生物慢滤技术及其推广应用的建议课件

1、生物慢滤技术及其推广应用的建议湖北省农村饮水安全工程建设管理办公室汪富贵二八年一月 一. 问题的提出 我省县级行政区“十一五”农村饮水安全工程规划完成后，工程分类统计情况见表1。表1 湖北省农村饮水安全工程分类情况统计时 期分 类工程处数（处）受益人口（万人）备 注“十一五”初已有情况集中供水工程（200人以上）管网延伸00联村水厂958554.3处平5786人单村水厂3435312.7处平910人小计4393867.0处平1973人分散供水工程2278.8合 计3145.8另有无设施1503万人“十一五”期间规划情况集中供水工程（200人以上）管网延伸921527.8处平5730人联村水厂1

2、155569.9处平4934人单村水厂7215444.6处平616人小计92911542.3处平1660人分散供水工程3967567.3处平17人合 计1609.6“十一五”末情况集中供水工程（200人以上）管网延伸921527.8处平5730人联村水厂21131124.2处平5320人单村水厂10650757.3处平711人小计136842409.3处平1761人分散供水工程2200合 计4609.3 因此，结合我省农村经济发展水平和“十一五”农村饮水安全工程规划的实际情况，探索科学、经济、便于运用管理的农村中小水厂水处理技术就成为农村饮水安全工作的当务之急。不解决农村水厂的水质达标问题，就

3、不能从人饮解困阶段跨入饮水安全阶段，我们所做的工作就跟不上时代发展的步伐。解决农村水厂水质达标问题成本太高（一次性投资和运行成本）、技术要求太高又不符合实际。正是在这种社会背景下，生物慢滤技术在解决农村中小水厂水质达标方面显示出了强大的生命力，它具有结构简单、运行稳定、造价和运行成本低廉、管理简单、水质处理效果良好等特点，具有广阔的推广应用价值。 二. 生物慢滤技术简介 1. 生物慢滤的原理2. 传统慢滤与生物慢滤的差别 借助于在滤料表面自然形成的生物滤膜上的寄生微生物群体的新陈代谢活动和滤膜、滤料的过滤作用，吸收水中的各类胶体及矿物质，净化水质，是生物化学过程和物理吸附过程共同作用的结果。

4、因此，生物滤膜的形成及其维持是生物慢滤技术的关键。 传统慢滤与生物慢滤的根本差别就在于有无生物滤膜的存在。4. 滤料的要求3. 生物滤膜产生的主要条件 要有滤料作为培养基体。要有阳光照射在水面。滤料表面要有足够的水深（不低于30cm）。要尽可能避免水体的扰动，以促进生物滤膜的快速形成，保护生物滤膜的稳定成熟。 滤料以石英砂为宜，一般河砂、陶粒、沸石亦可，有关研究表明，当滤料表面形成稳定成熟的生物滤膜后，滤料类型与水质净化效果无明显关系。 有关试验选取0.951.35mm、0.30.9mm、0.150.3mm粗、中、细三种粒径进行，研究了滤料粒径对浊度、有机物、氨氮和细菌等污染物的去除效果，结论

5、如下：5. 滤料的粒径在相同滤速下，粒径越小，形成稳定成熟的生物滤膜需要的时间越短。0.951.35mm的石英砂需4060天；0.30.9mm的石英砂需1530天；0.150.3mm的石英砂需15天。一旦生物滤膜形成后，粗、中、细三种粒径对浊度、色度、氨氮、有机物、重金属等去除效果影响不大，但对细菌的去除差别较大，粒径越小，去除细菌的效果越好。因此，当原水细菌含量较高时，应选用细的滤料，否则，应增加消毒环节，特别是在肠道传染病高发季节。试验和工程实际经验表明，粒径0.31.0mm的滤料是生物慢滤的最佳粒径，属中偏粗砂。当原水细菌含量较高时，可选中偏细砂，粒径0.20.9mm为宜。8. 慢滤速度

6、 从理论上说，慢滤慢滤，越慢水质效果越好，这一规律可以从大地层就是大自然界的一个天然慢滤来理解，一般深层地下水优于浅层地下水。滤速越慢，其生物化学过程和物理吸附过程越充分，水质净化效果越好。然而，滤速越慢，所需要的过滤面积也越大，工程投资也越大。 通过大量试验研究和工程经验，慢滤速度以0.10.3m/h为宜，即每天每平方米慢滤面积水处理控制在2.47.2吨水为宜，太低则不经济，太高则水质难以保证。工程规模较小时，可取较低滤速；工程规模较大时，可取较高滤速。一般取0.2m/h。10. 生物慢滤的优缺点生物慢滤技术具有如下优点：无需投加混凝剂甚至是消毒剂，水处理过程生态、环保。既节约了成本，又减少

7、了工作量，更为重要的是避免了混凝剂、消毒剂施用过多时对人体的伤害，混凝剂、消毒剂的剂量在常规水处理和一体化设施水处理中是较难以把握的一个技术问题，少了达不到效果，多了对人体又有毒害。正是基于这一点，生物慢滤技术的发明国英国（1840年发明），在近几年改用欧盟标准对水厂进行技术改造的过程中，又回过头来废除传统的常规水处理工艺，而采用生物慢滤技术，值得我们深思和借鉴。当规模不大时，一次性投资相对较小，造价低廉。最小的一体化净水器或最简单的常规净化设施均需35万元，而运用生物慢滤技术其投资不会超过1万元。 在“十一五”农村饮水安全工程规划中，各地已高度重视水源选择，把水源选择正确与否作为规划成败的关

8、键所在。高氟水不选，苦咸水不选，污染严重的地表水、地下水不选，以泉水、山泉汇流水、水库水、大江大河水、深层地下水、河流源头水、湖水为集中供水工程水源，应该说来，这些水源均可适用于生物慢滤技术，只是辅助水处理措施有所不同。浊度较大的水源，应辅以沉砂池和粗滤池，铁、锰含量较大的水源应辅以曝气措施等。此外，也可通过慢滤速度的控制或生物滤膜的特别设计进一步优化水质。三. 生物慢滤技术适用条件1. 水源条件2. 供水规模条件表2为福建省建瓯市村级供水工程水处理方案造价情况对比表供水规模(t/d)生物慢滤结构不锈钢一体化结构常规钢筋混凝土一体化结构303.55.31005.56.230099.510500

9、121111表2 建瓯村级日供水量30500t水处理系统各方案造价情况表 万元3. 地形条件 应当说，生物慢滤技术更适合山区地形一些，可以利用有利的水位控制条件，实现取水、水处理、供水自压自流。对于平原湖区则需辅以提水措施。 上表反映出一个变化规律，即从一次性投资来看，随着供水规模的增大，生物慢滤技术的优势在逐渐降低，一体化设施和常规水处理设施的优势在上升，基本上以供水规模为每天500吨为平衡点，对应的受益人口约为5000人。定性地说来，这一变化规律也适用于我省的情况，只是数值概念还有待进一步研究。而生物慢滤技术的运行成本大大低于其它方式，因而，在5000人供水规模以内，如按等额年总成本的概念

10、分析其生物慢滤技术一定是更为合算的。因此，对于我省来说，可将供水人口5000人，供水规模500吨作为采用生物慢滤技术的规模上限。对于更大规模的情况，要进行细致的经济技术比较后再确定。 四. 工程规模的确定及总体布置要求1. 建筑物及基本设施生物慢滤水处理工艺流程示意图 一般分取水口、沉砂拦污池、输水管、旁通阀、水龙头、闸阀、滤速表、粗滤池、慢滤池、排污管、闸阀、清水池、供水管等。如取地下水则应先行曝气再进入输水管。这里讲的工程规模是指生物慢滤面积的确定，根据选定的慢滤速度和人均用水定额，查表3即可得出人均慢滤面积，再乘以人数即得所需要的慢滤面积（仅对24h自动制水而言）。2. 工程规模确定 滤

11、速人均日定额（L/人d）0.1m/h2.4t/m20.2m/h4.8t/m20.3m/h7.2t/m2500.02080.01040.0069600.02500.01250.0083700.02940.01470.0098800.03330.01670.0111900.03850.01890.01251000.04170.02080.01381100.04580.02290.01531200.05000.02500.0167人均慢滤面积 m2/人 3. 总体布置的基本要求三池（指粗滤池、慢滤池、清水池，下同）尽可能布置在一起，以便于集中管理。三池布置在一起时，粗滤池的设计水面高程高出慢滤池设计

12、水面高程的最小高度为0.6m。沉砂、拦污池应布置在取水口，以防阻塞输水管道。输水管径的确定，应把有利的地形条件用好用足，并适当留有水头余地（至粗滤池前的进水闸阀处仍有10m左右的水头，其水准基点为清水池底），以便于调节滤速。三池的高差、水位控制、排污、溢流等问题，要妥善处理，实现自流自排，尤其要注意地埋池条件下的排污问题。粗滤池和慢滤池可连体建筑，以节约工程量。滤速的控制可通过粗滤池前的进水闸阀和慢滤池后的出水闸阀调控。当地形条件受到限制时，三池可分开建筑，用管路串联在一 起，注意水力学计算，解决好水位控制问题。当日供水量较大时（大于每日供水150吨），可建造23个慢滤池并联运行，以便于运行管

13、理。当原水水质较好且长年浊度低于60NTU时，可不建粗滤池。池体结构就地取材，可为砖砌体、石砌体或钢筋混凝土结构，但均应作好防渗处理，并满足稳定和生产运行管理要求。池体形状因地制宜，可为圆形、方形甚至是不规则形状，但均应满足生产规模和水质处理要求。输水管，宜采用PE管，地埋，其深度不小于0.8m，并作好接头防渗漏处理，以防冻、防盗、防破坏、防损坏、防漏水。回填时注意岩渣等坚硬物体接触PE管而伤管。清水池一定要加盖避光，以防池中孳生藻类。五. 粗滤池与生物慢滤池的构造要求生物慢滤池水处理工艺流程图 生物慢滤池剖面图 滤料及其粒径分层 粗滤池顺水流方向自下而上滤料粒径由粗而细。其滤料可采用粗细碎石

14、、粗细瓜米石等，均不得含有石灰质的滤料，以石英岩质为宜。滤料下部为承托层，采用砾石、鹅卵石，但不得含有石灰质的石料。具体粒径及层厚要求见表4。 构造层粒径厚度备注承托层砾石、鹅卵石700均不得含有石灰质的承托料和滤料，以石英岩质为宜。第一层1632600第二层816500第三层48400第四层243002500表4 竖流式粗滤池滤料组成要求 mm 表层水深 表层水深通过溢流堰（平水缺）控制，以1000mm为宜，以利生物慢滤池取水不致于扰动粗滤池，取清留浑。顶部超高取300mm。粗滤池承托层底高有300mm即可。粗滤池基底厚度应不小于300mm。 因此，粗滤池建基面以上的总高度为4400mm。排

15、污管于承托层之底下，管径应不小于160mm，以保证反冲洗效果。排污管口应为自由出流。粗滤池进水管宜为花管，并贯通层底，以使进水水流均匀分布，提高过滤效果。2. 生物慢滤池的构造要求水流流向 生物慢滤池的水流方向必须是垂直向下方向，以便于阳光直接照射，从而快速形成并维持生物滤膜。设计滤速 一般取0.2m/h甚至更低，与确定慢滤面积时一并考虑。滤速低则效果更好。滤料及粒径分层 生物慢滤池的滤料以采用石英砂为宜，粒径取0.31.0mm的中粗砂。层厚取1000mm（也可取1200mm）。慢滤池基底厚度应不小于300mm。 因此，生物慢滤池建基面以上的总高度为3350mm。为便于测量水深及滤料层的厚度，

16、慢滤池内壁应设标尺。六. 生物慢滤工程的运行管理1. 洗池试运行 工程建筑、安装完毕后，即可进行洗池。打开粗滤池进水管上的旁通阀对输水管道进行冲洗。一个小时后，关闭旁通阀，打开进水闸阀，向粗滤池充水，至粗滤池设计水位后，打开粗滤池排污闸阀，待水位下降至承托层后又关闭排污闸阀，如此反复三次，再开始向生物慢滤池供水。 待生物慢滤池水位上升至设计水位后，即有控制地（保持水位不变）开启慢滤池排污管，待出水浊度小于5NTU后（一般需要12个小时）即可关闭排污阀、开启清水池进水阀。并通过粗滤池进水阀和清水池进水阀的调节，达到设计要求的慢滤速度。2. 慢滤池需要清洗的时间把握 值得注意的是，随着运行时间的推移，滤料堵塞逐渐加剧，欲保持滤速不变，必须适时加大清水池进水阀。当进水阀达到最大开度而此时滤速仍然低