污水處理生物濾池

17.2生物濾池1、生物濾池的概念

2、普通生物濾池

3、高負(fù)荷生物濾池

4、塔式生物濾池

5、曝氣生物濾池

No.27這種工藝得到公認(rèn)，命名為生物過(guò)濾法，處理構(gòu)筑物則稱為生物濾池，開(kāi)始用于污水處理實(shí)踐，并迅速地在歐洲一些國(guó)生物濾池的發(fā)展沿革

生物濾池是生物膜反應(yīng)器的最初形式，已有百余年的發(fā)展史。

但早期出現(xiàn)的生物濾池水 力負(fù)荷和BOD負(fù)荷都很低， 雖凈化效果好，但占地面 積大，而且易于堵塞，后 來(lái)人們采取處理水回流的 措施，提高了水力負(fù)荷和 有機(jī)負(fù)荷，從而成為高負(fù) 荷生物濾池。

由于填料的革新、工藝運(yùn)行的改善，生物濾池已由低負(fù)荷向高負(fù)荷發(fā)展，現(xiàn)有的主要類型為普通低負(fù)荷生物濾池與高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池以及曝氣生物濾池等。

No.28

1900年以后，

1893年在 英國(guó)試行 將污水噴 灑在粗濾 料上進(jìn)行 凈化試 驗(yàn)，取得 良好的處 理效果。 家得到應(yīng)用。1951年原民主德國(guó)化學(xué)工程師舒爾茲根據(jù)氣體洗滌塔原理創(chuàng)立了塔式生物濾池，通風(fēng)暢行，凈化功能良好，也使占地大的問(wèn)題進(jìn)一步得到解決。另一部分則以薄膜的形式滲1、生物濾池的概念生物濾池的工作原理一部分被吸附于濾料表面，成為呈薄膜狀的附著水層

在生物濾池中，污水通過(guò)布水器均勻的分布在濾池表面，在重力作用下，以滴狀噴灑下落， 流過(guò)濾料，成為流動(dòng)水層，污水流過(guò)濾床時(shí)，濾料截留了污水中的懸浮物，同時(shí)把污水中的膠體和溶解性物質(zhì)吸附在自己的表面，有機(jī)物被微生物利用以生長(zhǎng)繁殖，逐漸形成了生物膜。

濾料 生物膜成熟后，棲息在生物膜上的微生物即攝取污水中的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)，對(duì)污水中的有機(jī)物進(jìn)行吸附氧化作用，因而污水在通過(guò)生物濾池時(shí)能得到凈化。

No.29產(chǎn)生有機(jī)酸、氨和硫化氫等厭氧分解產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物有的很不穩(wěn)定，有的還帶有嗅味，從而影響出水的水質(zhì)。

生物膜越厚，濾料間的孔隙越小，濾池的通風(fēng)情況就越差，空氣中的氧就越不容易進(jìn)入生物膜。有時(shí)生物膜的增長(zhǎng)甚至?xí)斐蔀V池的堵塞，使濾池的工作完全停頓下來(lái)。

No.30當(dāng)生物膜較厚、污水中有機(jī)物濃度較大時(shí)，空氣中的氧將很快被表層的生物膜所消耗靠近濾料的一層生物膜因得不到充足氧的供應(yīng)而使厭氧生物發(fā)展起來(lái)，形成厭氧層No.31

影響生物濾池性能的主要因素生物濾池中同時(shí)發(fā)生著：?有機(jī)物在污水和生物膜中的傳質(zhì)過(guò)程；?有機(jī)物的好氧和厭氧代謝過(guò)程；?氧在污水和生物膜中的傳質(zhì)過(guò)程?生物膜的生長(zhǎng)和脫落過(guò)程。影響這些過(guò)程的 主要因素為：濾池高度 負(fù)荷供氧 回流No.32

人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)，濾床的上層和下層相比，生物膜量、微生物種類和去除有機(jī)物的速率均不相同。濾床上層，污水中有機(jī)物濃度較高，微生物繁殖速率高，種屬較低級(jí)，以細(xì)菌為主，生物膜量較多，有機(jī)物去除速率較高。隨著濾床深度增加，微生物從低級(jí)趨向高級(jí)，種類逐漸增多，生物膜量從多到少。濾床中的這一遞變現(xiàn)象，類似污染河流在自凈過(guò)程中的生物遞變。濾池高度

有機(jī)負(fù)荷即指單位時(shí)間供給單位體積濾料的有機(jī)物量，單位為kg(BOD5)/［m3(濾料)·d］。由于一定的濾料具有一定的比表面積，濾料體積可間接表示生物膜面積和生物數(shù)量，所以有機(jī)負(fù)荷實(shí)質(zhì)上表征了F/M值。有機(jī)負(fù)荷不能超過(guò)生物膜的分解能力，否則出水水質(zhì)將相應(yīng)有所下降。

No.33

負(fù)荷

生物濾池的負(fù)荷是一個(gè)集中反映生物濾池工作性能的參數(shù)，同濾床的高度一樣，負(fù)荷直接影響生物濾池的工作，主要有水力負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷兩種。

水力負(fù)荷即單位面積的濾池或單位體積濾料每日處理的廢水量，單位為m3（廢水）/［m2(濾池)·d］或m3(廢水)/［m3(濾池)·d］，表征濾池的接觸時(shí)間和水流的沖刷能力。水力負(fù)荷太大則流量大，接觸時(shí)間短，凈化效果差；水力負(fù)荷太小則濾料不能得到完全利用，沖刷作用小。一般認(rèn)為下述情況時(shí)考慮出水回流：進(jìn)水有機(jī)物濃度較大，可向生物濾池連續(xù)接種，促進(jìn)生物膜的生長(zhǎng)；增加進(jìn)水的溶解氧，改善進(jìn)水的腐化狀態(tài)。縮短了廢水在濾池中的停留時(shí)間；缺點(diǎn)降低入流污水的有機(jī)物濃度，降低傳質(zhì)和有機(jī)物 的去除率；冬天使池中水溫降低；增加能耗，增大運(yùn)行費(fèi)用。

No.34

回流

回流多用于高負(fù)荷生物濾池的運(yùn)行系統(tǒng)，對(duì)其 性能有明顯的影響。增大水力負(fù)荷，促進(jìn)生物膜的脫落，防止濾池堵塞及孳生蚊蠅；可稀釋污水，降低其有機(jī)負(fù)荷，并借以均化、穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)No.35

供氧條件與有機(jī)負(fù)荷密切相關(guān)。但當(dāng)入流污水有機(jī)物濃度較高時(shí)，供氧條件就可能成為影響生物濾池工作的主要因素，為保證生物濾池的正常工作，可采用回流的方法，降低濾池進(jìn)水有機(jī)物濃度，或采用機(jī)械通風(fēng)，以保證濾池供氧充足，正常運(yùn)行。供氧向生物濾池供給充足的氧是保證生物膜正常工作的必要條件，也有利于排除代謝產(chǎn)物。在生物濾池中，微生物所需的氧一般來(lái)自大氣，靠自然通風(fēng)供給，影響濾池自然通風(fēng)的主要因素是自然拔風(fēng)和風(fēng)力。自然拔風(fēng)的推動(dòng)力是池內(nèi)外的氣溫差以及濾池高度。溫差愈大，濾池內(nèi)的氣流推動(dòng)力越大，通風(fēng)量也就愈大。2、

普通生物濾池負(fù)荷低，水力負(fù)荷宜1～3m3/［m2(濾池)·d］，BOD負(fù)荷宜為0.15～0.3kg/［m3(填料)·d］。

No.36

通氣道普通生物濾池示意圖排水滲水裝置普通生物濾池

配水虹吸配水干管及支管濾料（下層粒徑60-100mm，厚0.2m上層30-50，厚1.3-1.8m又名滴濾池（Tricklingfilter），是生物濾池早期出現(xiàn)的類型，即第一代生物濾池。（1）.構(gòu)造特征通氣道排水滲水裝置配水虹吸

及支管濾料

池壁多由磚石筑造，具有圍護(hù)濾料的作用，應(yīng)能夠承受濾料壓力。一些池壁上由許多孔洞，用以促進(jìn)濾層的內(nèi)部通風(fēng)。在平面上多是方形、矩形或圓形。

配水干管

池底的作用是支撐濾料和排除處理后的出水。池底底部四周設(shè)通風(fēng)口，其總面積不小于濾池表面積的1%。

No.37池體排水

滲水裝置通氣道虹吸

配水干管 及支管濾料

布水裝置的主要任務(wù)是向?yàn)V池表面均勻 地撒布污水。還應(yīng)：適應(yīng)水量的變化；不易 堵塞和易于清通以及不受風(fēng)、雪影響等特征。 普通生物濾池的布水裝置多采用固定噴嘴式 布水系統(tǒng)。固定噴嘴式布水系統(tǒng)是由投配 池，布水管道和噴嘴等幾部分所組成.配水

排水系統(tǒng)設(shè)于池的底部，它有兩個(gè)作用：一是排除處理后的出水；二是保證濾池的通風(fēng)良好。排水系統(tǒng)包括滲水裝置、匯水溝和總排水溝以及其供通風(fēng)的底部空間。

No.38

處理效果好，易于管理、節(jié)省能源、運(yùn)行穩(wěn)定、剩余污泥少且易于沉降分離等。 占地面積大、不適合處理水量大的污水；濾料 易于堵塞；濾池表面生物膜積累過(guò)多，易于產(chǎn)生濾

池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生；噴嘴噴灑污水，散發(fā)臭味。 正是因?yàn)槠胀ㄉ餅V池具有上述缺點(diǎn)，使其在推廣應(yīng)用上受到很大限制，近年來(lái)應(yīng)用較少，有日漸被淘汰的趨勢(shì)。

No.39優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

（2）.適用范圍與優(yōu)缺點(diǎn) 普通生物濾池一般適用于處理每日污水量不高于1000m3的小城鎮(zhèn)污水或有機(jī)性工業(yè)廢水。（3）設(shè)計(jì)與計(jì)算①濾料的選定②濾料容積的計(jì)算③濾池各部位設(shè)計(jì)④布水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3、高負(fù)荷生物濾池

高負(fù)荷生物濾池是生物濾池的第二代工藝，它是在解決、改善普通生物濾池在凈化功能和運(yùn)行中存在的實(shí)際弊端的基礎(chǔ)上而開(kāi)創(chuàng)的。

（1）.構(gòu)造特征

在構(gòu)造上，高負(fù)荷生物濾池與普通生物濾池略有不同， 主要如下： 高負(fù)荷生物濾池在平面上多為圓形。如使用粒狀濾料， 其粒徑較大，空隙率較高。濾料層高一般為2.0m。 現(xiàn)在，高負(fù)荷生物濾池也已廣泛使用由聚氯乙烯、聚苯 乙烯和聚酰胺等材料制成的呈波形板狀、列管狀和蜂窩狀等 人工濾料。

No.40配水短管布水橫管濾料口，中心較疏，周邊較密，須經(jīng)計(jì)算確定。污水從孔口噴出，產(chǎn)生反作用力，從而使橫管按

高負(fù)荷生物濾池多使用旋轉(zhuǎn)布水器。旋轉(zhuǎn)布水器有多種結(jié)構(gòu)形式，右圖所示為其中應(yīng)用較為廣泛且構(gòu)造簡(jiǎn)單的一種。

在橫管的同一 側(cè)開(kāi)有一系列 間距不等的孔

與噴水相反的 方向旋轉(zhuǎn)。 進(jìn)水豎管污水以一定的壓力流入位于池中央處的固定豎管

No.41再流入布水橫管，橫管繞豎管旋轉(zhuǎn)。生物濾池No.42（2）.工藝特征

高負(fù)荷生物濾池大幅度地提高了濾池的負(fù)荷率，其BOD容積負(fù)荷率(宜大于1.8）高出普通生物濾池6～8倍，高達(dá)0.5～2.5kg/[m3(濾池)·d]；水力負(fù)荷率則高出10倍，宜為10～36m3/[m2(濾池)·d]。高負(fù)荷生物濾池實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷率是通過(guò)限制進(jìn)水的BOD5值和在運(yùn)行上采取處理水回流等技術(shù)措施而達(dá)到的。進(jìn)入高負(fù)荷生物濾池的BOD5值必須低于200mg/L，否則用處理水回流加以稀釋。No.43回流水量(QR)與原污水量(Q)之比稱為回流比(R):QR

QR=噴灑在濾池表面上的總水量(QT)為:QT=Q+QR總水量(QT)與原污水量(Q)之比稱為循環(huán)比（F）:QT

QF==1+RNo.44

采取處理水回流措施，原污水的BOD值(或COD值)被稀釋，進(jìn)入濾池的污水BOD濃度根據(jù)下列關(guān)系式計(jì)算。根據(jù)Sa(Q+QR)=SOQ+QRSeSa=S0+RSe

1+RSa——噴灑向?yàn)V池的污水BOD值，mg/L；

S0——原污水的BOD值，mg/L；

Se——濾池處理水的BOD值，mg/L；R——回流比。得：No.42（3）

工藝流程系統(tǒng)

圖17-5所示多種多樣的流程系統(tǒng)（4）工藝設(shè)計(jì)計(jì)算BOD容積負(fù)荷;BOD面積負(fù)荷;水力負(fù)荷交替式二級(jí)生物濾池法的流程交替式二級(jí)生物濾池法比并聯(lián)流程負(fù)荷率可提高兩三倍。

運(yùn)行時(shí)，濾池是串聯(lián)工作的，污水經(jīng)初步沉淀后進(jìn)入一級(jí)生物濾池，出水經(jīng)相應(yīng)的中間沉淀池去除殘膜后用泵送入二級(jí)生物濾池，二級(jí)生物濾池的出水經(jīng)過(guò)沉淀后排出污水廠。工作一段時(shí)間后，一級(jí)生物濾池因表面生物膜累積，即將出現(xiàn)堵塞，改作二級(jí)生物濾池，而原來(lái)的二級(jí)生物濾池則改作一級(jí)生物濾池。這樣可以防止濾池堵塞。

運(yùn)行費(fèi)用低、易于管理、節(jié)省能源、運(yùn)行穩(wěn)定、剩余污泥少且易于沉降分離等。

衛(wèi)生條件差，在嚴(yán)寒地區(qū)處理效果也不穩(wěn)定。

No.39優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

（5）.適用范圍與優(yōu)缺點(diǎn) 高負(fù)荷生物濾池僅適合溫暖地區(qū)小城鎮(zhèn)污水處理和工業(yè)廢水的單獨(dú)處理。4、塔式生物濾池塔式生物濾池，簡(jiǎn)稱濾塔，是在50年代初開(kāi)創(chuàng)的，屬第三代生物濾池。（1）.工藝特征l)高負(fù)荷率

塔式生物濾池的水力負(fù)荷率可達(dá)80~200m3/(m2·d)，為一般高負(fù)荷生物濾池的2~10倍，BOD—容積負(fù)荷率達(dá)1000~2000gBOD5/(m3·d)，較高負(fù)荷生物濾池高2~3倍。塔式生物濾池內(nèi)的生物膜能夠經(jīng)常保持較好的活性。但是，生物膜生長(zhǎng)過(guò)快，易于產(chǎn)生濾料的堵塞現(xiàn)象。2)濾層內(nèi)部的分層

塔濾濾層內(nèi)部存在著明顯的分層現(xiàn)象，在各層生長(zhǎng)繁育著種屬各異，但適應(yīng)流至該層污水特征的微生物群集，這種情況有助于微生物的增殖、代謝等生理活動(dòng)，更有助于有機(jī)污染物的降解、去除。由于具有這種分層現(xiàn)象的特征，塔濾能夠承受較高的有機(jī)污染物的沖擊負(fù)荷，對(duì)此，塔濾常用于作為高濃度工業(yè)廢水二級(jí)生物處理的第一級(jí)工藝，較大幅度地去除有機(jī)污染物，以保證第二級(jí)處理技術(shù)保持良好的凈化效果。

塔式生物濾池包括塔身、濾料、布水裝置、通風(fēng)系統(tǒng)四部分。如圖所示：

1-塔身；2-濾料；3-格柵

4-檢修口；5-布水器；

6-通風(fēng)口；7-集水槽23 1

5（2）.構(gòu)造特征4 6

7塔式生物濾池構(gòu)造示意圖（3）.適用條件與優(yōu)缺點(diǎn)?塔式生物濾池適用于生活污水和城市污水處理，也適 用于處理各種有機(jī)性的工業(yè)廢水，但只適宜于少量污 水的處理，一般不宜超過(guò)10000m3/d。?塔式生物濾池的優(yōu)點(diǎn)是占地面積可大大縮小，對(duì)水量 水質(zhì)突變的適應(yīng)性強(qiáng)，即使是受突然變化的負(fù)荷影響 后，一般也只是上層濾料的生物膜受影響，因此能較 快地恢復(fù)正常工作，衛(wèi)生條件較好。?其主要不足之處是在地形平坦處需要的污水抽升費(fèi)用 較大，并且由于池高使得運(yùn)行管理也不太方便，但這 些都不至于影響塔式生物濾池在實(shí)踐中的應(yīng)用。（4）設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)水溫及出水要求查得容積負(fù)荷；確定濾塔的容積確定塔的個(gè)數(shù)，求每個(gè)塔的表面積校核水力負(fù)荷、徑高比（4）塔式生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)前，塔式生物濾池主要按BOD—容積負(fù)荷率進(jìn)行計(jì)算。對(duì)生活污水和城市污水可以參考國(guó)內(nèi)、外的運(yùn)行數(shù)據(jù)選定。

1）塔濾的濾料容積：式中V——濾料容積，m3;Sa——進(jìn)水BOD5，也可按BODu考慮，g/m3；

Q——污水流量，取平均日污水量，m3/d；

Na——BOD容積負(fù)荷或BODu容積允許負(fù)荷，（gBOD5/m3濾料?d）或gBODu/（m3濾料?d）2）濾塔的表面面積

式中：A-濾塔的表面面積，m2；

H-濾塔的工作高度，m；其值根據(jù)圖17-9查進(jìn)水BOD/（mg/L）250300350450500濾塔高度（m）810121416進(jìn)水BOD與塔濾高度的關(guān)系3）塔濾的水力負(fù)荷式中q——水力負(fù)荷，m3/(m2?d)。

當(dāng)有條件時(shí)，水力負(fù)荷q應(yīng)由試驗(yàn)確定，計(jì)算的q與實(shí)驗(yàn)的q′比較如下：

q′=q，說(shuō)明設(shè)計(jì)是可行的；

q′>q，則應(yīng)考慮加大濾池高度或采用回流或多級(jí)濾池串聯(lián)。

q′<q，則可考慮適當(dāng)降低濾池高度；5、曝氣生物濾池曝氣生物濾池(BiologicalAeratedFilter，簡(jiǎn)稱BAF)，是20世紀(jì)80年代末和90年代初在歐美興起的一種污水生物處理技術(shù)，起初用作三級(jí)處理，后發(fā)展成直接用于二級(jí)處理。該工藝處理負(fù)荷高，BOD的容積負(fù)荷可以達(dá)到5~6kg/(m3·d)。曝氣生物濾池從單一的工藝逐漸發(fā)展成系列綜合工藝。有去除SS、COD、BOD以及硝化、脫氮、除磷、去除AOX（有害物質(zhì)）的作用。原污水流入溢流堰

曝氣用 空氣管反沖用空氣管承托層 處理水排水管 反沖洗水進(jìn)水管

反沖洗水排水管中間排水管

填料層曝氣生物濾池構(gòu)造示意圖（1）.工作原理及特征采用曝氣生物濾池時(shí)為了減少污水中的懸浮物，進(jìn)入生物濾床的污水要求進(jìn)行充分的預(yù)處理。一般要求生物濾床進(jìn)水懸浮物（SS）濃度在50~60mg/L。對(duì)于用于三級(jí)處理的曝氣生物濾池工藝，進(jìn)水懸浮物濃度一般不會(huì)影響生物濾床的效率。如果把生物濾床作為主要生物處理段，那么采用常規(guī)的初沉池處理很難保證生物濾床進(jìn)水懸浮物濃度在50mg/L以下，需要采用初沉池的預(yù)處理，最好與一級(jí)強(qiáng)化處理相結(jié)合。在曝氣生物濾池工藝中進(jìn)水水流向下，空氣從距濾料底部30cm處通入，空氣流向上，兩者形成逆流，增大了氣/水接觸時(shí)間，有利于氧的轉(zhuǎn)移，發(fā)揮下層濾料表面生物膜的氧化降解作用，提高整個(gè)曝氣生物濾池的儲(chǔ)污能力，延長(zhǎng)反沖周期。由于濾料粒徑小，比表面積大，使池中容納著大量微生物，從而體現(xiàn)出容積負(fù)荷高、停留時(shí)間短的特點(diǎn)，又能保證濾池在較低的污泥負(fù)荷下運(yùn)行，為進(jìn)一步降解污水中的有機(jī)污染物提供了可靠的保證，進(jìn)而獲得優(yōu)良的處理效果，保證了出水穩(wěn)定。處理水由底部出水系統(tǒng)收集到出水渠，進(jìn)入集水池。當(dāng)濾池運(yùn)行到一定時(shí)期，隨著生物量和濾料中截留雜質(zhì)的增加，濾料中水頭損失增大，水位上升，需對(duì)濾料進(jìn)行反沖洗，反沖洗廢水通過(guò)排水管回流到一級(jí)處理設(shè)施曝氣生物濾池具有以下特征：1)、用粒狀填料作為生物載體，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等；2)、區(qū)別于一般生物濾池及生物濾塔，在去除BOD、氨氮時(shí)需進(jìn)行曝氣；3)、高水力負(fù)荷、高容積負(fù)荷、水力停留時(shí)間短及高的生物膜活性；4)、具有生物氧化降解和截留SS的雙重功能，生物處理單元之后不需要再設(shè)二次沉淀池；5)、需定期進(jìn)行反沖洗，清洗濾池中截留的SS，同時(shí)更新生物膜。反沖洗進(jìn)氣管進(jìn)水反沖洗出水反沖洗進(jìn)水曝氣管（2）新型曝氣生物濾池A：BIOCARBONE（下向流）BIOCARBONE在濾池中下部設(shè)曝氣管(一般距底部25~40cm處)進(jìn)行曝氣，曝氣管上部起生物降解作用，下部主要起截留SS及脫落的生物膜的作用。運(yùn)行中，因截留了SS及生物膜的生長(zhǎng)，水頭損失逐漸增加，達(dá)到設(shè)計(jì)值后，開(kāi)始反沖洗。一般采用氣水聯(lián)合反沖，底部設(shè)反沖洗氣、水裝置。BIOCARBONE屬早期曝氣生物濾池，其缺點(diǎn)是負(fù)荷仍不夠高，且大量被截留的SS集中在濾池上端幾十厘米處，此處水頭損失占了整個(gè)濾池水頭損失的絕大多數(shù)，濾池納污率不高，容易堵塞，運(yùn)行周期短。法國(guó)Degremont公司開(kāi)發(fā)的BIOFOR和OTV公司開(kāi)發(fā)的BIOSTYR，克服了BIOCARBONE的這些缺點(diǎn)。

反沖洗出水反沖洗進(jìn)水 進(jìn)水

填充 材料 墊層曝氣 反沖氣B:BIOFOR（上向流）

處理出水BIOFOR(Bio-FiltrationOxygenatedReactor，簡(jiǎn)稱BIOFOR)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。BIOFOR運(yùn)行時(shí)一般采用上向流，污水從底部進(jìn)入氣水混合室，經(jīng)長(zhǎng)柄濾頭配水后通過(guò)墊層進(jìn)入濾料，在此進(jìn)行BOD、COD、氨氮、SS的去除。反沖洗時(shí)，氣、水同時(shí)進(jìn)入氣水混合室，經(jīng)長(zhǎng)柄濾頭配水、氣后進(jìn)入濾料，反沖洗出水回流入初沉池，與原污水合并處理。BIOFOR采用上向流(氣水同向流)的主要原因有：1)、同向流可促使布?xì)?、布水均勻?)、若采用下向流，則截留的SS主要集中在填料的上部。運(yùn)行時(shí)間一長(zhǎng)，濾池內(nèi)會(huì)出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象，進(jìn)而引起溝流，采用上向流可避免這一點(diǎn)；3)、采用上向流，截留在底部的SS可在氣泡的上升過(guò)程中被帶入濾池中上部，加大填料的納污率，延長(zhǎng)了反沖洗間隔時(shí)間。C：BIOSTYRBIOSTYR結(jié)構(gòu)示意圖BIOSTYR濾池是BAF工藝的一種，是法國(guó)OTV公司的注冊(cè)工藝，由于采用了新型輕質(zhì)懸浮填料——Biostyrene（主要成分聚苯乙烯且密度小于1.0g/cm3）而得名。脫氮的BIOSTYR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和原理如圖14-20所示，濾池底部設(shè)有進(jìn)水和排泥管，中上部是填料層，厚度一般為2.5~3m，填料頂部裝有擋板，防止懸浮填料的流失。與一般的BAF工藝不同之處是其濾頭設(shè)在池子的上部，在上部擋板上均勻安裝有出水濾頭。擋板上部空間用作反沖洗的儲(chǔ)水區(qū)，其高度根據(jù)反沖洗水頭而定，該區(qū)設(shè)有回流泵用以將濾池出水泵送至配水廊道，繼而回流到濾池底部實(shí)現(xiàn)反硝化。BIOSTYR工藝抓住BAF的技術(shù)關(guān)鍵——填料，因此具有如下工藝特點(diǎn)：1）采用新型密度小于水的球形有機(jī)填料，利于微生物的生長(zhǎng)和截留SS，促進(jìn)水—?dú)饩鶆蚧旌希?）池內(nèi)微生物濃度大，活性高，處理負(fù)荷高，出水水質(zhì)優(yōu)，運(yùn)行穩(wěn)定；3）占地省，投資少；4）工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)行靈活，管理方便；5）增加了預(yù)處理日常藥劑費(fèi)用；6）污泥量相對(duì)加大，污泥穩(wěn)定性較差。BIOSTYR工藝在歐美應(yīng)用較普遍，而且許多工程集中在處理廠用地緊張、出水水質(zhì)要求高的地方。BIOPUR瑞士(規(guī)整波紋板和顆粒），BIOSMEDI上海市政研究院（輕質(zhì)顆粒濾料3-5mm)，一體化設(shè)備曝氣生物濾池工程技術(shù)規(guī)程（3）、曝氣生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)1)、主要優(yōu)點(diǎn)a)占地面積小，基建投資省。曝氣生物濾池之后不設(shè)二次沉淀池。曝氣生物濾池水力負(fù)荷、容積負(fù)荷大大高于傳統(tǒng)污水處理工藝，停留時(shí)間短(每級(jí)0.5~0.66ｈ)，因此所需生物處理面積和體積都很小，節(jié)約了占地和投資。b)、出水水質(zhì)高。在BIOFOR中，由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用，使得出水SS很低，一般不超過(guò)10mg/l；因周期性的反沖洗，生物膜得以有效更新，表現(xiàn)為生物膜較薄(一般為10um左右)，活性很高。若采用全套BIOFOR工藝，則可除磷脫氮。c)氧的傳輸效率很高，曝氣量小，供氧動(dòng)力消耗低。在BIOFOR中，氧的利用效率可達(dá)20%~30%，曝氣量明顯低于一般生物處理法。d)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，耐低溫。國(guó)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，曝氣生物濾池可在正常負(fù)荷2~3倍的短期沖擊負(fù)荷下運(yùn)行，而其出水水質(zhì)變化很小。此外，根據(jù)國(guó)外的報(bào)道，生物曝氣濾池一旦掛膜成功，可在6~10℃水溫下運(yùn)行，并具有良好的運(yùn)行效果。e）掛膜，啟動(dòng)快。根據(jù)國(guó)外的運(yùn)行，曝氣生物濾池在水溫10~15℃時(shí)，2~3周即可完成掛膜過(guò)程。曝氣生物濾池在暫時(shí)不使用的情況下可關(guān)閉運(yùn)行，此時(shí)濾料表面的生物膜并未死亡，而是以孢子的形式存在，一旦通水曝氣，可在很短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常。2)主要缺點(diǎn)a)曝氣生物濾池對(duì)進(jìn)水的SS要求較高。b)采用曝氣生物濾池，水頭損失較大，水的總提升高度大。c)采用曝氣生物濾池工藝，在反沖洗操作中，短時(shí)間內(nèi)水力負(fù)荷較大，反沖出水直接回流入初沉池會(huì)對(duì)初沉池造成較大的沖擊負(fù)荷。d)因設(shè)計(jì)或運(yùn)行管理不當(dāng)還會(huì)造成濾料隨水流失等問(wèn)題。（4）曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)前，曝氣生物濾池主要按BOD容積負(fù)荷率或氨氮容積負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。1）濾料容積：式中V——濾料體積，m3;S0——進(jìn)水BOD5或氨氮濃度，g/m3；

Q——污水流量，取平均日污水量，m3/d；

Nv——BOD容積負(fù)荷或氨氮容積負(fù)荷，（gBOD5/m3濾料?d）或g氨氮/（m3濾料?d）2）單格濾池的面積

式中：A-濾池的表面面積，m2；

h1-濾料層的高度，m；其值1.8-3.0

n-格數(shù)

3）濾池總高度

H=h1+h2+h3+h4+h5

(超高0.5、濾層上部最低水位、承托層0.6、配水室高1.5）進(jìn)水BOD與塔濾高度的關(guān)系曝氣生物濾池填料性能表曝氣生物濾池容積負(fù)荷表17.3生物轉(zhuǎn)盤(pán)

生物轉(zhuǎn)盤(pán)源于原聯(lián)邦德國(guó)，第一套半生產(chǎn)性的生物轉(zhuǎn)盤(pán)試驗(yàn)裝置是于1954年在西德海爾布隆(Heilbronn)污水處理廠建成。原聯(lián)邦德國(guó)斯圖加特工業(yè)大學(xué)勃?jiǎng)e爾(Popel)教授和哈特曼(Hartman)教授對(duì)生物轉(zhuǎn)盤(pán)技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究和理論探討工作，并于1964年發(fā)表了題為《生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)、計(jì)算與性能》的論文，就此奠定了生物轉(zhuǎn)盤(pán)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。1.生物轉(zhuǎn)盤(pán)的構(gòu)造特征

生物轉(zhuǎn)盤(pán)是由盤(pán)片、接觸反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動(dòng)裝置所組成。盤(pán)片串聯(lián)成組，中心貫以轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸兩端安設(shè)在半圓型接觸反應(yīng)槽兩端的支座上。轉(zhuǎn)盤(pán)面積的40％左右浸沒(méi)在槽內(nèi)的污水中，轉(zhuǎn)軸高出槽內(nèi)水面10~25cm。其構(gòu)造如下圖所示。生物轉(zhuǎn)盤(pán)構(gòu)造圖⑴盤(pán)片?盤(pán)片是生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要部件，應(yīng)具有輕質(zhì)高強(qiáng)，耐腐 蝕、耐老化、易于掛膜、不變形，比表面積大，易于 取材、便于加工安裝等性質(zhì)。⑵接觸反應(yīng)槽?接觸反應(yīng)槽的各部位尺寸和長(zhǎng)度，應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)盤(pán)直徑和 軸長(zhǎng)決定，盤(pán)片邊緣與槽內(nèi)面應(yīng)留有不小于100mm的 間距。槽底應(yīng)考慮設(shè)有放空管，槽的兩側(cè)面設(shè)有進(jìn)出 水設(shè)備，多采用鋸齒形溢流堰。對(duì)多級(jí)生物轉(zhuǎn)盤(pán)，接 觸反應(yīng)槽分為若干格，格與格之間設(shè)導(dǎo)流槽。⑶轉(zhuǎn)軸?轉(zhuǎn)軸中心與接觸反應(yīng)槽液面的距離一般不應(yīng)小于

150mm，應(yīng)保證轉(zhuǎn)軸在液面之上，并根據(jù)轉(zhuǎn)軸直徑與 水頭損失情況而定。轉(zhuǎn)軸中心距槽內(nèi)水面的距離(b)與0.06~0.1。⑷驅(qū)動(dòng)裝置?轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是重要的運(yùn)行參數(shù)，必須選定適宜，轉(zhuǎn) 速過(guò)高既有損于設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度，消耗電能，又由于在 盤(pán)面產(chǎn)生較大的剪切力，易使生物膜過(guò)早剝離。綜合考 慮各項(xiàng)因素，轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速以0.8~3.0r/min，外緣的線速 度以15~18m/min為宜。轉(zhuǎn)盤(pán)直徑(D)的比值在0.05~0.15之間，一般取值2.生物轉(zhuǎn)盤(pán)的凈化機(jī)理

轉(zhuǎn)盤(pán)以較低的線速度在充滿污水的接觸反應(yīng)槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤(pán)交替地和空氣與污水相接觸。在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在轉(zhuǎn)盤(pán)上附著一層棲息著大量微生物的生物膜。微生物的種屬組成逐漸穩(wěn)定，其新陳代謝功能也逐步地發(fā)揮出來(lái)，并達(dá)到穩(wěn)定，污水中有機(jī)污染物為生物膜所吸附降解。轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)離開(kāi)污水與空氣接觸，生物膜上的固著水層從空氣中吸收氧，固著水層中的氧是過(guò)飽和的，并將其傳遞到生物膜和污水中，使槽內(nèi)污水的溶解氧含量達(dá)到一定的濃度，甚至可能達(dá)到飽和。轉(zhuǎn)盤(pán)上附著的生物膜與污水及空氣之間，除有機(jī)物(BOD、COD)與O2的傳遞外，還進(jìn)行著其它物質(zhì)，如CO2、NH3等的傳遞。生物轉(zhuǎn)盤(pán)凈化反應(yīng)過(guò)程與物質(zhì)傳遞過(guò)程污水出水沉砂池初沉池

污泥處理生物轉(zhuǎn)盤(pán)處理系統(tǒng)基本工藝流程格柵 排 砂排泥排泥二沉池

排 泥3.工藝流程與組合

以下是城市污水的生物轉(zhuǎn)盤(pán)系統(tǒng)的基本工藝流程。

生物轉(zhuǎn)盤(pán) 消毒?生物轉(zhuǎn)盤(pán)宜于采用多級(jí)處理方式。實(shí)踐證明，如盤(pán)片面積不變，將轉(zhuǎn)盤(pán)分為多級(jí)串聯(lián)運(yùn)行，能夠提高處理水水質(zhì)和污水中的溶解氧含量。?生物轉(zhuǎn)盤(pán)一般可分為單級(jí)單軸、單軸多級(jí)和多軸多級(jí)等。級(jí)數(shù)多少主要根據(jù)污水的水質(zhì)、水量、處理水應(yīng)達(dá)到的程度以及現(xiàn)場(chǎng)條件等因素決定。對(duì)城市污水多采用四級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行處理。在設(shè)計(jì)時(shí)特別應(yīng)注意的是第一級(jí)，首級(jí)承受高負(fù)荷，如供氧不足，可能使其形成厭氧狀態(tài)。對(duì)此應(yīng)采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，如增加第一級(jí)的盤(pán)片面積，加大轉(zhuǎn)數(shù)等。生物轉(zhuǎn)盤(pán)的布置方式4.生物轉(zhuǎn)盤(pán)系統(tǒng)的工藝特征(1)微生物濃度高，特別是最初幾級(jí)的生物轉(zhuǎn)盤(pán)，據(jù)一些 實(shí)際運(yùn)行的生物轉(zhuǎn)盤(pán)的測(cè)定統(tǒng)計(jì)，轉(zhuǎn)盤(pán)上的生物膜量 如折算成曝氣池的MLVSS，可達(dá)40000~60000mg/L，

F/M比為0.05~0.1，這是生物轉(zhuǎn)盤(pán)高效率主要原因之一。(2)生物相分級(jí)，在每級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)生長(zhǎng)著適應(yīng)于流入該級(jí)污水 性質(zhì)的生物相，這種現(xiàn)象對(duì)微生物的生長(zhǎng)繁育，有機(jī) 污染物降解非常有利。(3)污泥齡長(zhǎng)，在轉(zhuǎn)盤(pán)上能夠增殖世代時(shí)間長(zhǎng)的微生物， 如硝化菌等，因此，生物轉(zhuǎn)盤(pán)具有硝化、反硝化的功 能。(4)對(duì)BOD值達(dá)10000mg/L以上的超高濃度有機(jī)污水或

10mg/L以下的超低濃度污水都可以采用生物轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn) 行處理，并能夠得到較好的處理效果。因此，本法 是耐沖擊負(fù)荷的。(5)生物膜上的微生物的食物鏈較長(zhǎng)，因此，產(chǎn)生的污 泥量較少，約為活性污泥處理系統(tǒng)的1/2左右，在水 溫為5~20℃的范圍內(nèi)，BOD去除率為90％的條件 下，去除lkgBOD的產(chǎn)泥量約為0.25kg。(6)接觸反應(yīng)槽不需要曝氣，污泥也勿需回流，因此， 動(dòng)力消耗低，這是本法最突出的特征之一，據(jù)有關(guān) 運(yùn)行單位統(tǒng)計(jì)，每去除1kgBOD的耗電量約為

0.7kWh，運(yùn)行費(fèi)用低。(7)本法不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)生物污泥量，不存在產(chǎn)生污泥膨 脹的麻煩，復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備也比較少，因此，便于維 護(hù)管理。(8)設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行正常的生物轉(zhuǎn)盤(pán)，不產(chǎn)生濾池蠅、不 出現(xiàn)泡沫也不產(chǎn)生噪聲，不存在發(fā)生二次污染的現(xiàn)象。(9)生物轉(zhuǎn)盤(pán)的流態(tài)，從一個(gè)生物轉(zhuǎn)盤(pán)單元來(lái)看是完全混 合型的，在轉(zhuǎn)盤(pán)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下，接觸反應(yīng)槽內(nèi)的 污水能夠得到良好的混合，但多級(jí)生物轉(zhuǎn)盤(pán)又應(yīng)作為 推流式，因此，生物轉(zhuǎn)盤(pán)的流態(tài)，應(yīng)按完全混合—推 流來(lái)考慮。5.生物轉(zhuǎn)盤(pán)處理技術(shù)的進(jìn)展1)空氣驅(qū)動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)

空氣驅(qū)動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)是 利用空氣的浮力使轉(zhuǎn) 盤(pán)旋轉(zhuǎn)(見(jiàn)右圖)。在 轉(zhuǎn)盤(pán)的外周設(shè)空氣 罩，在轉(zhuǎn)盤(pán)下側(cè)設(shè)曝 氣管，在管上均等地 安裝擴(kuò)散器，空氣從 擴(kuò)散器均勻地吹向空 氣罩，產(chǎn)生浮力使轉(zhuǎn) 盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)如下：(1)槽內(nèi)污水含有較高的溶解氧，在相同的負(fù)荷率

條件下，BOD的去除率較高；(2)生物膜較薄，有較強(qiáng)的活性；(3)通過(guò)調(diào)節(jié)空氣量改變轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)數(shù)，采用空氣量 調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)槽內(nèi)溶解氧的變化自動(dòng)運(yùn)行；(4)易于維修管理。2)生物轉(zhuǎn)盤(pán)與其它處理設(shè)備相組合⑴與沉淀池相組合的生物轉(zhuǎn)盤(pán)（如下圖所示）與平流式沉淀池(作為二次沉淀池)相組合的生物轉(zhuǎn)盤(pán)⑵與曝氣池相組合的生物轉(zhuǎn)盤(pán)?右圖所示為剖面示意圖。這是提高曝氣池處理效率的一種新措施。在曝氣池上側(cè)設(shè)生物轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)用空氣驅(qū)動(dòng)，盤(pán)片40％的面積浸沒(méi)于水中。特點(diǎn)如下：與曝氣池合建的生物轉(zhuǎn)盤(pán)

1)高原有設(shè)備的處理效果，改裝前BOD5

去除率60％~70％，改裝后提高到90％；2)提高原有設(shè)備處理能力，占地面積小，附加設(shè)備費(fèi)用亦低；3)處理效果穩(wěn)定，菌體密度大，生物量高，微生物增殖迅速，活性強(qiáng)；4)污泥量少而且易于沉淀；5)動(dòng)力消耗少，活性污泥裝置本身能夠提供生物轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的能量；6)負(fù)荷選擇適宜，可取得硝化的效果。3)藻類生物轉(zhuǎn)盤(pán)

藻類生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要特點(diǎn)是加大了盤(pán)間距離，增加受光面，接種經(jīng)篩選的藻類，在盤(pán)面上形成藻菌共生體系。藻類的光合作用釋放的氧，提高了水中的溶解氧，為好氧菌提供了豐富的氧源，而微生物代謝所放出的CO2成為藻類的主要碳源，又促進(jìn)了藻類的光合作用。在菌藻的共生作用下，污水得到凈化。6、生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算

生物轉(zhuǎn)盤(pán)的負(fù)荷率與廢水性質(zhì)、廢水濃度、氣候條件及構(gòu)造、運(yùn)行等多種因素有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)試驗(yàn)或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定。

設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是計(jì)算轉(zhuǎn)盤(pán)的總面積。

水力負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷：水力負(fù)荷:m3(污水)/[m3(槽)·d];m3(污水)

/[m2(盤(pán)片)·d]

有機(jī)負(fù)荷:kg(

BOD5)/[m3(槽)·d];kg(

BOD5)/[m2(盤(pán)片)·d]1)生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法

設(shè)計(jì)參數(shù)如有機(jī)負(fù)荷、水力負(fù)荷、停留時(shí)間等可通過(guò)試驗(yàn)求得，然后進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)模的生物轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)計(jì)。規(guī)范規(guī)定，對(duì)于城市生活污水，BOD面積負(fù)荷一般為5-20g/m2.d，第一級(jí)不宜超過(guò)30-40g/m2.d，水力負(fù)荷不宜超過(guò)0.04-0.2m3/m2.d

。通過(guò)試驗(yàn)求得需要的設(shè)計(jì)參數(shù)污水性質(zhì)處理程度（出水BOD5）/（mg.L-1)盤(pán)面負(fù)荷/（g.m-2.d-1)備注生活污水≤6020~40國(guó)外資料≤3010~20煮煉廢水≤6012~16益陽(yáng)、株洲萱麻紡織廠30~40上海萱麻實(shí)驗(yàn)廠染色廢水≤3020南京織布廠128~255上海第三印刷廠生活污水104生活污水69國(guó)營(yíng)長(zhǎng)空機(jī)械廠1679北京結(jié)核病醫(yī)院164

當(dāng)沒(méi)有條件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可以用經(jīng)驗(yàn)性圖表、經(jīng)驗(yàn)值（如下表）進(jìn)行計(jì)算。序號(hào)污水類型進(jìn)水BOD5/(mg.L-1)進(jìn)水COD/(mg.L-1)水力負(fù)荷/(m3.m-2.d-1)BOD5負(fù)荷/(g.m2.d-1)COD負(fù)荷/(g.m2.d-1)停留時(shí)間/h廢水水溫/oC1含酚酚50~250(152)280~670(495)0.05~0.113(0.070)15.5~35.5(22.8)1.5~2.7(2.6)t>15(10.5)2印染100~280(158)250~500(392)0.04~0.24(0.12)12~23.2(16.2)10.3~43.9(28.1)0.6~1.3t>103煤氣站含酚130~765(365)0.019~0.1(0.055)12.226.41.3~4.0(2.95)t>204酚醛442~700(600)0.0317.15~22.8(15.7)11.7~24.5(17.8)3.0t=245酚氰酚40~90CN20~400.12.06苯胺苯胺530.032.3t=21~287萱麻煮煉黑液3675310.0661.68丙稀腈CN19.7~21.02970.05~0.4(0.075)9腈綸AN200BOD3000.1~0.2(0.15)1.9t=3010氯丁污水BOD120氯丁二烯204000.1632.638.1t=15~20部分工業(yè)廢水設(shè)計(jì)負(fù)荷2)生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算①轉(zhuǎn)盤(pán)總面積②轉(zhuǎn)盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盤(pán)片：平板或波紋板，材質(zhì)為聚乙烯硬質(zhì)塑料、玻璃鋼、鋁合金等，直徑D=2.0-3.6m，厚度1-5mm。盤(pán)片間距：進(jìn)水段25-35mm，出水段10-20mm。盤(pán)片周邊與反應(yīng)槽內(nèi)壁的距離：0.1D，不小于150mm。轉(zhuǎn)軸中心與水面距離不小于150mm。轉(zhuǎn)盤(pán)侵濕率不宜小于35%，一般為40-45%轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速：2.0-4.0r/min，15-19m/min③總片數(shù)M=A/2a④轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度⑤反應(yīng)槽容積⑥旋轉(zhuǎn)速度⑦電動(dòng)機(jī)功率⑧停留時(shí)間3）設(shè)計(jì)時(shí)注意的問(wèn)題①日平均污水量計(jì)算，季節(jié)變化大，按最大季節(jié)的日平均污水量②進(jìn)入轉(zhuǎn)盤(pán)的BOD值按沉淀后的平均值③每平方米盤(pán)片具有的反應(yīng)槽有效容積為5-9L④轉(zhuǎn)盤(pán)的級(jí)數(shù)，應(yīng)按2-4級(jí)布置，組數(shù)不少于兩組，按同時(shí)工作工程實(shí)例

濟(jì)南市南郊賓館污水凈化站采用的生物轉(zhuǎn)盤(pán)為主體的二級(jí)生化處理工藝，近期安裝二組直徑為3m的轉(zhuǎn)盤(pán)，其中一組為三級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)，另一組為四級(jí)轉(zhuǎn)盤(pán)。二組轉(zhuǎn)盤(pán)并聯(lián)運(yùn)行處理流量42m3/h（1000m3/d）。當(dāng)污水量小于21m3/h，只用一組轉(zhuǎn)盤(pán)。遠(yuǎn)期再安裝一組生物轉(zhuǎn)盤(pán)。遠(yuǎn)期處理流量為63m3/h（1500m3/d）。

工藝流程：原污水水質(zhì)：COD＝133.2～178mg/L,BOD5=67～89.2mg/L,SS＝45～92mg/L出水水質(zhì)：CODcr≤50mg/L,BOD5≤10mg/L,SS≤10mg/L，濁度≤10度，總大腸桿菌≤3個(gè)/L.處理后出水達(dá)到CJ25.1—89《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，作為賓館人工湖補(bǔ)給水和澆灌果樹(shù)、綠地及洗車(chē)等用途。17.4生物接觸氧化法

生物接觸氧化法亦稱淹沒(méi)式生物濾池，1971年在日本首創(chuàng)，近20余年來(lái)，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都得到了廣泛的研究與應(yīng)用，用于處理生活污水和某些工業(yè)的有機(jī)污水，取得了良好的處理效果。一生物接觸氧化法的特征及組成?所謂生物接觸氧化法就是在池內(nèi)充填一定密度 的填料，污水浸沒(méi)全部填料并與填料上的生物 膜廣泛接觸，在微生物新陳代謝功能的作用 下，污水中的有機(jī)物得以去除，污水得以凈化。1.在工藝方面的特征?采用多種型式的填料，在生物膜上微生物是豐富的，除細(xì) 菌和多種種屬原生動(dòng)物和后生動(dòng)物外，還能夠生長(zhǎng)氧化能 力較強(qiáng)的球衣菌屬的絲狀菌，而無(wú)污泥膨脹之慮。且在生 物膜上能夠形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)與食物鏈。?填料表面全為生物膜所布滿，形成了生物膜的主體結(jié)構(gòu)， 由于絲狀菌的大量滋生，有可能形成一個(gè)呈立體結(jié)構(gòu)的密 集的生物網(wǎng)，污水在其中通過(guò)起到類似“過(guò)濾”的作用， 能夠有效地提高凈化效果。?由于進(jìn)行曝氣，生物膜表面不斷地接受曝氣吹脫，這有利 于保持生物膜的活性，抑制厭氧膜的增殖，也宜于提高氧 的利用率，因此能夠保持較高濃度的活性生物量。生物接 觸氧化處理技術(shù)能夠接受較高的有機(jī)負(fù)荷率，處理效率較 高，有利于縮小池容，減少占地面積。2.在運(yùn)行方面的特征?對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在間歇運(yùn)行條件下，仍 能夠保持良好的處理效果，對(duì)排水不均勻的企業(yè)，更具 有實(shí)際意義。?操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行方便、易于維護(hù)管理，勿需污泥回流，

不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，也不產(chǎn)生濾池蠅。?污泥生成量少，污泥顆粒較大，易于沉淀。3.在功能方面的特征?生物接觸氧化處理技術(shù)具有多種凈化功能，除有 效地去除有機(jī)污染物外，如運(yùn)行得當(dāng)還能夠用以 脫氮，因此，可以作為三級(jí)處理技術(shù)。?主要缺點(diǎn)是：如設(shè)計(jì)或運(yùn)行不當(dāng)，填料可能堵 塞，此外，布水、曝氣不易均勻，可能在局部出 現(xiàn)死角。二生物接觸氧化處理技術(shù)的工藝流程?一段(級(jí))處理流程?

二段(級(jí))處理流程?多段(級(jí))處理流程1.一段(級(jí))處理流程初沉池接觸氧化池二沉池污水出水

排泥?此處理流程中，接觸氧化池的流態(tài)為完全混合型，微生物 處于對(duì)數(shù)增殖期和減衰增殖期的前段，生物膜增長(zhǎng)較快， 有機(jī)物降解速率也較高。2.二段(級(jí))處理流程初沉池

一段接觸氧化池二沉池污水出水

排泥?它更能適應(yīng)原水水質(zhì)的變化，使處理水水質(zhì)趨于穩(wěn)定。二 段處理流程中的每座接觸氧化池的流態(tài)都屬完全混合型， 而結(jié)合在一起考慮又屬于推流式。一段F/M大于2.1，對(duì)數(shù)增殖期；二段一般為0.5，減速增長(zhǎng)期或生物膜穩(wěn)定期。中沉池

二段接觸氧化池1.構(gòu)造⑴池體⑵填料⑶供氣裝置⑷進(jìn)出水裝置如圖所示

填料排泥

出水渠 出水 池體 格棚支架 進(jìn)氣裝置進(jìn)水裝置三生物接觸氧化池的構(gòu)造及形式

穩(wěn)定水層

空氣進(jìn)水填料的要求?在水力特性方面，比表面積大、空隙率高、水流流態(tài)良好、阻力小、流速均一；?在生物膜附著性方面，應(yīng)當(dāng)有一定的生物膜附著性；?化學(xué)與生物穩(wěn)定性較強(qiáng)，經(jīng)久耐用，不溶出有害物質(zhì)，不導(dǎo)致二次污染；?在經(jīng)濟(jì)方面要考慮貨源、價(jià)格，也要考慮便于運(yùn)輸與安裝等。填料的種類???????按形狀：蜂窩狀、束狀、筒狀、列管、波紋、板狀網(wǎng)狀、盾狀、球狀、圓形輻射狀及不規(guī)則狀。性狀：硬性、半軟性、軟性、彈性材質(zhì)：塑料、玻璃鋼、纖維放置方式：整體、懸掛和懸浮酚醛樹(shù)脂蜂窩填料常用填料的類型聚乙烯蜂窩填料常用填料技術(shù)性能指標(biāo)接觸氧化池反應(yīng)區(qū)的構(gòu)造曝氣裝置安裝四、

接觸氧化池的類型根據(jù)進(jìn)水、進(jìn)氣式的不同：1、底部進(jìn)水、進(jìn)氣（圖17-25）；2、側(cè)部進(jìn)氣、上部進(jìn)水（圖17-26）

；3、表曝充氧（圖17-27）

；4、射流（圖17-28）按曝氣裝置的位置分流式直流式按水流循環(huán)方式分填料內(nèi)循環(huán)式填料外循環(huán)式中心曝氣型單側(cè)曝氣型分流式中心曝氣型

分流式接觸氧化池有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，供氧狀況良好。但水流對(duì)生物膜沖刷力小，膜更新慢，易堵塞。

直流式生物接觸氧化池（國(guó)內(nèi)多采用）五、生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷法：1．生物接觸氧化池填料的容積V式中：Q——平均日設(shè)計(jì)污水量，m3/d；S0——分別為進(jìn)水與出水的BOD5，mg/L；Nv——有機(jī)容積負(fù)荷率，g(BOD5)/(m3·d)(可見(jiàn)P135表17-5、P136表

17-6）。2．生物接觸氧化池的總面積A和座數(shù)n式中：h0——填料高度，一般采用3.0m；A1——每座池子的面積,m2,一般<25m2。

4.

有效停留時(shí)間t

5.空氣量D和空氣管道系統(tǒng)計(jì)算

式中：D0——1m3污水所需氣量，m3/m3，一般為15～20m3/m3。生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)計(jì)算3.接觸氧化池總高度hH=h0+h1+h2+(m-1)h3+h4式中：h1——超高，0.5～1.0m；h2——填料層上水深，0.4～0.5m；h3——填料層間隙高度，0.2～0.3m；h4——填料至池底的高度，0.5～1.5m。接觸時(shí)間計(jì)算法：根據(jù)微生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系式和進(jìn)出水的水質(zhì)來(lái)求定污水與填料的接觸時(shí)間，由此進(jìn)一步計(jì)算接觸氧化池的總面積和填料容積。例題

式中：t-接觸反應(yīng)時(shí)間（h)S0-原污水BOD5值Se-處理水BOD5值K-常數(shù)P-充填率%工程實(shí)例

河南江海啤酒業(yè)有限公司（原為鄭州市啤酒廠）廢水處理一期工程：設(shè)計(jì)水量Q＝2400m3/d，設(shè)計(jì)水質(zhì)為CODcr＝1500mg/L,BOD5＝900mg/L,SS＝500mg/L，pH＝6～9。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：CODcr≤150mg/L，BOD5≤60mg/L，SS≤200mg/L，pH＝6～9。

該廢水治理一期工程的工藝流程如下：

生物接觸氧化池采用二段生物接觸氧化，設(shè)計(jì)填料容積負(fù)荷率為2KgBOD5/(m3/d)池內(nèi)設(shè)組合軟性填料，高度為3m。一、二氧化池填料容積分別占填料總?cè)莘e的和。一、二氧化池平面面積分別為156m2和78m2，組合軟性填料容積分別為468m3和234m3，停留時(shí)間分別為4.68h和2.34h，池總高度均為4.8m。位于一、二氧化池間設(shè)中間沉淀池為矩形平流式沉淀池，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為7m3/(m2?h)，平面面積為1.5×10＝15m2，池總高度為4.8m，在1.5m高度上設(shè)一個(gè)污泥斗，斷面性狀為梯形，污泥斗內(nèi)設(shè)穿孔排泥管。該工藝運(yùn)行結(jié)果表明能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。17.5生物流化床

所謂生物流化床，就是以砂、活性炭、焦炭一類的較小的惰性顆粒為載體充填在床內(nèi)，因載體表面被覆著生物膜而使其質(zhì)變輕，污水以一定流速?gòu)南孪蛏狭鲃?dòng)，使載體處于流化狀態(tài)。它利用流態(tài)化的概念進(jìn)行傳質(zhì)或傳熱操作，是一種強(qiáng)化生物處理、提高微生物降解有機(jī)物能力的高效工藝。流體向上流過(guò)一個(gè)微細(xì)顆粒的床層（塔體），當(dāng)流速低的時(shí)候流體只是穿過(guò)靜止的顆粒之間的空隙，此時(shí)的床體稱為固定床；隨著流速的增加，顆?；ハ嚯x開(kāi)，并可看到少量的顆粒在一定的區(qū)間進(jìn)行震動(dòng)和游動(dòng)，稱為膨脹床；速度再升高達(dá)到使全部顆粒都剛好懸浮在向上流動(dòng)的氣體或者液體中，此時(shí)的床層就是流化床起點(diǎn)。簡(jiǎn)單的說(shuō)固體顆粒在流體作用下表現(xiàn)出類似流體狀態(tài)的現(xiàn)象稱為流態(tài)化。一生物流化床的特點(diǎn)?生物量大，容積負(fù)荷高；?微生物活性高；?傳質(zhì)效果好；?具有較強(qiáng)的抵抗沖擊負(fù)荷的能力，不存在污泥膨脹問(wèn)題；?較高的生物量和良好的傳質(zhì)條件使生物流化床可以在維 持相同的處理效果的同時(shí)，減小反應(yīng)器容積及占地面 積，節(jié)省投資。二生物流化床的工藝類型

充氧方式機(jī)械曝氣、鼓風(fēng)曝氣、加壓溶解 鼓風(fēng)曝氣 鼓風(fēng)曝氣流化床分類 好氧 流化床 厭養(yǎng) 流化床

去除對(duì)象 有機(jī)污染物(BOD、COD)

氮 硝酸氮 亞硝酸氮流化方式(流化床類別)

液流動(dòng)力流化床 氣流動(dòng)力流化床 機(jī)械攪動(dòng)流化床 液流動(dòng)力流化床 機(jī)械攪動(dòng)流化床1.液流動(dòng)力流化床基本的工藝流程如下圖所示，本工藝也稱之為二相流化床，即在流化床內(nèi)只有污水(液相)與載體(固相)相接觸。而在單獨(dú)的充氧設(shè)備內(nèi)對(duì)污水進(jìn)行充氧。生物流化床內(nèi)的載體，全被生物膜所包覆，生物高度密集，耗氧速度很高，往往對(duì)污水的一次充氧不足以保證對(duì)氧的需要，此外，單純依靠原污水的流量不足以使載體流化，因此要使部分處理水循環(huán)回流。

二次沉淀池 處理水泵生物硫化床回流水

空氣液流動(dòng)力流化床(二相流化床)構(gòu)造示意脫膜設(shè)備脫除的生物膜原廢水

脫膜后載體充氧設(shè)備流化床基本構(gòu)造

生物流化床是由床體、載體、布水裝置、充氧裝置和脫膜裝置等部分組成。1.床體：平面多呈圓形，多有鋼板焊制，也可以由鋼筋混凝土澆灌砌制。2.載體：是生物流化床的核心部件。石英砂（粒徑0.25-0.5mm)、無(wú)煙煤（粒徑0.5-1.2mm)、活性炭（粒徑0.96-2.14mm)、聚苯乙烯球（粒徑0.3-0.5mm)3.布水裝置：對(duì)生物流化床能夠發(fā)揮正常的凈化功能的重要環(huán)節(jié)，又是填料的承托層。4.充氧裝置:D08-105.脫膜裝置回流水循環(huán)率(R)一般按生物流化床的需氧量確定，計(jì)算公式為：(S0?Se)D?1

O0?OeR=(17-29)式中S0——原污水的BOD5值，mg/L；

Se——處理水的BOD5值，mg/L；

D——去除每kgBOD5所需的氧量，對(duì)城市污水，此值一般為1.2~1.4kgO2/BOD5；

O0——原污水的溶解氧含量，mg/L；

Oe——處理水的溶解氧含量，mg/L。

R值確定后還應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)校核載體是否流化，一般R值應(yīng)以使載體流化為準(zhǔn)。2.氣流動(dòng)力流化床

本工藝亦稱三相生物流化床，即污水(液)、載體(固)及空氣(氣)三相同步進(jìn)入床體(參見(jiàn)下圖)。這種生物流化床，具有如下各項(xiàng)特征：⑴高速去除有機(jī)污染物，BOD－容積負(fù)荷率可高達(dá)

5kg/(m3·d)，處理水BOD值可保證在20mg/L以下(城 市污水)；⑵便于維護(hù)運(yùn)行，對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)有一定的適應(yīng)性；⑶占地少，在同一水量水質(zhì)的條件下，在同一處理水質(zhì)的要求下，設(shè)備占地面積只為活性污泥法的1/5~1/8。氣流動(dòng)力流化床(三相流化床)構(gòu)造示意3.機(jī)械攪拌流化床又稱懸浮粒子生物膜處理工藝，特點(diǎn)如下：⑴降解速率高，反應(yīng)室單位容積載體的比表面積 較大，可達(dá)8000~9000m2/m3；⑵用機(jī)械攪動(dòng)的方式使載體流化、懸浮，反應(yīng)可 保持均一性，生物膜與污水接觸的效率較高；⑶MLVSS值比較固定，勿需通過(guò)運(yùn)行加以調(diào)整。機(jī)械攪拌流化床構(gòu)造示意圖生物流化床的優(yōu)缺點(diǎn)生物流化床的主要優(yōu)點(diǎn)濾床具有巨大的表面積容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)微生物活性強(qiáng)

傳質(zhì)效果好

生物流化床每單位體積表面積比其他生物膜大，單位床體的生物量很高（10～14g/L），傳質(zhì)速度快，廢水一進(jìn)入床內(nèi)，很快被混合稀釋。

對(duì)同類廢水，在相同處理?xiàng)l件下，其生物膜的呼吸速率約為活性污泥的兩倍，可見(jiàn)其反應(yīng)速率快，微生物的活性較強(qiáng)。

由于載體顆粒在床體內(nèi)處于劇烈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，氣－固－液界面不斷更新，因此傳質(zhì)效果好，這有利于微生物隨污染物的吸附和降解，加快了生化反應(yīng)速率。生物流化床的主要缺點(diǎn)防堵塞曝氣方法進(jìn)水配水系統(tǒng)的選用生物顆粒流失設(shè)備的磨損較固定床嚴(yán)重，載體顆粒在湍動(dòng)過(guò)程種會(huì)被磨損變小。

設(shè)計(jì)時(shí)存在著生產(chǎn)放大方面的問(wèn)題：17.6其他生物膜法工藝

近年來(lái)涌現(xiàn)出大量生物膜反應(yīng)器(Hibridbio-reactors)：?微孔膜生物反應(yīng)器(MembraneBiofilmReactor)?氣提式生物膜反應(yīng)器(Air-lifts)?移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MovingBedBiofilmReactor)?合式活性污泥生物膜反應(yīng)器(HybridActivatedSludge-Biofilm Reactor)?序批式生物膜反應(yīng)器(SequencingBatchBiofilmReactor)?升流式厭氧污泥床-厭氧生物濾池(UpflowAnaerobicSludge Blanket–AnaerobicFilters)?附著生長(zhǎng)穩(wěn)定塘(Attached-growthPonds)，等等。17.6.1微孔膜生物反應(yīng)器1、適用范圍：含毒性或揮發(fā)性有機(jī)物為主的工業(yè)廢水。2、凈化原理與過(guò)程：膜上生長(zhǎng)微生物，膜內(nèi)為污水，膜外為處理后的水和曝氣17.6.2移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器

移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MBBR）是近年來(lái)頗受研究者重視的另一種革新型生物膜反應(yīng)器，它是為解決固定床反應(yīng)器需定期反沖洗、流化床需使載體流化、淹沒(méi)式生物濾池堵塞需清洗濾料和更換曝氣器的復(fù)雜操作而發(fā)展起來(lái)的。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下，當(dāng)反應(yīng)器承受較高的有機(jī)負(fù)荷時(shí)，表現(xiàn)出良好的有機(jī)物去除率。中試結(jié)果表明，當(dāng)采用連續(xù)流操作方式時(shí)，該反應(yīng)器可成功地用于經(jīng)初沉后污水的硝化；當(dāng)采用間歇流操作方式時(shí)，則又可成功地用于反硝化。該工藝可靠，易于操作，適用于小型污水處理廠的設(shè)計(jì)或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的活性污泥處理系統(tǒng)的改造。好氧移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(Rustenetal.,1998)?生物膜工藝與懸浮生長(zhǎng)工藝聯(lián)合的方式主要有兩大類，?其一是生物膜與活性污泥在同一構(gòu)筑物內(nèi)共同存在的組合即復(fù)合式生物膜反應(yīng)器；?其二為生物膜系統(tǒng)與懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)按串聯(lián)方式組合，其 中生物膜反應(yīng)器類型主要包括塔式生物濾池、普通生物 濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)，懸浮生長(zhǎng)反應(yīng)器主要包括活性污泥曝 氣池(或小型接觸渠)和穩(wěn)定塘。?對(duì)聯(lián)合處理工藝有多種不同的命名，如兩級(jí)工藝、串聯(lián)序列、聯(lián)合工藝、雙重工藝、投料曝氣等等。17.7復(fù)合式、聯(lián)合式生物膜處理工藝?17.7.1、復(fù)合式生物膜反應(yīng)器?1）活性污泥-生物膜反應(yīng)器載體：粉末活性炭、無(wú)煙煤、多孔泡沫塑料方塊、多孔海綿、塑料網(wǎng)格和塑料泡沫粒、廢棄的輪胎顆粒。改擴(kuò)建項(xiàng)目。?2）序批式載體：