文献 ............................................................ 19
致谢 ................................................................ 21
1文献综述
本章主要介绍石化废水相关情况和高负荷生物滤池的发展进程。
1.1石化废水的有机成分组成
石化行业产生的污水与传统的城市生活污水相比，具有排放量大、水质复杂、冲击性强等特点1”。当前，石油化工行业对于新鲜水的需求量和废水的排放量随着石化企业产能的扩大而急剧增长。据统计分析，石化行业的用水量约占全国工业用水量的5%，而废水排放量和COD排放量更是分别占全国工业废水排放量和COD排放量的4.2%和1%2，这对地处淡水资源紧缺和生态环境破坏严重地区的石化企业来说无疑是个巨大的挑战。现行的石化污水排放检测大多包含COD、氨氮、总氮、总磷、悬浮物含量、硫化物含量、石油类、总酚含量、pH等一系列整体综合指标3。随着化工、环境、生物等多学科交叉研宄的深入，人们逐渐意识到在石化污水中还存在一些对检测指标影响不大，但具有明显地生物难降解性、环境高毒性的有机污染物会伴随石化污水排放量的增大，集聚在土壤、水体、空气等介质中长时间难以消除，最终造成对人体健康和生态环境严重的影响4。因此，在国家倡导节能减排、建设环境友好型社会的号召下，石化企业结合本厂污水特点，有针对性地提出改进方案对污水高效处理和循环水再利用方面起着至关重要的作用。
1.2石化废水的来源与分类
1.2.1石化废水的来源
一般来说，某一个石化企业所处理的石化污水依据生产物料与新鲜用水的直接接触性和间接接触性，大致可分为两类，即工艺污水和非工艺污水。水的主要来源为工艺污水，涉及到了石油加工生产从头到尾的各个主要环节。由于石油化工原料的复杂性，在目的产品的生产过程中，产品的低转化率和副反应产物的生成，均会造成未反应完全的原料和不理想的副产物随废水大量排出。此外，在对设备装置的
清洗和保养过程中也会产生大量的有机废水。非工艺污水虽然只占石化污水组成的小部分，但石化企业装置存在跑、冒、滴、漏的风险，同样使得非直接接触生产物料的排水不可小视6。
1.2.2石化污水的分类
石化污水中包含了多种复杂的有机物成分。以炼油污水为例，有机组成除油类、酚类等主要有机物外，还包括多环芳烃化合物、芳香胺类化合物等结构复杂的有机污染物7。根据石化污水中有机物种类的不同，可将石化行业产生的污水分为含油污水、含酚污水、含硫污水、含氰污水、含苯系物污水等几大类5,8,9。
1.3石化废水处理的研究现状
1.3.1石化废水的水质特点以及处理工艺
石油化工是以石油为原料，通过分馏、精炼、合成、重整、裂解等工艺，对一系列有机物进行加工处理的过程，整个过程对水资源的消耗量比较大，产出的污水量也比较大，这些污水中含有大量的硫、氰、酚等污染物。由于石油化工生产的石油产品和石化产品种类繁多，排放出的污水也就含有很多与其相关联的污染物，如杂环化合物、芳香胺类化合物、多环芳香胺类化合物等，这些污染物导致污水水质中污染物的性质以及含量发生变化，在一定程度上增加了石油污水处理设备承担的负荷。石油化工在起初的一段时期内，由于人们缺乏节水意识，在生产过程中采用的都是新鲜水，随着石油化工生产工艺的不断发展以及人们节水意识的提高，石油化工企业开始注重对水资源的循环利用，部分污水也成为了生产工艺的进水。近年来，污水处理技术得到了进一步的发展，人们对石油化工污水的水质有了更清楚的认识，开始根据污水水质的不同情况对其进行分别处理，以提高水资源的利用率10。 从石油化工废水的产生过程分析，石油化工废水的产生基本有两种途径，其一石油深加工过程中产生的废水。其二，生产、运输过程中泄漏的油料混入正常的无污染水时产生的废水。所以，石油化工废水如果不采取积极有效的措施加以收集及处理，就会流入到下水道中，也就会进入到河流和湖泊中，这样就会使地下水和地表水都
清洗和保养过程中也会产生大量的有机废水。非工艺污水虽然只占石化污水组成的小部分，但石化企业装置存在跑、冒、滴、漏的风险，同样使得非直接接触生产物料的排水不可小视6。
1.2.2石化污水的分类
石化污水中包含了多种复杂的有机物成分。以炼油污水为例，有机组成除油类、酚类等主要有机物外，还包括多环芳烃化合物、芳香胺类化合物等结构复杂的有机污染物7。根据石化污水中有机物种类的不同，可将石化行业产生的污水分为含油污水、含酚污水、含硫污水、含氰污水、含苯系物污水等几大类5,8,9。
1.3石化废水处理的研究现状
1.3.1石化废水的水质特点以及处理工艺
石油化工是以石油为原料，通过分馏、精炼、合成、重整、裂解等工艺，对一系列有机物进行加工处理的过程，整个过程对水资源的消耗量比较大，产出的污水量也比较大，这些污水中含有大量的硫、氰、酚等污染物。由于石油化工生产的石油产品和石化产品种类繁多，排放出的污水也就含有很多与其相关联的污染物，如杂环化合物、芳香胺类化合物、多环芳香胺类化合物等，这些污染物导致污水水质中污染物的性质以及含量发生变化，在一定程度上增加了石油污水处理设备承担的负荷。石油化工在起初的一段时期内，由于人们缺乏节水意识，在生产过程中采用的都是新鲜水，随着石油化工生产工艺的不断发展以及人们节水意识的提高，石油化工企业开始注重对水资源的循环利用，部分污水也成为了生产工艺的进水。近年来，污水处理技术得到了进一步的发展，人们对石油化工污水的水质有了更清楚的认识，开始根据污水水质的不同情况对其进行分别处理，以提高水资源的利用率10。 从石油化工废水的产生过程分析，石油化工废水的产生基本有两种途径，其一石油深加工过程中产生的废水。其二，生产、运输过程中泄漏的油料混入正常的无污染水时产生的废水。所以，石油化工废水如果不采取积极有效的措施加以收集及处理，就会流入到下水道中，也就会进入到河流和湖泊中，这样就会使地下水和地表水都
会遭到污染。
（1）石油化工废水的收集与处理十分重要，由于石油化工废水的产生量大，有机污染物成分复杂，特别是加工过程中含有有毒物质的企业，废水一旦排入下水道、河流和湖泊中影响人类的生存环境，破坏地球的生态平衡。也就是说石油化工废水应该从没有受到污染的水中分流出来，做到雨污分流，严厉打击偷排漏排企业，对废水进行收集集中处理，处理后达标排放或回收再利用。
（2）石油化工企业在厂区要建有废水池，对产生的石油化工废水能够回收利用的，回收利用，不能回收利用的，排入污水处理设施中，经过隔油池、气浮池、生化池、过滤消毒后达标排放。同时监测废水的污染物程度，来调节污水处理设施的工艺参数，达到好的处理效果，降低处理成本。
（3）由于石油化工行业涉及的范围广，产生大量的石油化工废水。废水中含有大量有机物，如果能对这些废水进行回收利用，可以降低企业污水处理成本，减少环境污染。在当今现代，有一些油水的分离技术。这样就可以使石油化工的废水能回收再利用。比如重力分类法、空气悬浮法、过滤法、超声波法等技术，油水分离技术应用于油污废水处理，根据水质的成分，采用不同的处理方法。废水中油类污染物多数处于集中状态，不是单一状态的存在，因此，油污废水处理要采用多种处理方法结合，多单元操作分别处理后，对有机物进行回收，对分离后的达标水进行排放。
（4）应用新技术，提高石油化工废水的处理效果，降低处理成本石油化工废水中有机物含量高，并散发出有害的气味，未处理排放，对环境危害特别大。目前石油化工废水处理技术主要有物理化学法、生物处理法和两者相结合的方法。由于石油化工产品多样化，石油化工废水产生量加大，石油化工废水成分复杂，传统的污水处理技术不能满足废水处理污染物去除率的要求，使处理后不达标，同时环保要求越来越严格，要求我们必须研究新的技术和方法，提高废水的污染物的去除率，使处理后的污水达标，同时降低处理成本，下面对目前一些较传统技术而言有效地技术进行一下介绍。
目前含油废水处理普遍使用“老三级”除油工艺，即隔油一一级气浮一二级气浮一生化处理，人工固定化工程菌除油装置将工程菌放入废水中，吸附在活性炭中，以水中的有机物为食物，利用微生物的新陈代谢，转化为简单的无机物，而使有机物被去除。完全替代了二级气浮工艺，较传统工艺降低了成本，具有实际的应用价
值。
气浮法
陈卫玮11将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水，进水含油约200 mg／L，出水含油低于10mg／L ，去除率达95%；若原水未经隔油处理，COD和油的去除率显得不稳定。新疆克拉玛依石油化工厂用CAF处理石化废水，系统运行良好，能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物，尤其能有效去除硫化物，解决了传统工艺的难题12。朱东辉等13用旋切气浮(MAF)处理炼油废水，油的平均去除率为81.4%，SS的平均去除率为69.2% 。肖坤林等14在实验研究的基础上，结合单级气浮技术和多级板式塔理论，开发出两级气浮塔处理含油废水的新工艺，实现了塔釜一次曝气、多级气浮的分离，并研究了气浮塔板的流体力学性能、布气性能及操作条件对废水处理效率的影响。
臭氧氧化法
臭氧氧化法不产生污泥和二次污染，臭氧发生器简单紧凑，占地少，容易实现自动化控制；但不适合处理大流量废水．设备费用及处理成本较高。在石油化工废水处理中，常用于生化处理的预处理和深度处理。废水经臭氧氧化后，小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳，大部分转化为臭氧化中间产物，使原来难生物降解的有机物变得可生物降解。Chang等15用臭氧进行丙烯腈、苯乙烯废水的预处理，效果明显，在后续的生化处理中，C0D去除率明显提高。在深度处理中，一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用，臭氧在氧化有机物的同时迅速分解为氧，使活性炭床处于富氧状态，使活性炭得到再生，提高其使用周期；同时能增强活性炭表面好氧微生物的活性，提高降解吸附有机物的能力16,但不能有效去除有机物，还能改变有机物生色基团的结构，强化活性炭的脱色能力17。黎松强等18用臭氧氧化一生物炭工艺深度处理炼油废水，COD、挥发酚、石油类和氨氮的去除率平均为82．6% 、99.5%、94.3%和93.4% ，出水主要水质指标达到地面水Ⅳ类水质标准。 膜分离
膜分离主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤，能有效脱除废水的色度、臭味，去除多种离子、有机物和微生物，出水水质稳定可靠，且占地面积小，运行操作完全自动化，被称为“21世纪的水处理技术”，但是需要投资大，污水处理量小。李航字等19采用以超滤膜加反渗透膜的双膜法进行石油化工废水再生利用的中试研究，系统运行稳定，处理效果好，超滤系统产水率为90% ，出水SDI低于3，油类
低于1mg／L，但对电导率的去除作用不明显；反渗透产水率大于75%，脱盐率大于99%，出水水质满足石油化工生产要求。
1.3.2石化废水处理的研究现状
（1）污水水质更为复杂
石油化工污水水质较为复杂，而这则增加了对其处理的难度，这主要是由三个方面原因造成的。其一，世界范围内原油品质变差，杂质增加的趋势显著，重质、高稠原油产量逐年上升，在国内，针对这些劣质原油的加工，提高原油深加工能力已经成为石油化工企业的必然选择；其二，随着国际油价的上涨，石油化工的利润空间越来越小，为了获得进一步的发展，更多的石油化工企业开始向精细化化工方向转型，通过延长产业链的方式来提高利润率；其三，随着国内水资源的日益短缺以及人们环保意识的日益增强，石油化工企业开始注重对水资源的循环利用，增加了很多生产装置和工艺流程，被分解的污水中污染物的种类也在增加。
（2）对污水进行深度处理和回用
由于原油品质的不断变差，石油化工企业必须对原油进行深度加工，排放的污水量以及污水中的污染物质也在增加，这对水质造成了恶劣的影响。目前，水质的复杂化已使得原有的处理技术和传统的处理工艺难以满足国家制定的标准以及环境的要求。有鉴于此，我们必须对其进行深度处理和回收利用，石油化工企业必须转变当前对污水处理的思路以及技术，污水处理系统不应仅仅作为污水处理设施，而应将污水作为原料，将其转变为为石油化工企业提供水资源的生产设施20。
1.3.3石化废水处理的策略以及发展趋势
（1）对于含硫污水的处理
石油化工污水中含硫量的增加，为石油化工企业的发展带来了难题，现阶段，国内外对于石油化工含硫污水，都采用物化的处理方法，如沉淀法、汽提法、碱吸收法、氧化法等，其中，汽提法和氧化法是比较典型的物化处理方法，去硫率均达到90%以上，应用范围比较广泛。氧化法能够将含硫污水中的铁、铜、锰等金属盐
类作为催化剂进行处理，利用空气中的氧把硫化物氧化成硫酸盐；汽提法包括单塔和双塔两种，国外比较常用的是双塔蒸汽汽提法。目前，一些石油化工企业开始将目光投向一些高级氧化方法，如湿式空气氧化法、超临界氧化法等，高级氧化方法对含硫污水处理效率更高，其应用前景非常广阔。
（2）对于高浓度有机污水的处理
石油化工污水中的有机物可以按照有毒性和可生化性特点分为四类：无毒性、可生化性好的有机物；无毒性、可生化性差的有机物；有毒性、低浓度能被微生物降解而高浓度能被微生物抑制的有机物；有毒性、低浓度能被微生物抑制而高浓度能被微生物降解的有机物。对于高浓度有机污水的处理，采用高级氧化—生化组合技术和厌氧—好氧组合技术进行处理是今后一段时期的发展趋势。此外，石油企业也正在关注石油化工污水深度处理与回用的问题，我国的中石油和中石化就在各地开展了污水回用工程的相关试验，石油化工污水外排水水质是污水回用的关键，因此，试验的重点也基于此，目前，正在积极开发超滤和反渗透深度处理石油化工污水及回用技术，这主要是借鉴了发达国家的成功的经验21。
综上所述，鉴于石油化工污水含硫量的增加以及水质的复杂化，对其进行深度处理和再利用就成为了石油化工企业污水处理技术解决的关键性内容，从石油化工企业整体发展趋势和效益来看，石油化工企业污水处理技术应注重开展污水资源化，从而提高水资源的利用效率。
1.4高负荷生物滤池在处理污水中的应用现状
1.4.1厌氧水解一高负荷生物滤池组合工艺
生物滤池是污水处理领域中最早和最广泛应用的工艺之一。近年来，随着新型填料的使用，生物滤池在污水处理应用方面有着良好的发展前景。本研究的主要目的是评价高负荷纤维填料生物滤池对城市污水的处理效果，以满足城市污水排放二级标准(出水BOD5
厌氧水解一高负荷生物滤池组合工艺采用厌氧水解滤池取代传统的初沉池作为预处理工艺，在传统高负荷生物滤池的基础上对其进行改造，保留了该方法高负荷、高效率的优点。与广泛运用的活性污泥法处理系统相比，该工艺可节约基建投资20%，节约能耗50%以上，同时还具有流程简单、管理方便、耐冲击负荷、剩余污泥少等特点。
1.4.2高负荷生物滤池的由来及发展
1893年在英国试行将污水在粗滤料上喷洒进行净化的试验，取得良好的效果。1900年后，这种工艺得到公认，命名为生物过滤法，处理构筑物则称为生物滤池，开始用于污水处理实践，并迅速在欧洲一些国家得到应用。
早期出现的生物滤池，负荷低，水量负荷只达1～4m3／(m3滤池·d)。BOD5负荷也仅为0.1～0.4kg／(m3滤池·d)。其优点是净化效果好，去除率可达90%～95%。主要缺点是占地面积大，而且易于堵塞，在使用上受到限制。而高负荷生物滤池就是在解决、改善普通生物滤池在净化功能和运行中存在的实际弊端的基础上而开创的。
废水通过高负荷生物滤池时，滤料截留了废水中的悬浮物质，使微生物很快繁殖起来，微生物又进一步吸附了废水中溶解性和胶体有机物，逐渐增长并形成了生物膜。生物滤池就是依靠滤料表面的生物膜对废水中有机物的吸附氧化作用，使废水得以净化的。
由于生物膜的吸附作用，它表面有一层附着水，附着水中的有机物大多已被生物膜所氧化，因此当废水进入滤池，在滤料表面流动时，有机物即会从流动着的废水中转移到附着水中去，并进一步被生物膜吸附。空气中的氧也通过液相而进入生物膜。膜内的微生物在氧的参与下将有机物氧化分解成无机物，产生的无机物及C02沿反方向从生物膜进入空气或随流动水排放。
当生物膜较厚或废水中有机物浓度较大时，空气中的氧很快被膜表层的微生物所耗尽，使内层滋生大量厌氧微生物。膜内层微生物不断死亡并解体，降低了膜同滤料的粘附力，厌氧微生物发酵所产生的气体也可减小膜同滤料的粘附力，这时，过厚的生物膜即在本身重力及废水流动的冲刷力作用下脱落下来。膜脱落后的滤料表面又开始了新生物膜的形成过程，这是生物膜正常的更新过程。此外，生物膜中
还有大量以生物膜为食料的噬膜微型动物，它们的活动也可导致膜的脱落或更新。
为了保证在提高有机负荷率的同时又能保证一定的出水水质，并防止滤池的堵塞，高负荷生物滤池的运行厂采用回流式的运行方式。
处理水回流可以产生一下各项效应：均化与稳定进水水质；加大水利负荷，有利于生物膜的更新；抑制滤池蝇的过度滋长；减轻臭味。一般当滤池进水BOD5大于200mg／L时，常需要采用回流。当要求废水处理程度较高时。可采用二级滤池串联流程。二级滤池串联时，出水浓度较低，处理效率可达90%以上。但是，二级滤池串联流程中，第一级滤池接触的废水浓度高，生物膜生长较快，而第二级滤池情况刚好相反，因此，往往第一级滤池生物膜过剩时，第二级滤池还未充分发挥作用。为了克服这种现象，可将两个滤池定期交替工作。
1.5本课题研究目的
本文所要设计的高负荷生物滤池是用来处理净化石化废水和生活污水的混合污水，由于其污水的BOD5含量很高，需要很高的水力负荷和有机负荷，所以采用高负荷生物滤池是一个很适合选择。因为高负荷生物滤池就是在普通生物滤池的基础上加大了其所能承受的水力负荷和生物负荷从而适应高浓度的污水处理任务。设计一个高负荷生物滤池处理解决本题中的任务是本次课题研究的目的。
2工程概述
本章内容主要介绍本课题的主要工程设备和课题的设计要求。
2.1主要工程设备介绍
（1）高负荷生物滤池的特点
生物膜并不能自然脱落，它最主要的是依靠水力冲刷，一般不会堵塞，更新周期短，污泥非常容易腐化。
生物膜相对来说很薄，它的透气性非常好，氧化能力也很强。
高负荷生物滤池的通风情况好，能够提供充足的氧气。
（2）高负荷生物滤池的设计要求
BOD5进水要小于200mg/L。
要满足q=10N3Om3／(m·d)，要持续不断的布水和出水，很好的保持相关滤料的湿润状态。
高负荷生物滤池的滤料要大些，一般在5～10cm左右。
（3）高负荷滤池的回流
高负荷生物滤池最明显的特征就是回流，回流的作用如下：
稀释，均化和稳定进水水质、水量。回流比一般为0.5～3.0倍进水量，也可高达5.0～6.0倍进水量，回流比不宜过高，否则动力运行费用会增加，在温度较低的季节，采用过高的回流比会影响处理效果。
回流能够较好的增加水力的负荷，对生物膜能够进行更好的冲刷，还能够抑制厌氧层的发育，使膜活性能够更加持久。
回流能够很好的控制滤水蝇的发育生长，还能够减轻臭味。
（4）高负荷滤池的回流方式
一段滤池回流方式
把二沉池出来的水再输送到滤池的入口，以此来提高滤池的水力负荷。这样也能使的二沉池的污泥回流到第一次的沉淀池，来提高第一次沉池的利用效率。也可以把滤池出来的水和二沉池的污泥一块输送到初沉池,这样一来既能够提高水力的负荷，又能够提高初沉的效率并且保证膜的接种，同时这种方法必须对初沉池的体
积进行增大。
两段滤池直接回流方式
两段(级)生物滤池处理系统主要用于进水的浓度非常高或者对污水的要求非常高的地方。这种系统的主要目的就是为了提高污水处理后的出水水质，一般情况下，出水BOD5
两段滤池交替回流方式
两段流程的主要缺点就是一、二级滤池的负荷不能够够平均，一级滤池的负荷较高，相关的生物容易积累，容易出现堵塞的现象。二级滤池的水力负荷太低，转化效率比较低。交替流系统能够很好的解决这个问题。一般情况下，如果进水的达到BOD5>200mg／L，出水达到BOD5
（5）高负荷生物滤池的构造
生物滤池一般是长方形或圆形，池内填有滤料，滤料层上为布水装置，滤料层下为排水系统。废水通过布水装置均匀洒到生物滤池表面，呈涓滴状流下，一部分废水呈薄膜状被吸附于滤料周围，成为附着水层；另一部分则呈薄膜流动状流过滤料，并从上层滤料向下层滤料逐层滴流，最后通过排水系统排出池外。 由于滤料间隙的空气不断地溶于水中，水层中保有比较充足的溶解氧；而流过的废水中所含的大量有机物质，可作为微生物的营养源，因此水层中需氧微生物能够大量生长繁殖。微生物的代谢作用使部分有机物质被氧化分解为简单的无机物，并释放出能量。这些能量一部分供微生物自身生长活动的需要，另一部分被转化合成为新的细胞物质。另外，废水通过滤池时，滤料截留了废水中的悬浮物质，并吸附了废水中的胶体物质，使大量繁殖的微生物有了栖息场所，从而在滤料表面逐渐生长起一层充满微生物及原生动物的“生物膜”。膜的外侧有附着水层，废水不断地从滤池上淋洒下来，就有一层废水不断沿生物膜上部表面流下，
这部分废水为流动水层。流动水层和附着水层相接触，附着水层由于生物净化作用，所含有机物质浓度很低，流动水层通过传质作用把所含的有机物传递给附着水层，从而不断地得到净化。同时由于生物膜上的微生物的增殖，膜的厚度不断增加，当达到一定厚度时，生物膜层内由于得不到足够的氧，由需氧分解转变为厌氧分解，微生物逐渐衰亡、老化，使生物膜从滤料表面脱落，随水流至沉淀池。生物滤池的滤料上再生成新的生物膜，如此不断更新。
高负荷生物滤池一般情况下都是采用旋转式的布水装置。废水通过电泵从进水的竖管里进入到配水的短管，进而分配到各个布水的横管，可以在一定的水头作用下(约0.25m～l.0m)从小孔喷出产生反向的作用力，推动横管向着反向来回旋转。旋转布水器一定要满足连续布水的要求，但是从每一单位面积的滤料来考虑，这种布水又是不连续的，所以这一类的布水器既要求空气能够进入滤池，还得防止滤料的堵塞现象。
处理城市污水的时候，回流式生物滤池的处理效率情况如下：
单级滤池法
当滤池负荷率在1．7kgBOD5／(滤料)以下时，出水的BOD5约为滤池进水的BOD5的1／3。
二级滤池法
二沉池出水的BOD5为二级滤池进水BOD5的1／2；如果一级滤池出水不经沉淀直接流向二级滤池，则一级滤池出水的BOD5为进水BOD5的1／2。
（6）高负荷生物滤池的一般设计参数：
以碎石为滤料时，工作层滤料的粒径应为40～70mm，厚度不大于1.8m，承托层的粒径为70～100mm，厚度为0.2m；当以塑料为滤料时，滤床高度可达4m。
正常气温下处理城市废水时，表面水力负荷可取l0～30m3(m·d)，BOD5容积负荷不大于1～2kgBOD5／(m·d)，单级滤池的BOD5的去除率一般为75—85%，两级串联时，BOD5的去除率一般为90～95%；日本指南规定水力负荷为10～
25m3(m·d)，五日生化需氧量容积负荷不应大于1.2kgBOD5／(m·d)；美国污水厂手册规定水力负荷为10～35m3／(m·d)，BOD5容积负荷为0.4～4.8kgBOD5／(m·d)；采用塑料制品为填料时，滤层厚度、水力负荷和容积负荷可提高，具体设计数据应根据试验资料而定：
进水BOD5大于200mg／L时，应采取回流措施。
池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的2%。 滤池数不应小于2座。
2.2本论文设计任务
某城市设计人口N=100000人，排水量标准Q=95L/（人.d），BOD5排出量La’=22g/（人.d）。市内另有一化工厂，其废水量Qi=3000m3/d，浓度La”=500mg/L，归入城市排水系统后一同用高负荷生物滤池处理。填料层厚度H=2m。出水后浓度（Le）要求不大于25mg/L。混合污水冬季平均气温为120C，总变化系数Kz=1.60。当地年平均气温50C。
3高负荷生物滤池的设计与计算
本章主要介绍高负荷生物滤池的组成及任务的设计计算。
3.1高负荷生物滤池的构造图解及运行流程
高负荷生物滤池，生物滤池的一种特殊形式，高负荷生物滤池的应用广泛，在石化企业污水处理及回用过程中的应用越来越受到重视，高负荷生物滤池的设计已成为当今的热点话题之一。目前，高负荷生物滤池的组成及特点如下： （1）高负荷生物滤池的组成
图3-1高负荷生物滤池的基本构造
（2）高负荷生物滤池的特点
在石化企业的工厂中，很多的废水处理都采用普通生物滤池，普通生物滤池的优点是处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，出水BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐的含量在10mg/L左右，其出水的水质比较稳定。其缺点是会影响环境。 后来，人们通过采用新型滤料，革新流程，提出多种型式的高负荷生物滤池，使负荷率比普通生物滤池提高数倍，池子体积大大缩小。回流式生物滤池、塔式生物滤池属于这样类型的滤池。它们的运行比较灵活，可以通过调整负荷率和流程，得到不同的处理效率（65%～90%）。负荷率高时，有机物转化较不彻底，排出的生物膜
容易腐化。
（3）交替式高负荷生物滤池的运行系统
图3-2高生物滤池二级交流运行系统
图3-2是交替式二级生物滤池法的流程。运行时，滤池是串联工作的，污水经初步沉淀后进人一级生物滤池，出水经相应的中间沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物滤池，二级生物滤池的出水经过沉淀后排出污水厂。工作一段时间后，一级生物滤池因表层生物膜的累积，即将出现堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池。运行中每个生物滤池交替作为一级和二级滤池使用。交替式二级滤池法流程比并联流程负荷率可提高两、三倍。
3.2高负荷生物滤池设计参数的确定
生物滤池的工艺设计内容是确定滤床总体积、滤床高度、滤池个数、单个滤池的面积，以及滤池其他尺寸。 （1）滤池总体积
一般用容积负荷（Lv）计算滤池滤床的总体积，负荷可以经过试验取得，或采用经验数据。对于城镇污水处理，《室外排水设计规范》（GB50014--2006）提出
了采用碎石填料时，采用的负荷。高负荷生物滤池的Lv取>=1.8。滤床总体积计算公式如下：
QS 式中：
V--------滤床总体积，m3；
So-------污水进滤池前的BOD5，mg/L；
Q--------污水日平均流量，m3/d，采用回流式生物滤池时，此项应为Q（1+R），回流比R可根据经验确定；
Lv-------容积负荷，kgBOD5/（m3·d)
3.3高负荷生物滤池整体结构的设计
3.3.1高负荷生物滤池的选择
高负荷生物滤池的工艺流程设计主要采用处理水回流技术保证进水的BOD5值低于200mg/L，处理水回流后具有下列作用：①均化与稳定进水水质；②加大水力负荷；及时冲刷过厚和老化的生物膜，加速生物膜的更新，抑制厌氧层发育，使生物膜保持较高的活性；③抑制池蝇的滋长；④减轻臭味的散发。
当原污水浓度较高或对处理水质要求较高时，可以考虑二级滤池处理系统。二级生物滤池的有机物去除率可达90%以上，但负荷不均是其主要缺点：一级负荷高，生物膜生长快，脱落的生物膜易于沉积并产生堵塞现象；二级负荷低，生物膜生长不佳，没有充分发挥净化功能。为此可采用交替式二级生物滤池，两种流程交替运行。
交替式二级生物滤池运行时，滤池是串联工作的，污水经初沉池后进入一级生物滤池，出水经相应的中间沉淀池取出残膜后用泵送入二级生物滤池，二级生物滤池的出水经过沉淀池后排出污水处理厂。工作一段时间后，一级生物滤池因表层生物膜的累积，即将出现堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池。运行中每个生物滤池交替作为一级和二级滤池使用。交替式二级生物滤池法流程比并联流程负荷可提高2～3倍。
采用交替式二级处理工艺可以有效缓解一个滤池由于生物膜破坏或者负荷过
高等问题导致其不能正常工作的弊病。还可以提高处理效率，给维修改造提供了保障。
3.3.2具体的设计与计算
原污水BOD5=22100095=231.6mg/L Q=95L/人·d100000=9500m3/d
取R=1，Lv=2kgBOD5/（m3·d)
代入各值V=9500（1+1）231.6/2=2200m3
混合污水平均日流量Q=qN/1000+Qi=951000001000+3000=12500（m3/d）
混合污水的BOD5浓度La;
La=L'aN+L"aQi/Q=22100000+5003000/12500=296(mg/L) 令La
200mg/L.
经回流稀释后污水应达到的BOD5浓度La1;
稀释后进水BOD5浓度La1是与要求的出水BOD5浓度成比例的，该比例系数设K，则
La1=KLa
今H=2m，温度条件也已知，由表3-1查得K=3.3, 所以La1=3.325=82.5(mg/L)
200mg/L,所以必须用出水回流的方式稀释进水，使其浓度降低至
表3-1高负荷生物滤池的K值
污水冬
季温
度℃
8～10
10～14
大于14
回流稀释倍数n;
n=（La-La1）/(La1-Le)=(296-82.5)/(82.5-25)≈3.7=4
滤池所需总面积A;
滤池面积负荷q一般为1100至2000gBOD5/(m2·d),今取q=2000gBOD5/(m2·d),则
A=Q(n+1)La1/q=12500(4+1)296/2000=9250(m2)
填料总体积V;
V=AH=9250×2=18500(m3)
每个滤池的面积A1;
A1=A/n´取滤池数n´=6个则A1=A/n´=18500÷6=3083（m2）
滤池半径D; D=4A1/π=3083π=62.7（m）
3.1.10校核水力负荷
q´=Q(n+1)/A=q/La1=2000÷82.5=24.2m
3/(m2d)
准。
若q´10m3/(m2d)，应采取措施；或者加大回流量以提高水力负荷，或者
年平均温度℃ 填料层 高度 H (m) 小于3 3～6 大于6 2.0 2.5 3.3 4.4 2.5 3.3 4.4 5.7 3.0 4.4 5.7 7.5 3.5 5.7 7.5 9.6 4.0 7.5 9.6 12.0 10m3/(m2d)符合标减少填料高度以减少堵塞的可能。
4结论
本文主要设计了一个交替式高负荷生物滤池，用于处理某城市及其城市中的一家化工厂排放的生活污水、石化污水，通过高负荷生物滤池的过滤及其独特的深度处理污水的能力使得石化厂排放的污水符合国家污水的排放标准。本设计采用交替式结构，既提高了设备的处理能力，又给设备的维护和维修提供了保障，减小了发生故障时停工的可能性。这样的设计能合理并且高效的处理来自该城市以及化工厂的污水，而且该系统结构相对简单，运行成本也比较低，污水的出水浓度低，是当今工业上采用比较普遍也相对比较成熟的生物滤池的设计工艺。
根据该城市的实际需要设计出的污水量、确定了该设计的高负荷生物滤池的总表面积，稀释污水的倍数，整个滤池的容积，多少个小滤池以及各个小滤池的表面积和整个滤池的半径等参数。见表4-1:
表4-1设计的各个参数
通过本文可以看出，高负荷生物滤池的应用广泛，在城市污水和石化企业污水处理过程中的应用越来越受到重视，高负荷生物滤池的设计已成为当今的热点话题。高负荷生物滤池主要由进水器，排水渠，集水渠，布水器，滤料，池壁和其他一些辅助设备组成。高负荷生物滤池在石化企业的工厂中的流程简单，工程成本比较低。石化污水经过处理达标后，放入净水池中。经过高负荷生物滤池处理过的污水可以有效降低其BOD5的含量，为后续的深度处理或者直接排放提供了方便。
通过本文高负荷生物滤池的设计与计算，提出两点建议：对以后的高负荷生物滤池的设计不仅要满足生产的要求，还要尽可能低的降低滤池的建筑成本；生物滤池的设计思路要清晰，流程简单，便于实际生产。
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21黄巍.石油化工污水处理技术进展探析[J].中国石油和化工标准与质量，2014，13
致谢
本次毕业设计是在杨双春老师的精心指导下完成的。导师渊博的学识、严谨的教学态度，令我受益匪浅，使我在完成毕业论文设计的写作中，得到一个阶段性的成长。在设计初期，由于对化工污水的处理这方面的不熟悉，在设计计算方面遇到了一些问题，在杨老师的指导下这些问题得到了解决，顺利完成了初稿。在毕业设计的过程中，老师指出我的设计中的不足和存在的问题，并及时提出了改进意见。这些意见都是点睛之笔，真知灼见，及时给予了我很大的帮助，在此表示深深的谢意。最后，我要感谢在大学学习期间指导过我的老师们，老师们平易近人的待人方式，循循善诱的教学方法，严谨的教学态度，扎实的理论功底和丰富的教学经验，都给我留下了深刻的印象。在此，对导师及所有关心和帮助过我的老师和同学们致以诚挚的谢意。
高负荷生物滤池设计
摘要
高负荷生物滤池的构造和滤料与普通生物滤池相同，但其水力负荷和有机负荷都比普通生物滤池较高的一种生物滤池。常采用连续运行方式。废水在滤池中停留时间短，只有易于分解氧化的有机物才被净化，因此，这种滤池的净化程度较低，二次沉淀池中沉淀的污泥也较多。但由于水利负荷大，滤池不易堵塞。有时也可采用回流运转方式（将生物滤池部分出水回流到滤池前）。高负荷生物滤池的水力负荷为10~30m/(m·d)，有机负荷为800~1200BOD5g/（m·d），有机物去除率达75~90%，因而较普通生物占滤池地少。
本次设计是采用二级交替处理工艺，排除了因为生物滤池负荷过高或者生物膜破坏等问题而引起滤池不能正常工作。交替式二级生物滤池运行时，滤池是串联工作的，污水经初沉池后进入一级生物滤池，出水经相应的中间沉淀池取出残膜后用泵送入二级生物滤池，二级生物滤池的出水经过沉淀池后排出污水处理厂。工作一段时间后，一级生物滤池因表层生物膜的累积，即将出现堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池。运行中每个生物滤池交替作为一级和二级滤池使用。交替式二级生物滤池法流程比并联流程负荷可提2~3倍。
关键词：高负荷生物滤池，水力负荷，交替处理工艺，停留时间
332
Abstract
High load trickling filter structure and filter with the same common biological filter,but the hydraulic loading and organic load than a common biological filter higher biological aerated filter.Often uses the continuous mode of operation.The waste water in the filter short hydraulic retention time, organic matter decomposition is only easy oxidation purification,Therefore, this filter purification degree is low, two sedimentation tank sludge is also more precipitation.But because the water load, the filter is not easy to be blocked.Sometimes also can use re flow operation method.(The biological filter part of effluent recycle to filter before),Hydraulic load and high load biological filter for 10-30m/ (m, d), organic loading of 800~1200BOD g/ (m, d), organic matter removal rate of 75-90%,Thus accounted for less than ordinary biological filter.
This design is uses two level alternating treatment process,excluded because of excessive load or biological filter biological membrane damage and other problems caused by filter can not work normally,Two stage biological aerated filter run alternately, filter is working in tandem, the sewage through the primary settling tank into a stage trickling filter,the water via a respective intermediate sedimentation tank remove residual film with pumps into the two stage biological aerated filter,Two stage biological aerated filter the effluent of sedimentation tank after the discharge of sewage treatment plant.After a period of time, a stage trickling filter for cumulative surface trickling filter, the upcoming jam, for two stage biological filter,while the two stage biological aerated filter is the original for a stage trickling filter.In the operation of each trickling filter alternately as a stage and a two stage filter using,Alternate type two stage biological aerated filter process than the parallel flow load can be increased by 2 to 3 times.
Keywords：High load trickling filter，Hydraulic load，Alternating treatment process，Residence time 323
目录
摘要 ................................................................. Ⅰ Abstract ............................................................. Ⅱ
1文献综述 ............................................................ 1
1.1石化废水的有机成分组成 ........................................... 1
1.2石化废水的来源与分类 ............................................. 1
1.2.1石化废水的来源 .............................................. 1
1.2.2石化废水的分类 .............................................. 2
1.3石化废水处理的研究现状 ........................................... 2
1.3.1石化废水的水质特点及处理工艺 ................................ 2
1.3.2石化废水处理技术的研究现状 .................................. 5
1.3.3石化废水处理的策略以及发展趋势 .............................. 5
1.4高负荷生物滤池在污水处理中的应用现状 ............................. 6
1.4.1厌氧水解一高负荷生物滤池组合工艺…………………………………… .6
1.4.2高负荷生物滤池的由来及发展……………………………………………. 7
1.5本课题研究目的 ................................................... 8
2工程概述 ............................................................ 9
2.1主要设备工程介绍 .............................................. 9
2.2本论文设计任务 ............................................... 12
3高负荷生物滤池的设计与计算 ......................................... 12
3.1高负荷生物滤池的图解及运行流程 .................................. 13
3.2高负荷生物滤池设计参数的确定 .................................... 14
3.3高负荷生物滤池整体结构的设计 .................................... 15
3.3.1高负荷生物滤池的选择 ....................................... 15
3.3.2具体的设计与计算 ........................................... 16
4结论 ............................................................... 18
参考文献 ............................................................ 19
致谢 ................................................................ 21
1文献综述
本章主要介绍石化废水相关情况和高负荷生物滤池的发展进程。
1.1石化废水的有机成分组成
石化行业产生的污水与传统的城市生活污水相比，具有排放量大、水质复杂、冲击性强等特点1”。当前，石油化工行业对于新鲜水的需求量和废水的排放量随着石化企业产能的扩大而急剧增长。据统计分析，石化行业的用水量约占全国工业用水量的5%，而废水排放量和COD排放量更是分别占全国工业废水排放量和COD排放量的4.2%和1%2，这对地处淡水资源紧缺和生态环境破坏严重地区的石化企业来说无疑是个巨大的挑战。现行的石化污水排放检测大多包含COD、氨氮、总氮、总磷、悬浮物含量、硫化物含量、石油类、总酚含量、pH等一系列整体综合指标3。随着化工、环境、生物等多学科交叉研宄的深入，人们逐渐意识到在石化污水中还存在一些对检测指标影响不大，但具有明显地生物难降解性、环境高毒性的有机污染物会伴随石化污水排放量的增大，集聚在土壤、水体、空气等介质中长时间难以消除，最终造成对人体健康和生态环境严重的影响4。因此，在国家倡导节能减排、建设环境友好型社会的号召下，石化企业结合本厂污水特点，有针对性地提出改进方案对污水高效处理和循环水再利用方面起着至关重要的作用。
1.2石化废水的来源与分类
1.2.1石化废水的来源
一般来说，某一个石化企业所处理的石化污水依据生产物料与新鲜用水的直接接触性和间接接触性，大致可分为两类，即工艺污水和非工艺污水。水的主要来源为工艺污水，涉及到了石油加工生产从头到尾的各个主要环节。由于石油化工原料的复杂性，在目的产品的生产过程中，产品的低转化率和副反应产物的生成，均会造成未反应完全的原料和不理想的副产物随废水大量排出。此外，在对设备装置的
清洗和保养过程中也会产生大量的有机废水。非工艺污水虽然只占石化污水组成的小部分，但石化企业装置存在跑、冒、滴、漏的风险，同样使得非直接接触生产物料的排水不可小视6。
1.2.2石化污水的分类
石化污水中包含了多种复杂的有机物成分。以炼油污水为例，有机组成除油类、酚类等主要有机物外，还包括多环芳烃化合物、芳香胺类化合物等结构复杂的有机污染物7。根据石化污水中有机物种类的不同，可将石化行业产生的污水分为含油污水、含酚污水、含硫污水、含氰污水、含苯系物污水等几大类5,8,9。
1.3石化废水处理的研究现状
1.3.1石化废水的水质特点以及处理工艺
石油化工是以石油为原料，通过分馏、精炼、合成、重整、裂解等工艺，对一系列有机物进行加工处理的过程，整个过程对水资源的消耗量比较大，产出的污水量也比较大，这些污水中含有大量的硫、氰、酚等污染物。由于石油化工生产的石油产品和石化产品种类繁多，排放出的污水也就含有很多与其相关联的污染物，如杂环化合物、芳香胺类化合物、多环芳香胺类化合物等，这些污染物导致污水水质中污染物的性质以及含量发生变化，在一定程度上增加了石油污水处理设备承担的负荷。石油化工在起初的一段时期内，由于人们缺乏节水意识，在生产过程中采用的都是新鲜水，随着石油化工生产工艺的不断发展以及人们节水意识的提高，石油化工企业开始注重对水资源的循环利用，部分污水也成为了生产工艺的进水。近年来，污水处理技术得到了进一步的发展，人们对石油化工污水的水质有了更清楚的认识，开始根据污水水质的不同情况对其进行分别处理，以提高水资源的利用率10。 从石油化工废水的产生过程分析，石油化工废水的产生基本有两种途径，其一石油深加工过程中产生的废水。其二，生产、运输过程中泄漏的油料混入正常的无污染水时产生的废水。所以，石油化工废水如果不采取积极有效的措施加以收集及处理，就会流入到下水道中，也就会进入到河流和湖泊中，这样就会使地下水和地表水都
清洗和保养过程中也会产生大量的有机废水。非工艺污水虽然只占石化污水组成的小部分，但石化企业装置存在跑、冒、滴、漏的风险，同样使得非直接接触生产物料的排水不可小视6。
1.2.2石化污水的分类
石化污水中包含了多种复杂的有机物成分。以炼油污水为例，有机组成除油类、酚类等主要有机物外，还包括多环芳烃化合物、芳香胺类化合物等结构复杂的有机污染物7。根据石化污水中有机物种类的不同，可将石化行业产生的污水分为含油污水、含酚污水、含硫污水、含氰污水、含苯系物污水等几大类5,8,9。
1.3石化废水处理的研究现状
1.3.1石化废水的水质特点以及处理工艺
石油化工是以石油为原料，通过分馏、精炼、合成、重整、裂解等工艺，对一系列有机物进行加工处理的过程，整个过程对水资源的消耗量比较大，产出的污水量也比较大，这些污水中含有大量的硫、氰、酚等污染物。由于石油化工生产的石油产品和石化产品种类繁多，排放出的污水也就含有很多与其相关联的污染物，如杂环化合物、芳香胺类化合物、多环芳香胺类化合物等，这些污染物导致污水水质中污染物的性质以及含量发生变化，在一定程度上增加了石油污水处理设备承担的负荷。石油化工在起初的一段时期内，由于人们缺乏节水意识，在生产过程中采用的都是新鲜水，随着石油化工生产工艺的不断发展以及人们节水意识的提高，石油化工企业开始注重对水资源的循环利用，部分污水也成为了生产工艺的进水。近年来，污水处理技术得到了进一步的发展，人们对石油化工污水的水质有了更清楚的认识，开始根据污水水质的不同情况对其进行分别处理，以提高水资源的利用率10。 从石油化工废水的产生过程分析，石油化工废水的产生基本有两种途径，其一石油深加工过程中产生的废水。其二，生产、运输过程中泄漏的油料混入正常的无污染水时产生的废水。所以，石油化工废水如果不采取积极有效的措施加以收集及处理，就会流入到下水道中，也就会进入到河流和湖泊中，这样就会使地下水和地表水都
会遭到污染。
（1）石油化工废水的收集与处理十分重要，由于石油化工废水的产生量大，有机污染物成分复杂，特别是加工过程中含有有毒物质的企业，废水一旦排入下水道、河流和湖泊中影响人类的生存环境，破坏地球的生态平衡。也就是说石油化工废水应该从没有受到污染的水中分流出来，做到雨污分流，严厉打击偷排漏排企业，对废水进行收集集中处理，处理后达标排放或回收再利用。
（2）石油化工企业在厂区要建有废水池，对产生的石油化工废水能够回收利用的，回收利用，不能回收利用的，排入污水处理设施中，经过隔油池、气浮池、生化池、过滤消毒后达标排放。同时监测废水的污染物程度，来调节污水处理设施的工艺参数，达到好的处理效果，降低处理成本。
（3）由于石油化工行业涉及的范围广，产生大量的石油化工废水。废水中含有大量有机物，如果能对这些废水进行回收利用，可以降低企业污水处理成本，减少环境污染。在当今现代，有一些油水的分离技术。这样就可以使石油化工的废水能回收再利用。比如重力分类法、空气悬浮法、过滤法、超声波法等技术，油水分离技术应用于油污废水处理，根据水质的成分，采用不同的处理方法。废水中油类污染物多数处于集中状态，不是单一状态的存在，因此，油污废水处理要采用多种处理方法结合，多单元操作分别处理后，对有机物进行回收，对分离后的达标水进行排放。
（4）应用新技术，提高石油化工废水的处理效果，降低处理成本石油化工废水中有机物含量高，并散发出有害的气味，未处理排放，对环境危害特别大。目前石油化工废水处理技术主要有物理化学法、生物处理法和两者相结合的方法。由于石油化工产品多样化，石油化工废水产生量加大，石油化工废水成分复杂，传统的污水处理技术不能满足废水处理污染物去除率的要求，使处理后不达标，同时环保要求越来越严格，要求我们必须研究新的技术和方法，提高废水的污染物的去除率，使处理后的污水达标，同时降低处理成本，下面对目前一些较传统技术而言有效地技术进行一下介绍。
目前含油废水处理普遍使用“老三级”除油工艺，即隔油一一级气浮一二级气浮一生化处理，人工固定化工程菌除油装置将工程菌放入废水中，吸附在活性炭中，以水中的有机物为食物，利用微生物的新陈代谢，转化为简单的无机物，而使有机物被去除。完全替代了二级气浮工艺，较传统工艺降低了成本，具有实际的应用价
值。
气浮法
陈卫玮11将涡凹气浮(CAF)系统置于隔油池后处理石化含油废水，进水含油约200 mg／L，出水含油低于10mg／L ，去除率达95%；若原水未经隔油处理，COD和油的去除率显得不稳定。新疆克拉玛依石油化工厂用CAF处理石化废水，系统运行良好，能有效去除悬浮物、乳化油和COD等污染物，尤其能有效去除硫化物，解决了传统工艺的难题12。朱东辉等13用旋切气浮(MAF)处理炼油废水，油的平均去除率为81.4%，SS的平均去除率为69.2% 。肖坤林等14在实验研究的基础上，结合单级气浮技术和多级板式塔理论，开发出两级气浮塔处理含油废水的新工艺，实现了塔釜一次曝气、多级气浮的分离，并研究了气浮塔板的流体力学性能、布气性能及操作条件对废水处理效率的影响。
臭氧氧化法
臭氧氧化法不产生污泥和二次污染，臭氧发生器简单紧凑，占地少，容易实现自动化控制；但不适合处理大流量废水．设备费用及处理成本较高。在石油化工废水处理中，常用于生化处理的预处理和深度处理。废水经臭氧氧化后，小部分有机物被彻底氧化为水和二氧化碳，大部分转化为臭氧化中间产物，使原来难生物降解的有机物变得可生物降解。Chang等15用臭氧进行丙烯腈、苯乙烯废水的预处理，效果明显，在后续的生化处理中，C0D去除率明显提高。在深度处理中，一般将臭氧氧化和生物活性炭吸附联用，臭氧在氧化有机物的同时迅速分解为氧，使活性炭床处于富氧状态，使活性炭得到再生，提高其使用周期；同时能增强活性炭表面好氧微生物的活性，提高降解吸附有机物的能力16,但不能有效去除有机物，还能改变有机物生色基团的结构，强化活性炭的脱色能力17。黎松强等18用臭氧氧化一生物炭工艺深度处理炼油废水，COD、挥发酚、石油类和氨氮的去除率平均为82．6% 、99.5%、94.3%和93.4% ，出水主要水质指标达到地面水Ⅳ类水质标准。 膜分离
膜分离主要包括反渗透、纳滤、超滤和微滤，能有效脱除废水的色度、臭味，去除多种离子、有机物和微生物，出水水质稳定可靠，且占地面积小，运行操作完全自动化，被称为“21世纪的水处理技术”，但是需要投资大，污水处理量小。李航字等19采用以超滤膜加反渗透膜的双膜法进行石油化工废水再生利用的中试研究，系统运行稳定，处理效果好，超滤系统产水率为90% ，出水SDI低于3，油类
低于1mg／L，但对电导率的去除作用不明显；反渗透产水率大于75%，脱盐率大于99%，出水水质满足石油化工生产要求。
1.3.2石化废水处理的研究现状
（1）污水水质更为复杂
石油化工污水水质较为复杂，而这则增加了对其处理的难度，这主要是由三个方面原因造成的。其一，世界范围内原油品质变差，杂质增加的趋势显著，重质、高稠原油产量逐年上升，在国内，针对这些劣质原油的加工，提高原油深加工能力已经成为石油化工企业的必然选择；其二，随着国际油价的上涨，石油化工的利润空间越来越小，为了获得进一步的发展，更多的石油化工企业开始向精细化化工方向转型，通过延长产业链的方式来提高利润率；其三，随着国内水资源的日益短缺以及人们环保意识的日益增强，石油化工企业开始注重对水资源的循环利用，增加了很多生产装置和工艺流程，被分解的污水中污染物的种类也在增加。
（2）对污水进行深度处理和回用
由于原油品质的不断变差，石油化工企业必须对原油进行深度加工，排放的污水量以及污水中的污染物质也在增加，这对水质造成了恶劣的影响。目前，水质的复杂化已使得原有的处理技术和传统的处理工艺难以满足国家制定的标准以及环境的要求。有鉴于此，我们必须对其进行深度处理和回收利用，石油化工企业必须转变当前对污水处理的思路以及技术，污水处理系统不应仅仅作为污水处理设施，而应将污水作为原料，将其转变为为石油化工企业提供水资源的生产设施20。
1.3.3石化废水处理的策略以及发展趋势
（1）对于含硫污水的处理
石油化工污水中含硫量的增加，为石油化工企业的发展带来了难题，现阶段，国内外对于石油化工含硫污水，都采用物化的处理方法，如沉淀法、汽提法、碱吸收法、氧化法等，其中，汽提法和氧化法是比较典型的物化处理方法，去硫率均达到90%以上，应用范围比较广泛。氧化法能够将含硫污水中的铁、铜、锰等金属盐
类作为催化剂进行处理，利用空气中的氧把硫化物氧化成硫酸盐；汽提法包括单塔和双塔两种，国外比较常用的是双塔蒸汽汽提法。目前，一些石油化工企业开始将目光投向一些高级氧化方法，如湿式空气氧化法、超临界氧化法等，高级氧化方法对含硫污水处理效率更高，其应用前景非常广阔。
（2）对于高浓度有机污水的处理
石油化工污水中的有机物可以按照有毒性和可生化性特点分为四类：无毒性、可生化性好的有机物；无毒性、可生化性差的有机物；有毒性、低浓度能被微生物降解而高浓度能被微生物抑制的有机物；有毒性、低浓度能被微生物抑制而高浓度能被微生物降解的有机物。对于高浓度有机污水的处理，采用高级氧化—生化组合技术和厌氧—好氧组合技术进行处理是今后一段时期的发展趋势。此外，石油企业也正在关注石油化工污水深度处理与回用的问题，我国的中石油和中石化就在各地开展了污水回用工程的相关试验，石油化工污水外排水水质是污水回用的关键，因此，试验的重点也基于此，目前，正在积极开发超滤和反渗透深度处理石油化工污水及回用技术，这主要是借鉴了发达国家的成功的经验21。
综上所述，鉴于石油化工污水含硫量的增加以及水质的复杂化，对其进行深度处理和再利用就成为了石油化工企业污水处理技术解决的关键性内容，从石油化工企业整体发展趋势和效益来看，石油化工企业污水处理技术应注重开展污水资源化，从而提高水资源的利用效率。
1.4高负荷生物滤池在处理污水中的应用现状
1.4.1厌氧水解一高负荷生物滤池组合工艺
生物滤池是污水处理领域中最早和最广泛应用的工艺之一。近年来，随着新型填料的使用，生物滤池在污水处理应用方面有着良好的发展前景。本研究的主要目的是评价高负荷纤维填料生物滤池对城市污水的处理效果，以满足城市污水排放二级标准(出水BOD5
厌氧水解一高负荷生物滤池组合工艺采用厌氧水解滤池取代传统的初沉池作为预处理工艺，在传统高负荷生物滤池的基础上对其进行改造，保留了该方法高负荷、高效率的优点。与广泛运用的活性污泥法处理系统相比，该工艺可节约基建投资20%，节约能耗50%以上，同时还具有流程简单、管理方便、耐冲击负荷、剩余污泥少等特点。
1.4.2高负荷生物滤池的由来及发展
1893年在英国试行将污水在粗滤料上喷洒进行净化的试验，取得良好的效果。1900年后，这种工艺得到公认，命名为生物过滤法，处理构筑物则称为生物滤池，开始用于污水处理实践，并迅速在欧洲一些国家得到应用。
早期出现的生物滤池，负荷低，水量负荷只达1～4m3／(m3滤池·d)。BOD5负荷也仅为0.1～0.4kg／(m3滤池·d)。其优点是净化效果好，去除率可达90%～95%。主要缺点是占地面积大，而且易于堵塞，在使用上受到限制。而高负荷生物滤池就是在解决、改善普通生物滤池在净化功能和运行中存在的实际弊端的基础上而开创的。
废水通过高负荷生物滤池时，滤料截留了废水中的悬浮物质，使微生物很快繁殖起来，微生物又进一步吸附了废水中溶解性和胶体有机物，逐渐增长并形成了生物膜。生物滤池就是依靠滤料表面的生物膜对废水中有机物的吸附氧化作用，使废水得以净化的。
由于生物膜的吸附作用，它表面有一层附着水，附着水中的有机物大多已被生物膜所氧化，因此当废水进入滤池，在滤料表面流动时，有机物即会从流动着的废水中转移到附着水中去，并进一步被生物膜吸附。空气中的氧也通过液相而进入生物膜。膜内的微生物在氧的参与下将有机物氧化分解成无机物，产生的无机物及C02沿反方向从生物膜进入空气或随流动水排放。
当生物膜较厚或废水中有机物浓度较大时，空气中的氧很快被膜表层的微生物所耗尽，使内层滋生大量厌氧微生物。膜内层微生物不断死亡并解体，降低了膜同滤料的粘附力，厌氧微生物发酵所产生的气体也可减小膜同滤料的粘附力，这时，过厚的生物膜即在本身重力及废水流动的冲刷力作用下脱落下来。膜脱落后的滤料表面又开始了新生物膜的形成过程，这是生物膜正常的更新过程。此外，生物膜中
还有大量以生物膜为食料的噬膜微型动物，它们的活动也可导致膜的脱落或更新。
为了保证在提高有机负荷率的同时又能保证一定的出水水质，并防止滤池的堵塞，高负荷生物滤池的运行厂采用回流式的运行方式。
处理水回流可以产生一下各项效应：均化与稳定进水水质；加大水利负荷，有利于生物膜的更新；抑制滤池蝇的过度滋长；减轻臭味。一般当滤池进水BOD5大于200mg／L时，常需要采用回流。当要求废水处理程度较高时。可采用二级滤池串联流程。二级滤池串联时，出水浓度较低，处理效率可达90%以上。但是，二级滤池串联流程中，第一级滤池接触的废水浓度高，生物膜生长较快，而第二级滤池情况刚好相反，因此，往往第一级滤池生物膜过剩时，第二级滤池还未充分发挥作用。为了克服这种现象，可将两个滤池定期交替工作。
1.5本课题研究目的
本文所要设计的高负荷生物滤池是用来处理净化石化废水和生活污水的混合污水，由于其污水的BOD5含量很高，需要很高的水力负荷和有机负荷，所以采用高负荷生物滤池是一个很适合选择。因为高负荷生物滤池就是在普通生物滤池的基础上加大了其所能承受的水力负荷和生物负荷从而适应高浓度的污水处理任务。设计一个高负荷生物滤池处理解决本题中的任务是本次课题研究的目的。
2工程概述
本章内容主要介绍本课题的主要工程设备和课题的设计要求。
2.1主要工程设备介绍
（1）高负荷生物滤池的特点
生物膜并不能自然脱落，它最主要的是依靠水力冲刷，一般不会堵塞，更新周期短，污泥非常容易腐化。
生物膜相对来说很薄，它的透气性非常好，氧化能力也很强。
高负荷生物滤池的通风情况好，能够提供充足的氧气。
（2）高负荷生物滤池的设计要求
BOD5进水要小于200mg/L。
要满足q=10N3Om3／(m·d)，要持续不断的布水和出水，很好的保持相关滤料的湿润状态。
高负荷生物滤池的滤料要大些，一般在5～10cm左右。
（3）高负荷滤池的回流
高负荷生物滤池最明显的特征就是回流，回流的作用如下：
稀释，均化和稳定进水水质、水量。回流比一般为0.5～3.0倍进水量，也可高达5.0～6.0倍进水量，回流比不宜过高，否则动力运行费用会增加，在温度较低的季节，采用过高的回流比会影响处理效果。
回流能够较好的增加水力的负荷，对生物膜能够进行更好的冲刷，还能够抑制厌氧层的发育，使膜活性能够更加持久。
回流能够很好的控制滤水蝇的发育生长，还能够减轻臭味。
（4）高负荷滤池的回流方式
一段滤池回流方式
把二沉池出来的水再输送到滤池的入口，以此来提高滤池的水力负荷。这样也能使的二沉池的污泥回流到第一次的沉淀池，来提高第一次沉池的利用效率。也可以把滤池出来的水和二沉池的污泥一块输送到初沉池,这样一来既能够提高水力的负荷，又能够提高初沉的效率并且保证膜的接种，同时这种方法必须对初沉池的体
积进行增大。
两段滤池直接回流方式
两段(级)生物滤池处理系统主要用于进水的浓度非常高或者对污水的要求非常高的地方。这种系统的主要目的就是为了提高污水处理后的出水水质，一般情况下，出水BOD5
两段滤池交替回流方式
两段流程的主要缺点就是一、二级滤池的负荷不能够够平均，一级滤池的负荷较高，相关的生物容易积累，容易出现堵塞的现象。二级滤池的水力负荷太低，转化效率比较低。交替流系统能够很好的解决这个问题。一般情况下，如果进水的达到BOD5>200mg／L，出水达到BOD5
（5）高负荷生物滤池的构造
生物滤池一般是长方形或圆形，池内填有滤料，滤料层上为布水装置，滤料层下为排水系统。废水通过布水装置均匀洒到生物滤池表面，呈涓滴状流下，一部分废水呈薄膜状被吸附于滤料周围，成为附着水层；另一部分则呈薄膜流动状流过滤料，并从上层滤料向下层滤料逐层滴流，最后通过排水系统排出池外。 由于滤料间隙的空气不断地溶于水中，水层中保有比较充足的溶解氧；而流过的废水中所含的大量有机物质，可作为微生物的营养源，因此水层中需氧微生物能够大量生长繁殖。微生物的代谢作用使部分有机物质被氧化分解为简单的无机物，并释放出能量。这些能量一部分供微生物自身生长活动的需要，另一部分被转化合成为新的细胞物质。另外，废水通过滤池时，滤料截留了废水中的悬浮物质，并吸附了废水中的胶体物质，使大量繁殖的微生物有了栖息场所，从而在滤料表面逐渐生长起一层充满微生物及原生动物的“生物膜”。膜的外侧有附着水层，废水不断地从滤池上淋洒下来，就有一层废水不断沿生物膜上部表面流下，
这部分废水为流动水层。流动水层和附着水层相接触，附着水层由于生物净化作用，所含有机物质浓度很低，流动水层通过传质作用把所含的有机物传递给附着水层，从而不断地得到净化。同时由于生物膜上的微生物的增殖，膜的厚度不断增加，当达到一定厚度时，生物膜层内由于得不到足够的氧，由需氧分解转变为厌氧分解，微生物逐渐衰亡、老化，使生物膜从滤料表面脱落，随水流至沉淀池。生物滤池的滤料上再生成新的生物膜，如此不断更新。
高负荷生物滤池一般情况下都是采用旋转式的布水装置。废水通过电泵从进水的竖管里进入到配水的短管，进而分配到各个布水的横管，可以在一定的水头作用下(约0.25m～l.0m)从小孔喷出产生反向的作用力，推动横管向着反向来回旋转。旋转布水器一定要满足连续布水的要求，但是从每一单位面积的滤料来考虑，这种布水又是不连续的，所以这一类的布水器既要求空气能够进入滤池，还得防止滤料的堵塞现象。
处理城市污水的时候，回流式生物滤池的处理效率情况如下：
单级滤池法
当滤池负荷率在1．7kgBOD5／(滤料)以下时，出水的BOD5约为滤池进水的BOD5的1／3。
二级滤池法
二沉池出水的BOD5为二级滤池进水BOD5的1／2；如果一级滤池出水不经沉淀直接流向二级滤池，则一级滤池出水的BOD5为进水BOD5的1／2。
（6）高负荷生物滤池的一般设计参数：
以碎石为滤料时，工作层滤料的粒径应为40～70mm，厚度不大于1.8m，承托层的粒径为70～100mm，厚度为0.2m；当以塑料为滤料时，滤床高度可达4m。
正常气温下处理城市废水时，表面水力负荷可取l0～30m3(m·d)，BOD5容积负荷不大于1～2kgBOD5／(m·d)，单级滤池的BOD5的去除率一般为75—85%，两级串联时，BOD5的去除率一般为90～95%；日本指南规定水力负荷为10～
25m3(m·d)，五日生化需氧量容积负荷不应大于1.2kgBOD5／(m·d)；美国污水厂手册规定水力负荷为10～35m3／(m·d)，BOD5容积负荷为0.4～4.8kgBOD5／(m·d)；采用塑料制品为填料时，滤层厚度、水力负荷和容积负荷可提高，具体设计数据应根据试验资料而定：
进水BOD5大于200mg／L时，应采取回流措施。
池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的2%。 滤池数不应小于2座。
2.2本论文设计任务
某城市设计人口N=100000人，排水量标准Q=95L/（人.d），BOD5排出量La’=22g/（人.d）。市内另有一化工厂，其废水量Qi=3000m3/d，浓度La”=500mg/L，归入城市排水系统后一同用高负荷生物滤池处理。填料层厚度H=2m。出水后浓度（Le）要求不大于25mg/L。混合污水冬季平均气温为120C，总变化系数Kz=1.60。当地年平均气温50C。
3高负荷生物滤池的设计与计算
本章主要介绍高负荷生物滤池的组成及任务的设计计算。
3.1高负荷生物滤池的构造图解及运行流程
高负荷生物滤池，生物滤池的一种特殊形式，高负荷生物滤池的应用广泛，在石化企业污水处理及回用过程中的应用越来越受到重视，高负荷生物滤池的设计已成为当今的热点话题之一。目前，高负荷生物滤池的组成及特点如下： （1）高负荷生物滤池的组成
图3-1高负荷生物滤池的基本构造
（2）高负荷生物滤池的特点
在石化企业的工厂中，很多的废水处理都采用普通生物滤池，普通生物滤池的优点是处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，出水BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐的含量在10mg/L左右，其出水的水质比较稳定。其缺点是会影响环境。 后来，人们通过采用新型滤料，革新流程，提出多种型式的高负荷生物滤池，使负荷率比普通生物滤池提高数倍，池子体积大大缩小。回流式生物滤池、塔式生物滤池属于这样类型的滤池。它们的运行比较灵活，可以通过调整负荷率和流程，得到不同的处理效率（65%～90%）。负荷率高时，有机物转化较不彻底，排出的生物膜
容易腐化。
（3）交替式高负荷生物滤池的运行系统
图3-2高生物滤池二级交流运行系统
图3-2是交替式二级生物滤池法的流程。运行时，滤池是串联工作的，污水经初步沉淀后进人一级生物滤池，出水经相应的中间沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物滤池，二级生物滤池的出水经过沉淀后排出污水厂。工作一段时间后，一级生物滤池因表层生物膜的累积，即将出现堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池。运行中每个生物滤池交替作为一级和二级滤池使用。交替式二级滤池法流程比并联流程负荷率可提高两、三倍。
3.2高负荷生物滤池设计参数的确定
生物滤池的工艺设计内容是确定滤床总体积、滤床高度、滤池个数、单个滤池的面积，以及滤池其他尺寸。 （1）滤池总体积
一般用容积负荷（Lv）计算滤池滤床的总体积，负荷可以经过试验取得，或采用经验数据。对于城镇污水处理，《室外排水设计规范》（GB50014--2006）提出
了采用碎石填料时，采用的负荷。高负荷生物滤池的Lv取>=1.8。滤床总体积计算公式如下：
QS 式中：
V--------滤床总体积，m3；
So-------污水进滤池前的BOD5，mg/L；
Q--------污水日平均流量，m3/d，采用回流式生物滤池时，此项应为Q（1+R），回流比R可根据经验确定；
Lv-------容积负荷，kgBOD5/（m3·d)
3.3高负荷生物滤池整体结构的设计
3.3.1高负荷生物滤池的选择
高负荷生物滤池的工艺流程设计主要采用处理水回流技术保证进水的BOD5值低于200mg/L，处理水回流后具有下列作用：①均化与稳定进水水质；②加大水力负荷；及时冲刷过厚和老化的生物膜，加速生物膜的更新，抑制厌氧层发育，使生物膜保持较高的活性；③抑制池蝇的滋长；④减轻臭味的散发。
当原污水浓度较高或对处理水质要求较高时，可以考虑二级滤池处理系统。二级生物滤池的有机物去除率可达90%以上，但负荷不均是其主要缺点：一级负荷高，生物膜生长快，脱落的生物膜易于沉积并产生堵塞现象；二级负荷低，生物膜生长不佳，没有充分发挥净化功能。为此可采用交替式二级生物滤池，两种流程交替运行。
交替式二级生物滤池运行时，滤池是串联工作的，污水经初沉池后进入一级生物滤池，出水经相应的中间沉淀池取出残膜后用泵送入二级生物滤池，二级生物滤池的出水经过沉淀池后排出污水处理厂。工作一段时间后，一级生物滤池因表层生物膜的累积，即将出现堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池。运行中每个生物滤池交替作为一级和二级滤池使用。交替式二级生物滤池法流程比并联流程负荷可提高2～3倍。
采用交替式二级处理工艺可以有效缓解一个滤池由于生物膜破坏或者负荷过
高等问题导致其不能正常工作的弊病。还可以提高处理效率，给维修改造提供了保障。
3.3.2具体的设计与计算
原污水BOD5=22100095=231.6mg/L Q=95L/人·d100000=9500m3/d
取R=1，Lv=2kgBOD5/（m3·d)
代入各值V=9500（1+1）231.6/2=2200m3
混合污水平均日流量Q=qN/1000+Qi=951000001000+3000=12500（m3/d）
混合污水的BOD5浓度La;
La=L'aN+L"aQi/Q=22100000+5003000/12500=296(mg/L) 令La
200mg/L.
经回流稀释后污水应达到的BOD5浓度La1;
稀释后进水BOD5浓度La1是与要求的出水BOD5浓度成比例的，该比例系数设K，则
La1=KLa
今H=2m，温度条件也已知，由表3-1查得K=3.3, 所以La1=3.325=82.5(mg/L)
200mg/L,所以必须用出水回流的方式稀释进水，使其浓度降低至
表3-1高负荷生物滤池的K值
污水冬
季温
度℃
8～10
10～14
大于14
回流稀释倍数n;
n=（La-La1）/(La1-Le)=(296-82.5)/(82.5-25)≈3.7=4
滤池所需总面积A;
滤池面积负荷q一般为1100至2000gBOD5/(m2·d),今取q=2000gBOD5/(m2·d),则
A=Q(n+1)La1/q=12500(4+1)296/2000=9250(m2)
填料总体积V;
V=AH=9250×2=18500(m3)
每个滤池的面积A1;
A1=A/n´取滤池数n´=6个则A1=A/n´=18500÷6=3083（m2）
滤池半径D; D=4A1/π=3083π=62.7（m）
3.1.10校核水力负荷
q´=Q(n+1)/A=q/La1=2000÷82.5=24.2m
3/(m2d)
准。
若q´10m3/(m2d)，应采取措施；或者加大回流量以提高水力负荷，或者
年平均温度℃ 填料层 高度 H (m) 小于3 3～6 大于6 2.0 2.5 3.3 4.4 2.5 3.3 4.4 5.7 3.0 4.4 5.7 7.5 3.5 5.7 7.5 9.6 4.0 7.5 9.6 12.0 10m3/(m2d)符合标减少填料高度以减少堵塞的可能。
4结论
本文主要设计了一个交替式高负荷生物滤池，用于处理某城市及其城市中的一家化工厂排放的生活污水、石化污水，通过高负荷生物滤池的过滤及其独特的深度处理污水的能力使得石化厂排放的污水符合国家污水的排放标准。本设计采用交替式结构，既提高了设备的处理能力，又给设备的维护和维修提供了保障，减小了发生故障时停工的可能性。这样的设计能合理并且高效的处理来自该城市以及化工厂的污水，而且该系统结构相对简单，运行成本也比较低，污水的出水浓度低，是当今工业上采用比较普遍也相对比较成熟的生物滤池的设计工艺。
根据该城市的实际需要设计出的污水量、确定了该设计的高负荷生物滤池的总表面积，稀释污水的倍数，整个滤池的容积，多少个小滤池以及各个小滤池的表面积和整个滤池的半径等参数。见表4-1:
表4-1设计的各个参数
通过本文可以看出，高负荷生物滤池的应用广泛，在城市污水和石化企业污水处理过程中的应用越来越受到重视，高负荷生物滤池的设计已成为当今的热点话题。高负荷生物滤池主要由进水器，排水渠，集水渠，布水器，滤料，池壁和其他一些辅助设备组成。高负荷生物滤池在石化企业的工厂中的流程简单，工程成本比较低。石化污水经过处理达标后，放入净水池中。经过高负荷生物滤池处理过的污水可以有效降低其BOD5的含量，为后续的深度处理或者直接排放提供了方便。
通过本文高负荷生物滤池的设计与计算，提出两点建议：对以后的高负荷生物滤池的设计不仅要满足生产的要求，还要尽可能低的降低滤池的建筑成本；生物滤池的设计思路要清晰，流程简单，便于实际生产。
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致谢
本次毕业设计是在杨双春老师的精心指导下完成的。导师渊博的学识、严谨的教学态度，令我受益匪浅，使我在完成毕业论文设计的写作中，得到一个阶段性的成长。在设计初期，由于对化工污水的处理这方面的不熟悉，在设计计算方面遇到了一些问题，在杨老师的指导下这些问题得到了解决，顺利完成了初稿。在毕业设计的过程中，老师指出我的设计中的不足和存在的问题，并及时提出了改进意见。这些意见都是点睛之笔，真知灼见，及时给予了我很大的帮助，在此表示深深的谢意。最后，我要感谢在大学学习期间指导过我的老师们，老师们平易近人的待人方式，循循善诱的教学方法，严谨的教学态度，扎实的理论功底和丰富的教学经验，都给我留下了深刻的印象。在此，对导师及所有关心和帮助过我的老师和同学们致以诚挚的谢意。