T_AHEPI 11-2022 高效富氧碳纤维生物反应器水环境治理技术指南.pdf

ICS13.060.30CCS Z00AHEPI安 徽 省 环 境 保 护 产 业 协 会 团 体 标 准T/AHEPI 112022高效富氧碳纤维生物反应器水环境治理技术指南Technical guide for supersaturated oxygenated carbon nanofiber bioreactor2022-12-20 发布2023-01-03 实施安徽省环境保护产业协会发 布T/AHEPI 112022I目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14总则.25高效富氧碳纤维生物反应器系统设计.26高效富氧碳纤维生物反应器工艺流程设计.67安装、调试与检验.78运行维护.8参考文献.10T/AHEPI 112022II前言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由安徽中科宇清科技有限公司提出。本文件由安徽省环境保护产业协会归口。本文件起草单位：安徽中科宇清科技有限公司、中科宇图科技股份有限公司、北京中科宇清环保有限公司。本文件主要起草人：邬新海、张学清、姚新、刘锐、杜文凯。学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/AHEPI 1120221高效富氧碳纤维生物反应器水环境治理技术指南1范围本文件规定了高效富氧碳纤维生物反应器的组成部分、安装、调试与检验、运行、清洗与维护等要求。本文件适用于高效富氧碳纤维生物反应器水环境治理技术。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 50014室外排水设计规范GB 50141给水排水构筑物工程施工及验收规范GB 50231机械设备安装工程施工及验收通用规范GB 50268给水排水管道工程施工及验收规范GB 50275风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范GB/T 3797电气控制设备HJ/T 353水污染源在线监测系统安装技术规范（试行）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。高效富氧碳纤维生物反应器 supersaturated oxygenated carbon nanofiber bioreactor以碳纤维生态浮床为主体，融入高效富氧技术，加快生化反应进程和提高反应效率的设备或系统。高效富氧 supersaturated oxygenated使用特定的气液混合设备，在高压、高速旋转切割作用下将水与纯氧充分融合，形成超饱和溶氧流体，使水体具有超高的溶氧浓度与强氧化性。气液混合器 gas liquid mixer用于气体与相容性液体混合的仪器。碳纤维生态浮床 carbon nanofiber ecological floating bed漂浮于水中或固定于河床上的，充分利用水体空间生态位和营养生态位的，以生物碳纤维为载体和基质，利用生物碳纤维本身的高比表面积、吸附性、生物亲和性，吸附、接触氧化去除污染物质的高效人工生态系统。生物接触氧化法 biological contact oxidation process指一种好氧生物膜污水处理方法。在有氧条件下，污水与固着在填料表面的生物膜充分接触，通过生物降解作用去除污水中的有机物、营养盐等，使污水得到净化。填料 bio-media/carrier指安装在接触氧化池内为微生物提供栖息和生长的场所，同时能固定微生物的固体介质或载体。学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/AHEPI 1120222生物膜 biofilm指附着生长在填料表面上的具有污水净化功能的膜状微生物聚集体。化学清洗 chemical cleaning利用化学药剂去污染物的过程。维护性清洗 maintenance cleaning为增强设备运行效率，使用低浓度化学药剂进行清洗的过程。物理清洗 physical cleaning利用机械方法来清除设备表面污染物的过程。4总则高效富氧碳纤维生物反应器是结合碳纤维生态浮床与高效富氧技术，加快生化反应进程和提高反应效率的污水净化设备或系统。一般规定4.1.1 高效富氧碳纤维生物反应器主要应用于河道水质提升工程，用于黑臭水体治理工程效果最佳；4.1.2 高效富氧碳纤维生物反应器不适用于优良水体；4.1.3 高效富氧碳纤维生物反应器的总体布置应根据厂址地形、气象、地质条件、运行和环境安全等因素，统一考虑整体布局，便于施工、维护和管理，并符合GB50014的有关规定；4.1.4 在水质和（或）水量变化较大的污水处理系统中，应根据水质和（或）水量的变化调节系统，保证运行的安全性；4.1.5 当高效富氧碳纤维生物反应器用于寒冷地区时，应符合以下规定：处理工艺流程的选择应通过技术经济比较确定，并充分考虑温度的影响；易出现冰冻的设备，如室外污水管道、污泥管道、空气管道、闸门、计量堰等，设计中应考虑防寒保温等需要；沉砂池、沉淀池等构筑物位于永冻地区时，应根据实际情况确定是否加盖。5高效富氧碳纤维生物反应器系统设计5.1 高效富氧碳纤维生物反应器由碳纤维生态浮床及高效富氧系统两部分组成。5.1.1 碳纤维生态浮床5.1.1.1 一般规定碳纤维生态浮床由固定框架和生物碳纤维填料两部分构成，根据浮床在水体中所处的位置可分为漂浮式、底铺式两种，应根据现场情况及工程要求，选择碳纤维生态浮床类型、规格。学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/AHEPI 1120223图 1漂浮式碳纤维生态浮床示意图图 2底铺式碳纤维生态浮床示意图5.1.1.2 生物碳纤维生态浮床所用碳纤维宜尽可能满足如下要求：拉伸强度（GPa）拉伸模量（GPa）断裂伸长率（%）直径（m）体密度（g/cm3）线密度（g/Km）碳含量（%）比 表 面 积（m2/m3）(填 充 率10%)4.922402.171.8088093.2540005.1.1.3 固定方式漂浮式碳纤维生态浮床固定方式有河岸固定桩固定、河床固定桩固定两种；底铺式碳纤维生态浮床使用河床固定桩固定。5.1.2 高效富氧系统高效富氧系统由预处理单元、取水单元、制氧单元、气液混合单元、输水单元、电控单元组成。5.1.2.1 预处理单元学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/AHEPI 11202245.1.2.1.1 一般规定污水在进入高效富氧系统取水单元之前需进行预处理，预处理单元设施包括格栅、闸门、沉砂池。图 3预处理单元一般结构示意图5.1.2.1.2 格栅预处理单元格栅有1级格栅、2级格栅两种，格栅的选择与进水水质、实际场地情况等有关，其设计一般有以下要求：格栅的设计和选择应符合GB 50014的有关规定；1级格栅通常设置在预处理单元进水最前端，主要滤除水体中体积较大的漂浮物、砂石等；1级格栅通常设计为弧形，以增大进水量，通常选用镀锌钢板、不锈钢板制成，圆孔，孔径15mm；2级格栅通常设置在闸门之后，取水单元之前，主要滤除水体中体积较小的漂浮物、砂石等；2级格栅通常选用镀锌钢板、不锈钢板制成，圆孔，孔径10mm；格栅污水过栅流速宜根据工程实际情况选定。5.1.2.1.3 闸门闸门是为了方便沉砂池清理维护而加设的，闸门设计和选择应根据工程实际情况及相关规定而定。5.1.2.1.4 沉砂池沉砂池设计和选择应符合工程实际情况及GB 50014的有关规定。5.1.2.2 取水单元取水单元通常指提水泵及配套仪表，其设计应符合以下要求：提水泵及配套仪表选择应根据工程实际情况及相关规定而定；提水泵宜采用潜水泵；提水泵应设有备用，数量不应少于2台；提水泵宜有调节流量的措施，通常设备采用变频控制；取水比例应为河水总流量的1/3到1/2。5.1.2.3 制氧单元制氧单元通常包括产氧设备及配套仪表，管路，设计应符合以下要求：制氧单元由空压机、分离装置、纯氧储罐等组成。管路包括供气总管和每个溶氧设备设置的独立的供气管，供气管连接应方便、可靠；根据实际情况及要求，选择不同规格的产氧设备，一般选用制氧机：出口压力0.50MPa，产氧纯度：90%。学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/AHEPI 11202255.1.2.4 气液混合单元气液混合单元包含篮式过滤器、气液混合器、磁化管三部分组成。图 4气液混合单元一般结构示意图5.1.2.4.1 一般规定气液混合单元设计和数量选择应根据工程实际情况而定。5.1.2.4.2 篮式过滤器篮式过滤器安装在气液混合单元最前端，其作用是对进入气液混合器的水流进行过滤，通常篮式过滤器的选择应符合以下要求：篮式过滤器通常选用铸铁或不锈钢材质；篮式过滤器内部滤网通常选用不锈钢材质，孔径5mm；篮式过滤器进、出水口口径应根据工程实际情况而定。5.1.2.4.3 气液混合器气液混合器是将氧气流、水流在内部通过高压、高速旋转切割混合形成超饱和溶氧流体的设备，设计应符合以下要求：气液混合器选用不锈钢材质；气液混合器管径、污水流量应根据工程实际情况而定；气液混合器进水压力通常为0.03-0.1MPa；气液混合器进气压力应大于进水压力；气液混合器进气为氧气时，出水侧超饱和溶氧流体的溶解氧数值通常30mg/L。5.1.2.4.4 磁化管磁化管位于气液混合器之后，利用强磁场对超饱和溶氧流体进行磁化，延长超饱和溶氧流体存续时间，设计应符合以下要求：磁化管管径、污水流量应根据工程实际情况而定；磁化管进水压力通常为0.03-0.1MPa。5.1.2.5 输水单元输水单元主要指输水管路及配套管件，应符合以下要求：管路支架应安全可靠，便于安装和检修；产氧设备、溶氧设备、集水管路、框架和吊架等部件应布局合理，便于安装和检修，并满足工艺和安全要求；工艺设计与设备选型应充分考虑结构紧凑、能耗低，其设计应符合GB 50014的有关规定，管道和阀门等组件均应符合相应的标准和规范要求；设备、管路之间应由连接可靠、密封性好、耐负压、安装拆卸方便的连接件固定，通常采用不锈钢快速接头或管道连接器固定；学兔兔 w w w.b z f x w.c o m 标准下载T/AHEPI 1120226输水管：DN150-DN500范围内，钢材或PE，耐压0.6MPa。5.1.2.6 电控单元电控单元主要指高效富氧系统电气控制系统及配套监控仪表，应符合以下要求：高效富氧系统应设置完整的自动化、半自动化、手动控制与监控系统，设置应稳定可靠、便于调整，其设计符合GB/T 3797的有关规定；高效富氧系统宜设置独立的在线监测仪表，输水单元宜设置独立的流量、水压等在线检测仪表；制氧单元设置独立的流量、气压、氧气纯度等在线检测仪表；溶氧单元设置独立的流量、水压、溶氧等在线检测仪表；自动控制系统宜采用可编程控制器和上位机或触摸屏进行控制，并可根据工艺要求实现设定和调整，满足工艺参数调整的要求；自动控制系统应设有可供操作人员手动操作的人机界面以及远程就地系统、报警装置、报表系统、在线检测仪表自校、不间断电源；自动控制系统应遵循“集中管理，分散控制”的原则，宜根据工程的重要等级设置系统冗余。6高效富氧碳纤维生物反应器工艺流程设计高效富氧碳纤维生物反应器一般工艺流程如下图所示：图 5高效富氧碳纤维生物反应器工艺流程示意图高效富氧碳纤维生物反应器运行流程通常为河道下游取水，溶氧之后，上游出水，在中间进行生化反应，去除污染物质。高效富氧碳纤维生物反应器工程设计，应符合以下要求：应综合考虑项目区域范围内的污水产生量、分布情况、发展规划以及变化趋势等因素；工程项目主要包括：污水处理构（建）筑物与设备、辅助工程和配套设施等；污水处理构（建）筑物与设备包括：预处理、提水泵、制氧设备、气液混合设备单元、输水管道及管件、碳纤维生态浮床；辅助工程包括：设备站房、厂区道路、围墙、绿化、电气系统、给排水、消防、暖通与空调、建筑与结构等工程；配套设施包括：