城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)-城鎮(zhèn)污水的生物膜法處理

生物膜與生物膜法主要內(nèi)容本知識(shí)點(diǎn)主要講授：一、生物膜

二、生物膜法三、生物膜法的分類四、生物膜處理法的特征一、生物膜生物膜1、生物膜及生物膜法的由來(lái)

（1）人們利用污水灌溉農(nóng)田，發(fā)現(xiàn)了土壤滲濾作用對(duì)污水中有機(jī)物有凈化作用。（2）1893年英國(guó)在實(shí)驗(yàn)室中人工培養(yǎng)生物膜取得了成功，并于1900年應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。

生物膜

2、生物膜形成過(guò)程

當(dāng)含有大量有機(jī)污染物的污水連續(xù)不斷地通過(guò)某種固體介質(zhì)表面時(shí)，在介質(zhì)的表面上會(huì)逐漸生長(zhǎng)出各種微生物，當(dāng)微生物的質(zhì)（活性）與量（數(shù)量）積累到一定程度，便形成了生物膜。

生物膜生物膜

3、生物膜的組成（1）生物體：包括是由細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物和一些藻類。（2）吸附的有機(jī)物質(zhì)、無(wú)機(jī)顆粒。（3）降解的中間產(chǎn)物。生物膜生物膜4、生物膜凈化污水的機(jī)理

當(dāng)污水與生物膜接觸時(shí)，污水中的有機(jī)物，作為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，被微生物所攝取，污水得到凈化，微生物本身也在繁殖、生長(zhǎng)。

空氣中氧溶解于流動(dòng)水層中；污水中有機(jī)物由流動(dòng)水層傳遞到附著水層，再進(jìn)入生物膜；微生物代謝有機(jī)物。代謝產(chǎn)物沿相反的方向從生物膜經(jīng)過(guò)附著水排到流動(dòng)水層及空氣中去，使污水得到凈化。同時(shí)，微生物不斷繁殖，生物膜厚度不斷增加。造成厭氧層厚度不斷增加。增厚到一定程度，老化，脫落。

生物膜結(jié)構(gòu)及其工作示意圖二、生物膜法生物膜法1、生物膜反應(yīng)器利用生物膜凈化污水的裝置稱為生物膜反應(yīng)器。

迄今為止，屬于生物膜處理法的反應(yīng)器有生物濾池（包括普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池）、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床及生物接觸氧化池等。生物膜法接觸氧化池普通生物濾池生物膜法膜生物反應(yīng)池生物膜法生物轉(zhuǎn)盤生物膜法三相生物流化床兩相生物流化床生物膜法曝氣生物濾池生物膜法2、生物膜法及基本工藝流程生物膜法，即采用生物膜反應(yīng)器處理污水的方法。其基本工藝流程如下圖所示。生物膜法3、生物膜法實(shí)例三、生物膜法的分類生物膜法的分類1、分類的依據(jù)按生物膜與污水的接觸方式不同，生物膜法可分為充填式和浸沒(méi)式兩類。生物膜法的分類2、充填式生物膜法充填式生物膜法的填料（載體）不被污水淹沒(méi)，自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)供氧，污水流過(guò)填料表面或盤片旋轉(zhuǎn)浸過(guò)污水，如生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤等。生物膜法的分類生物轉(zhuǎn)盤生物膜法的分類生物濾池生物膜法的分類3、浸沒(méi)式生物膜法浸沒(méi)式生物膜法的填料完全浸沒(méi)于水中，一般采用鼓風(fēng)曝氣供氧，如接觸氧化和生物流化床等。生物膜法的分類接觸氧化池生物膜法的分類三相生物流化床兩相生物流化床四、生物膜處理法的特征生物膜處理法的特征

1.微生物相方面的特征①參與凈化反應(yīng)的微生物多樣化。②生物的食物鏈較長(zhǎng)。③硝化菌得以增長(zhǎng)繁殖。④各段具有優(yōu)勢(shì)菌種。生物膜處理法的特征2.處理工藝方面的特征①運(yùn)行管理方便、耗能較低②具有硝化作用③抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)④污泥沉降脫水性能好生物濾池主要內(nèi)容本知識(shí)點(diǎn)主要講授：一、生物濾池及其分類二、普通生物濾池的構(gòu)造三、高負(fù)荷生物濾池的構(gòu)造四、塔式生物濾池的構(gòu)造五、生物濾池的運(yùn)行方式六、生物濾池的性能七、生物濾池的設(shè)計(jì)

一、生物濾池及其分類生物濾池及其分類1、生物濾池的產(chǎn)生與發(fā)展第一代生物濾池（滴濾池）。亦稱為低負(fù)荷生物濾池。

生物濾池及其分類1、生物濾池的產(chǎn)生與發(fā)展為了提高生物濾池的處理效率，20世紀(jì)中期，人工制造的濾料的出現(xiàn)，由于其比表面積大，濾料之間的空隙大，質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)，提高了生物濾池的負(fù)荷，減小了占地面積，高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池工藝得到了發(fā)展。

生物濾池及其分類2、分類生物濾池可分為普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池。

二、普通生物濾池的構(gòu)造普通生物濾池的構(gòu)造1.普通生物濾池的構(gòu)造普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)四部分組成普通生物濾池的構(gòu)造①池體：普通生物濾池在平面上多呈方形或矩形。四周圍以池壁，池壁起圍擋濾料的作用，一般用磚石或混凝土筑造．池壁要能承受濾料的壓力，池壁高度一般應(yīng)高出濾池表面0.4～0.5m．普通生物濾池的構(gòu)造②濾料：濾料是生物濾池的主體，對(duì)生物濾池的凈化功能有直接的影響，對(duì)濾料的要求是：具有較大的比表面積，以利于形成較高的生物量；較大的空隙率，以利于氧的供應(yīng)和氧的傳遞；具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，耐腐蝕性強(qiáng)；價(jià)格低廉，能夠就地取材。常用實(shí)心拳狀濾料，主要有碎石、卵石、爐渣和焦炭等。濾料分為工作層和承托層。普通生物濾池的構(gòu)造

③布水系統(tǒng)

生物濾池布水系統(tǒng)的作用是向?yàn)V料表面均勻地布水。若布水不均勻，會(huì)造成某一部分濾料負(fù)荷過(guò)大，而另一部分負(fù)荷不足。

普通生物濾池常用的布水系統(tǒng)是固定噴嘴式布水系統(tǒng)。這種布水裝置的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方便，易于管理和受氣候影響較小，缺點(diǎn)是需要的水頭較大(20m)。圖4.3.4

固定噴嘴式布水系統(tǒng)普通生物濾池的構(gòu)造④排水系統(tǒng)生物濾池的排水系統(tǒng)設(shè)在濾池的底部，其作用為排除處理后的污水、保證濾池有良好的通風(fēng)和支撐濾料。排水系統(tǒng)包括滲水裝置、集水溝和排水渠。滲水裝置有多種，常用的是混凝土板式滲水裝置。滲水裝置的作用是支撐濾料，排除濾過(guò)的污水，進(jìn)入空氣。三、高負(fù)荷生物濾池的構(gòu)造高負(fù)荷生物濾池的構(gòu)造高負(fù)荷生物濾池的構(gòu)造

高負(fù)荷生物濾池的構(gòu)造與普通生物濾池基本相同，由于其布水系統(tǒng)對(duì)采用旋轉(zhuǎn)布水器，故其平面尺寸多為圓形。旋轉(zhuǎn)布水器示意圖高負(fù)荷生物濾池的構(gòu)造

高負(fù)荷生物濾池的濾料與普通生物濾池不同。其濾料粒徑一般為40～100mm，大于普通生物濾池，濾料的空隙率較高，濾料層高一般為2.0m。差別主要表現(xiàn)在布水裝置。四、塔式生物濾池的構(gòu)造塔式生物濾池的構(gòu)造

塔式生物濾池主要由塔身、濾料、布水設(shè)備、通風(fēng)裝置和排水系統(tǒng)所組成。（1）塔身塔身起圍擋濾料的作用，可用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼框架與塑料板面的混合結(jié)構(gòu)。塔式生物濾池的構(gòu)造（2）濾料塔濾中所采用濾料大多為輕質(zhì)高孔隙率的塑料濾料。其形狀可做成蜂窩狀；波紋狀等。塔式生物濾池的構(gòu)造（3）布水裝置與一般的生物濾池相同，也廣泛使用旋轉(zhuǎn)布水器，也采用固定式穿孔管。（4）通風(fēng)裝置塔濾一般都采取自然通風(fēng)，也可以采用人工機(jī)械通風(fēng)。（5）排水系統(tǒng)塔濾的出水匯集于塔底的集水槽，然后通過(guò)渠道送往沉淀池進(jìn)行生物膜與水的分離。五、生物濾池的運(yùn)行方式生物濾池的運(yùn)行方式

生物過(guò)濾法系統(tǒng)基本上由初沉池、生物濾池、二次沉淀池組合而成，其組合型式有單級(jí)運(yùn)行系統(tǒng)和多級(jí)運(yùn)行系統(tǒng)。生物濾池的運(yùn)行方式

初沉池生物濾池二沉池1、單級(jí)直流系統(tǒng)

單級(jí)直流系統(tǒng)多用于低負(fù)荷生物濾池。生物濾池的運(yùn)行方式2、單級(jí)回流系統(tǒng)。

上圖的處理水回流至生物濾池前，用以加強(qiáng)表面負(fù)荷，又不加大初沉池的容積，但二次沉淀池要適當(dāng)大些。初沉池生物濾池二沉池生物濾池的運(yùn)行方式2、單級(jí)回流系統(tǒng)

上圖是生物濾池出水直接回流到生物濾池前，可加大表面負(fù)荷，又利用生物接種，促進(jìn)生物膜更新，這個(gè)系統(tǒng)的兩個(gè)沉淀池都比較小。

初沉池生物濾池二沉池生物濾池的運(yùn)行方式2、單級(jí)回流系統(tǒng)下圖是不設(shè)二沉池，濾池出水回流到初沉池前，加強(qiáng)初沉池生物絮凝作用，促進(jìn)沉淀效果。初沉池生物濾池生物濾池的運(yùn)行方式3、二級(jí)直流系統(tǒng)初沉池生物濾池二沉池生物濾池初沉池生物濾池終沉池生物濾池二沉池二級(jí)直流系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：濾層深度可適當(dāng)減小，通風(fēng)條件好，兩次灑水充氧，出水水質(zhì)較好些。缺點(diǎn)：增加了提升泵，加大了占地面積。初沉池生物濾池二沉池生物濾池提升泵提升泵初沉池生物濾池提升泵終沉池生物濾池提升泵二沉池生物濾池的運(yùn)行方式4、二級(jí)回流系統(tǒng)生物濾池的運(yùn)行方式采用回流的優(yōu)點(diǎn)是：

增大水力負(fù)荷、促進(jìn)生物膜的脫落、防止堵塞；污水被稀釋，降低了基質(zhì)濃度；可向生物濾池連續(xù)接種，促進(jìn)生物膜的生長(zhǎng)；提高進(jìn)水的溶解氧；由于進(jìn)水量增加，有可能采用水力旋轉(zhuǎn)布水器；防止濾池滋生蚊蠅。

生物濾池的運(yùn)行方式采用回流的缺點(diǎn)是：

縮短污水在濾池中的停留時(shí)間；灑水量大，將降低生物膜吸附有機(jī)物的速度；回流水中難降解的物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生積累,以及冬天使池中水溫降低等。生物濾池的運(yùn)行方式

5、二級(jí)交流運(yùn)行系統(tǒng)每一生物濾池可交替作為一級(jí)和二級(jí)使用，循環(huán)往復(fù)，使負(fù)荷率比一般二級(jí)系統(tǒng)提高2～3倍。六、生物濾池的性能生物濾池的性能生物膜法與活性污泥法的比較生物濾池的性能與活性污泥工藝不同的是，在生物濾池中常采用出水回流，而基本不會(huì)采用污泥回流，因此從二沉池排出的污泥全部作為剩余污泥進(jìn)入污泥處理流程進(jìn)行進(jìn)一步的處理。七、生物濾池的設(shè)計(jì)生物濾池的設(shè)計(jì)1.普通生物濾池的設(shè)計(jì)與計(jì)算濾料的選定濾料容積的確定濾池深度和平面尺寸的確定布水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算濾料容積可以按容積負(fù)荷計(jì)算：（m3）濾池表面積：（m2）求出濾池面積后，用水力負(fù)荷校核，水力負(fù)荷值應(yīng)在10～30ｍ3/（m2濾料·d）。生物濾池的設(shè)計(jì)生物濾池的設(shè)計(jì)2.高負(fù)荷生物濾池工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算高負(fù)荷生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算分為：濾池的計(jì)算與設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)布水器的計(jì)算與設(shè)計(jì)濾池容積的負(fù)荷率計(jì)算按日平均污水量計(jì)算，進(jìn)入濾池的污水，當(dāng)BOD5大于200mg/L時(shí)，必須加回流水稀釋。在進(jìn)行工藝計(jì)算前，首先應(yīng)確定進(jìn)入濾池的污水經(jīng)回流稀釋后的BOD5值La，以及回流稀釋倍數(shù)。經(jīng)處理水稀釋后，進(jìn)入濾池污水的BOD5值為：回流比可按下式求得：按容積負(fù)荷計(jì)算，濾料容積V：濾池表面積A：按水力負(fù)荷計(jì)算，濾池表面積A：Nq——濾池表面水力負(fù)荷，m3污水/（m2·濾料d），一般為10~30m3/（m2

·d）。

練習(xí)題：某城鎮(zhèn)設(shè)計(jì)人口N=60000人，污水量標(biāo)準(zhǔn)250L/人·d，排放的BOD5量為30g/人·d。鎮(zhèn)內(nèi)有一座工廠，污水量2000m3/d，BOD5值為1000mg/L。混合污水冬季平均溫度為15℃，年平均氣溫10℃。濾料層厚度為H=2.0m，采用旋轉(zhuǎn)布水器布水，要求處理后出水BOD5≤30mg/L。生物轉(zhuǎn)盤主要內(nèi)容本知識(shí)點(diǎn)主要講授：一、生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造二、生物轉(zhuǎn)盤的工作原理與運(yùn)行特征三、生物轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)四、生物轉(zhuǎn)盤的發(fā)展一、生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造

生物轉(zhuǎn)盤是由盤片，接觸反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動(dòng)裝置所組成。

生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造1、盤片長(zhǎng)期以來(lái)多采用圓形或正多邊形。2、接觸反應(yīng)槽接觸反應(yīng)槽可用鋼板制作，也可采用鋼筋混凝土或磚砌。

生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造3、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸一般采用碳鋼，軸長(zhǎng)一般應(yīng)控制在0.5～6.0m，有時(shí)可達(dá)7～8m。4、驅(qū)動(dòng)裝置生物轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動(dòng)裝置包括動(dòng)力設(shè)備和減速裝置兩部分。

二、生物轉(zhuǎn)盤的工作原理與運(yùn)行特征生物轉(zhuǎn)盤的工作原理與運(yùn)行特征1、生物轉(zhuǎn)盤工作原理轉(zhuǎn)盤表面的生物膜與廢水接觸時(shí)，生物膜吸附廢水中的有機(jī)物，同時(shí)也分解所吸附的有機(jī)物；與空氣接觸時(shí)，可吸附空氣中的氧，并繼續(xù)氧化所吸附的有機(jī)物。反復(fù)循環(huán)，使廢水中的有機(jī)物在好氧微生物（即生物膜）作用下得到凈化。盤片上的生物膜不斷生長(zhǎng)和不斷自行脫落，所以在轉(zhuǎn)盤后應(yīng)設(shè)二次沉淀池。生物轉(zhuǎn)盤的工作原理與運(yùn)行特征生物轉(zhuǎn)盤的工作原理與運(yùn)行特征城市污水生物轉(zhuǎn)盤處理工藝流程圖

生物轉(zhuǎn)盤的工作原理與運(yùn)行特征

根據(jù)轉(zhuǎn)軸和盤片的布置形式，生物轉(zhuǎn)盤可分為單軸單級(jí)，單軸多級(jí)和多軸多級(jí)式。級(jí)數(shù)的多少主要根據(jù)污水性質(zhì)、出水要求而確定。一般城市污水多采用四級(jí)轉(zhuǎn)盤進(jìn)行處理。應(yīng)當(dāng)注意，首級(jí)負(fù)荷高、供氧不足，應(yīng)采取加大盤片面積、增加轉(zhuǎn)速來(lái)解決供氧不足問(wèn)題。

單軸4級(jí)生物轉(zhuǎn)盤圖

3軸3級(jí)生物轉(zhuǎn)盤圖

生物轉(zhuǎn)盤的工作原理與運(yùn)行特征生物轉(zhuǎn)盤的工作原理與運(yùn)行特征2、生物轉(zhuǎn)盤運(yùn)行特征①處理污水成本較低。②接觸反應(yīng)時(shí)間短。③生物相分級(jí)。④產(chǎn)生的污泥量少。⑤能夠處理高濃度及低濃度的污水。⑥具有除磷功能。⑦易于維護(hù)管理。⑧噪聲低，無(wú)不良?xì)怏w味。三、生物轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)生物轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)1、生物轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)與計(jì)算主要內(nèi)容（1）求出所需轉(zhuǎn)盤的總面積（2）盤片總片數(shù)（3）接觸氧化槽總?cè)莘e（4）轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度及污水在接觸氧化槽的停留時(shí)間等（1）轉(zhuǎn)盤總面積A面積負(fù)荷率NA是指單位盤片表面積在1d內(nèi)能承受的并使轉(zhuǎn)盤達(dá)到預(yù)期處理效果的BOD5的量，單位以gBOD5/(m2·d)表示；水力負(fù)荷率Ng是指單位盤片表面積在1d內(nèi)能夠接收并使轉(zhuǎn)盤達(dá)到預(yù)期處理效果的污水量，單位以m3/(m2·d)表示。轉(zhuǎn)盤總面積或(2).轉(zhuǎn)盤的總片數(shù)M當(dāng)圓形轉(zhuǎn)盤直徑為D，盤片數(shù)當(dāng)轉(zhuǎn)盤為多邊形,單片轉(zhuǎn)盤面積為a，盤片數(shù)（4）接觸反應(yīng)槽的容積接觸反應(yīng)槽的容積與槽的斷面形式有關(guān)，當(dāng)采用半圓形接觸反應(yīng)槽時(shí)，其總有效容積V(m3)和凈有效容積V(m3)（5）接觸時(shí)間ta污水在氧化槽內(nèi)的平均接觸時(shí)間（停留時(shí)間）為：練習(xí)題：某住宅小區(qū)人口10000人，排水量標(biāo)準(zhǔn)100L/(人·d)，經(jīng)沉淀處理后BOD5值為135mg/L，處理水的BOD5值不得大于15mg/L。擬采用生物轉(zhuǎn)盤處理，試進(jìn)行生物轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)。(參考教材)四、生物轉(zhuǎn)盤的發(fā)展（1）空氣驅(qū)動(dòng)式生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤的發(fā)展圖4.3.14空氣驅(qū)動(dòng)式生物轉(zhuǎn)盤在轉(zhuǎn)盤邊緣設(shè)集氣槽，轉(zhuǎn)盤下面偏離中心位置設(shè)曝氣裝置。空氣離開(kāi)曝氣器后，在上升過(guò)程中被集氣槽捕集，在轉(zhuǎn)盤一側(cè)產(chǎn)生浮力使之旋轉(zhuǎn)。該工藝主要用于城市污水二級(jí)處理和氮素消化。生物轉(zhuǎn)盤的發(fā)展

（2）合建式生物轉(zhuǎn)盤合建式生物轉(zhuǎn)盤將生物轉(zhuǎn)盤與二次沉淀池合建為一體。它將二沉池分成兩層，中間用底板隔開(kāi)，轉(zhuǎn)盤在上層，沉淀區(qū)在下層。圖4.3.15合建式生物轉(zhuǎn)盤（3）活性污泥－生物轉(zhuǎn)盤復(fù)合工藝在活性污泥曝氣池上設(shè)生物轉(zhuǎn)盤，以提高原有設(shè)備的處理效率。圖4.3.16活性污泥－生物轉(zhuǎn)盤復(fù)合工藝生物接觸氧化池主要內(nèi)容本知識(shí)點(diǎn)主要講授:一、生物接觸氧化池的構(gòu)造二、生物接觸氧化池的形式三、生物接觸氧化池的特點(diǎn)四、生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)

一、生物接觸氧化池的構(gòu)造生物接觸氧化池的構(gòu)造

生物接觸氧化池主要由池體曝氣裝置、填料床及進(jìn)出水系統(tǒng)組成

生物接觸氧化池構(gòu)造示意圖生物接觸氧化池的構(gòu)造

池體的平面形狀多采用圓形，方形或矩形，其結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土澆注或用鋼板焊制。池體的高度一般為4.5~5.0m，其中填料床高度為3.0~3.5m，底部布?xì)飧叨葹?.6~0.7m，頂部穩(wěn)定水層為0.5~0.6m。生物接觸氧化池中對(duì)填料的性能有如下要求：①要求比表面積大、空隙率高、水流阻力小、流速均勻；②表面粗糙、增加生物膜的附著性，并要外觀形狀、尺寸均一；③化學(xué)與生物穩(wěn)定性較強(qiáng)，經(jīng)久耐用，有一定的強(qiáng)度；④要就近取材，降低造價(jià)，便于運(yùn)輸。生物接觸氧化池中常用的填料有蜂窩狀填料，波紋板狀填料及軟性與半軟性填料等，如下圖所示。球狀填料彈性立體填料半軟性填料蜂窩填料填料的有關(guān)性能指標(biāo)見(jiàn)下表二、生物接觸氧化池的形式表面曝氣充氧式采用鼓風(fēng)曝氣，底部進(jìn)水，底部進(jìn)空氣式用鼓風(fēng)曝氣、空氣管側(cè)部進(jìn)氣、上部進(jìn)水式生物接觸氧化池的形式表面曝氣充氧式生物接觸氧化池如圖所示，池中心為曝氣區(qū)，池上面安裝表面機(jī)械曝氣設(shè)備，污水從池底中心配入，中心曝氣區(qū)的周圍充滿填料，稱之為接觸區(qū)。處理水自下向上呈上向流，處理水從池頂部出水堰流出，排出池外。1、表面曝氣充氧式生物接觸氧化池的構(gòu)造2、采用鼓風(fēng)曝氣，底部進(jìn)水，底部進(jìn)空氣式處理水和空氣均從池底部均勻布入填料床上，填料、污水在填料中產(chǎn)生上向流，填料表面的生物膜直接受水流和氣流的沖擊、攪拌、加了生物膜的脫落與更新，使生物膜保持良好的活性，有利于水中有機(jī)污染物質(zhì)的降解，同時(shí)上升流可以避免填料堵塞現(xiàn)象。此外，上升的氣泡經(jīng)填料床時(shí)被切割為更小的氣泡，使得氣泡與水的接觸面積增加,氧的轉(zhuǎn)移率增高。3、用鼓風(fēng)曝氣、空氣管側(cè)部進(jìn)氣、上部進(jìn)水式填料設(shè)在池的一側(cè)，另一側(cè)通入空氣為曝氣區(qū)，原水先進(jìn)入曝氣區(qū)，經(jīng)過(guò)曝氣充氧后，緩緩流經(jīng)填料區(qū)與填料表面的生物膜充分接觸，污水反復(fù)在填料區(qū)和曝氣區(qū)循環(huán)，處理水在曝氣區(qū)排出池體。由于空氣和污水沒(méi)有直接沖擊填料，填料表面的生物膜脫落和更新較慢，但經(jīng)曝氣區(qū)充氧的污水，以相對(duì)靜態(tài)的形式流過(guò)填料區(qū)、有利于污水中有機(jī)污染物的氧化分解。三、生物接觸氧化池的特點(diǎn)生物接觸氧化法是介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的處理技術(shù)，也可以說(shuō)生物接觸氧化法是具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，它綜合了曝氣池和生物濾池兩者的優(yōu)點(diǎn)。生物接觸氧化池的特點(diǎn)

生物接觸氧化池的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；②污泥量少，不產(chǎn)生污泥膨脹，出水水質(zhì)有保證；③不產(chǎn)生濾池蠅，也不散發(fā)臭味；④具有一定的脫氮除磷功能，可用于三級(jí)處理。

缺點(diǎn)：①若運(yùn)行或設(shè)計(jì)不當(dāng)，填料可能發(fā)生堵塞；②布水、布?xì)獠灰拙鶆?。生物接觸氧化池的特點(diǎn)四、生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)生物接觸氧化池工藝設(shè)計(jì)

（1）生物接觸氧化池的工藝流程可分為：一級(jí)處理流程圖二級(jí)處理流程圖多級(jí)處理流程一級(jí)處理流程

生物接觸氧化技術(shù)一段處理流程二級(jí)處理流程生物接觸氧化技術(shù)二段處理流程多級(jí)處理流程多級(jí)處理流程是連續(xù)串聯(lián)3座或多個(gè)接觸氧化池組成的系統(tǒng)。處理水水質(zhì)非常穩(wěn)定。多級(jí)接觸氧化池具有硝化和生物脫氮功能。（2）生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)參數(shù)①生物接觸氧化池的個(gè)數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不少于兩個(gè)，并按同時(shí)工作設(shè)計(jì)。②填料的體積按填料容積負(fù)荷和平均日污水量計(jì)算。填料的容積負(fù)荷應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，對(duì)于生活污水或以生活污水為主的城市污水，容積負(fù)荷一般為1000～1800gBOD5/m3·d。③污水在濾池內(nèi)的有效接觸時(shí)間一般為1～2h。

生物接觸氧化池工藝設(shè)計(jì)（2）生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)參數(shù)④進(jìn)水BOD5濃度應(yīng)控制在100～250mg/L范圍內(nèi)。⑤填料層總高度一般為3m。當(dāng)用蜂窩填料時(shí)，一般應(yīng)分層裝填，每層高為1m蜂窩孔徑應(yīng)不小于5mm。⑥生物接觸氧化池中的溶解氧含量一般應(yīng)維持在2.5～3.5mg/L之間，氣水比為15～20：1。⑦為保證布水布?xì)饩鶆?，每格濾池面積一般應(yīng)不大于25m2。生物接觸氧化池工藝設(shè)計(jì)①生物接觸氧化池的有效容積(填料體積)②濾池總面積③濾池格數(shù)（3）生物接觸氧化池的計(jì)算與其他生化處理構(gòu)筑物類似，仍采用負(fù)荷率法。④校核接觸時(shí)間⑤濾池總高度h1=0.5～0.6(m)h2=0.4～0.5(m)h3=0.2～0.3(m)不考慮進(jìn)入檢修者h(yuǎn)4=0.5(m)，考慮進(jìn)入檢修者：h4=1.5(m)。⑥需氧量例題已知某居民區(qū)污水量Q=2500m3/d，污水BOD5濃度La=100～150mg/L。擬采用生物接觸氧化池處理，出水BOD5濃度Le≤20mg/L。試設(shè)計(jì)生物接觸氧化池。(參考教材)生物流化床主要內(nèi)容

本知識(shí)點(diǎn)主要講授：一、生物流化床的發(fā)展二、生物流化床的構(gòu)造三、生物流化床的類型一、生物流化床的發(fā)展生物流化床的發(fā)展

進(jìn)一步強(qiáng)化生物處理技術(shù)，加強(qiáng)微生物群體降解有機(jī)物的功能，提高生物處理設(shè)備處理污水的效率，其關(guān)鍵的技術(shù)條件是：(1)提高處理設(shè)備單位容積內(nèi)的生物量；(2)強(qiáng)化傳質(zhì)作用，加速有機(jī)物從污水中向微生物細(xì)胞的傳遞過(guò)程。

生物流化床的發(fā)展對(duì)第一項(xiàng)條件采取的技術(shù)措施，是擴(kuò)大微生物棲息、繁殖的表面積，提高生物膜量，同時(shí)還相應(yīng)的提高對(duì)污水的充氧能力。對(duì)第二項(xiàng)條件采取的技術(shù)措施，是強(qiáng)化生物膜與污水之間的接觸，加快污水與生物膜之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

生物流化床的發(fā)展生物膜法發(fā)展過(guò)程，就是對(duì)這兩項(xiàng)條件采取的具體技術(shù)措施的發(fā)展過(guò)程。

70年代出現(xiàn)的生物流化床，為進(jìn)一步解決這二項(xiàng)要求，提供了可能實(shí)現(xiàn)的條件。

流化床是以砂、活性炭、焦炭一類的較小的惰性顆粒為載體充填在床內(nèi)，載體表面被覆著生物膜，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)。載體顆粒小，總體的表面積大(每m3載體的表面積可達(dá)2000～3000m2)，以MLSS計(jì)算的生物量高于任何一種的生物處理工藝。能夠滿足對(duì)生物處理技術(shù)強(qiáng)化提出的第一項(xiàng)要求。

生物流化床的發(fā)展

載體處于流化狀態(tài)，污水從其下部、左、右側(cè)流過(guò)，廣泛而頻繁多次地與生物膜相接觸，又由于載體顆粒小在床內(nèi)比較密集，互相摩擦碰撞，因此，生物膜的活性也較高，強(qiáng)化了傳質(zhì)過(guò)程。又由于載體不停地在流動(dòng)，還能夠有效地防止堵塞現(xiàn)象。這樣第二項(xiàng)條件也得到一定程度的滿足。

生物流化床的發(fā)展

國(guó)內(nèi)、外的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，生物流化床用于污水處理具有BOD—容積負(fù)荷率高、處理效果好、效率高、占地少以及投資省等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行適當(dāng)還可取得脫氮的效果。生物流化床的發(fā)展二、生物流化床的構(gòu)造生物流化床的構(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。

生物流化床的構(gòu)造（1）床體平面多呈圓形，多由鋼板焊制，需要時(shí)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。常用于液動(dòng)流化床的幾種布水裝置生物流化床的構(gòu)造（3）布水裝置均勻布水對(duì)生物流化床能夠發(fā)揮正常的凈化功能是至為重要的環(huán)節(jié)，特別是對(duì)液動(dòng)流化床(二相流化床)更為重要。（4）脫膜裝置及時(shí)脫除老化的生物膜，使生物膜經(jīng)常保持一定的活性，是生物流化床維持正常凈化功能的重要環(huán)節(jié)。氣動(dòng)流化床，一般不需另行設(shè)置脫膜裝置。脫膜裝置主要用于液動(dòng)流化床，可單獨(dú)另行設(shè)立，也可以設(shè)在流化床的上部。生物流化床的構(gòu)造三、生物流化床的類型生物流化床的類型

（1）兩相生物流化床兩相生物流化床靠上升水流使載體流化，床層內(nèi)只存在液固兩相.生物流化床的類型

（2）三相生物流化床三相生物流化床靠上升氣泡的提升力使載體流化，床層內(nèi)存在著氣、固、液三相。三相生物流化床工藝流程曝氣生物濾池主要內(nèi)容本知識(shí)點(diǎn)主要講授:一、曝氣生物濾池及其構(gòu)造二、曝氣生物濾池的特點(diǎn)三、曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)一、曝氣生物濾池及其構(gòu)造曝氣生物濾池

曝氣生物濾池是在普通生物濾池的基礎(chǔ)上，借鑒給水濾池工藝開(kāi)發(fā)的集生物降解和固液分離為一體的污水處理工藝，始于20世紀(jì)80年代末。具有處理流程短、基建投資少、能耗及運(yùn)行成本低、出水水質(zhì)好的特點(diǎn)。該工藝廣泛用于城鎮(zhèn)污水、小區(qū)生活污水、中水處理、生活雜排水和食品加工廢水、釀造和造紙等廢水處理。

根據(jù)曝氣生物濾池水流方向的不同，可分為上向流濾池和下向流濾池上向流曝氣生物濾池（a）濾料相對(duì)密度小于1；（b）濾料相對(duì)密度大于1下向流曝氣生物濾池曝氣生物濾池進(jìn)水狀態(tài)曝氣生物濾池反沖洗狀態(tài)曝氣生物濾池的構(gòu)造（1）濾池池體曝氣生物濾池的形狀有圓形、正方形、矩形三種，結(jié)構(gòu)形式有鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等。（2）承托層用于支撐濾料，防止濾料流失和堵塞濾頭，保持反沖洗穩(wěn)定。承托層常用材質(zhì)為卵石或磁鐵礦。曝氣生物濾池的構(gòu)造（3）布水系統(tǒng)包括濾池最下部的配水室和濾板上的配水濾頭，上向流濾池配水室的作用是使進(jìn)入濾池的污水能在短時(shí)間內(nèi)在配水室內(nèi)混合均勻，并通過(guò)配水濾頭均勻流向?yàn)V料層。布水系統(tǒng)除作為濾池運(yùn)行時(shí)配水外，也是濾池反沖洗時(shí)的布水裝置。下向流濾池布水系統(tǒng)主要用作濾池的反沖洗布水和收集凈化水。曝氣生物濾池的構(gòu)造（4）布?xì)庀到y(tǒng)包括正常運(yùn)行時(shí)曝氣所需的曝氣系統(tǒng)和進(jìn)氣/水聯(lián)合反沖洗時(shí)的供氣系統(tǒng)兩部分。（5）反沖洗系統(tǒng)采用氣/水聯(lián)合反沖洗，其目的是去除生物濾池運(yùn)行過(guò)程中截留的各種顆粒及膠體污染物，以及老化脫落的生物膜。曝氣生物濾池的構(gòu)造（6）出水系統(tǒng)有周邊出水和單側(cè)堰出水等方式。在大、中型污水處理工程中，為工藝布置方便，一般采用單側(cè)堰出水。（7）自控系統(tǒng)二、曝氣生物濾池的特點(diǎn)曝氣生物濾池特點(diǎn)（1）氣液在濾料間隙充分接觸，由于氣、液、固三相接觸，氧的轉(zhuǎn)移率較高，動(dòng)力消耗較低；（2）具有截留原污水中懸浮物與脫落的生物污泥的功能，無(wú)需設(shè)沉淀池，占地面積小；（3）以3～5mm的小顆粒作為濾料，比表面積大，易被微生物附著；曝氣生物濾池特點(diǎn)（4）池內(nèi)能夠保持較高的生物量，加上濾料的截留作用，污水處理效果好；（5）無(wú)需污泥回流，也無(wú)污泥膨脹之虞，如反沖洗全部自動(dòng)化，則維護(hù)管理也較方便。（6）對(duì)進(jìn)水的SS要求較高；曝氣生物濾池特點(diǎn)（7）水頭損失較大，水的總提升高度較大；（8）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)造成較大的沖擊負(fù)荷；（9）設(shè)計(jì)或運(yùn)行管理不當(dāng)時(shí)，會(huì)造成濾料隨水流失。三、曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)包括濾池池體和反沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩部分。（1）設(shè)計(jì)參數(shù)①濾池的池型可采用上向流或下向流兩種進(jìn)水方式。濾池個(gè)數(shù)（格數(shù)）一般不應(yīng)少于2個(gè)。②濾池前應(yīng)設(shè)沉砂池、初沉池或絮凝沉淀池等預(yù)處理設(shè)施，進(jìn)水懸浮固體濃度不宜大于60mg/L。曝氣生物濾池后一般不設(shè)二沉池。曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)③池體高度應(yīng)考慮配水區(qū)、承托層、濾料層、清水區(qū)和超高等，池體高度一般為5~7m。④布水布?xì)庀到y(tǒng)有濾頭布水布?xì)庀到y(tǒng)、穿孔板布水布?xì)庀到y(tǒng)和大阻力布水布?xì)庀到y(tǒng)。城市污水處理宜采用濾頭布水布?xì)庀到y(tǒng)。曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)⑤濾池宜分別設(shè)置充氧曝氣和反沖洗供氣布?xì)庀到y(tǒng)。過(guò)濾速率為2~8m3/（m2?h)，曝氣速率4~15m3/（m2?h)。曝氣裝置可采用單孔膜空氣擴(kuò)散器或穿孔管曝氣。曝氣管的位置宜設(shè)在承托層中。曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)⑥濾料承托層宜選用機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性良好的卵石，并按一定級(jí)配設(shè)置。其級(jí)配自上而下一般為2~4mm，4~8mm,,8~16mm,高度分別為50mm，100mm，100mm。曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)⑦濾料層應(yīng)選擇具有強(qiáng)度高、不易磨損、孔隙率高、比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性好、易掛膜、相對(duì)密度小、耐沖洗和不易堵塞的濾料，宜選用球形輕質(zhì)多孔陶粒濾料或塑料球形濾料。濾料層高一般為2.0~4.5m。曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)⑧曝氣生物濾池的容積負(fù)荷應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，無(wú)條件試驗(yàn)時(shí)，曝氣生物濾池的5日生化需氧量容積（以濾料計(jì)）負(fù)荷宜為3~6kgBOD5m3/（m2?d),硝化容積負(fù)荷（以NH3—N計(jì)）宜為0.1~0.5kgNH3—N/（㎡?d),反硝化容積負(fù)荷（以H3—N計(jì)）宜為0.8~4.0kgH3—N(m3?d)。曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)⑨反沖洗系統(tǒng)宜采用氣/水聯(lián)合反沖洗。反沖洗空氣強(qiáng)度宜為10~15L/（m2?s)，反沖洗水強(qiáng)度不應(yīng)超過(guò)8L/（m2?s).工作周期一般為24~72h,沖洗時(shí)間30~40min。（2）設(shè)計(jì)方法曝氣生物濾池的設(shè)計(jì)計(jì)算一般采用容積負(fù)荷法。①濾料體積②濾料面積：③校核水力負(fù)荷Lq（過(guò)濾速率）④濾池總高度：H=h1+h2+h3+h4+h5

⑤反沖洗系統(tǒng)計(jì)算按設(shè)計(jì)要求選取適當(dāng)?shù)臎_洗強(qiáng)度，然后按下式計(jì)算：

Q氣=q氣×A式中Q氣——濾池沖洗需氣量，m3；

q氣——空氣沖洗強(qiáng)度，m3/（m2?h)A——濾池面積，m2。同理：

Q水=q水×A式中Q水——濾池沖洗需水量，m3；

q水——水沖洗強(qiáng)度，m3/（m2?h)。然后按設(shè)計(jì)要求校核沖洗水量，確定工作周期及沖洗時(shí)間。[例4.3.3]某污水廠污水量Q=6000m3/d，進(jìn)水BOD5濃度S0=160mg/L，進(jìn)水溶解BOD5濃度Se≤20mg/L。擬采用曝氣生物濾池處理，試進(jìn)行曝氣生物濾池工藝設(shè)計(jì)計(jì)算。（參考教材）

生物膜法運(yùn)行管理本知識(shí)點(diǎn)主要講授：一、生物膜的培養(yǎng)二、生物濾池運(yùn)行中異常問(wèn)題及其處理措施三、生物轉(zhuǎn)盤異常問(wèn)題及其預(yù)防措施主要內(nèi)容一、生物膜的培養(yǎng)

處理含有毒有害物質(zhì)的工業(yè)污水時(shí)，在濾池正常運(yùn)行前，要有一個(gè)讓微生物適應(yīng)新環(huán)境、迅速繁殖壯大的階段，稱為“馴化－掛膜”階段。

馴化－掛膜有兩種方式，一種方式是從其它工廠污水站或城市污水廠取來(lái)活性污泥或生物膜碎屑(都取自二次沉淀池)，進(jìn)行馴化、掛膜。另一種方式是先用生活污水，城市污水、河水進(jìn)行運(yùn)行和掛膜，然后逐漸增加工業(yè)污水進(jìn)行馴化。

生物膜的培養(yǎng)

生物膜法的投產(chǎn)有一個(gè)生物膜的培養(yǎng)與馴化的階段。這一階段一方面是使微生物生長(zhǎng)、繁殖直到濾料表面長(zhǎng)滿生物膜，微生物的數(shù)量滿足污水處理的要求；另一方面則是使微生物能逐漸適應(yīng)所處理的污水水質(zhì)，即馴化微生物。當(dāng)生物膜的培養(yǎng)與馴化結(jié)束，生物濾池便可按設(shè)計(jì)方案正常運(yùn)行。二、生物濾池運(yùn)行中異常問(wèn)題

及其處理措施

濾池積水濾池蠅問(wèn)題臭味濾池表面結(jié)冰問(wèn)題布水管及噴嘴的堵塞問(wèn)題蝸牛、苔蘚和蟑螂問(wèn)題生物膜過(guò)厚的問(wèn)題濾池泥穴問(wèn)題問(wèn)題生物濾池運(yùn)行中異常問(wèn)題及其處理措施

（1）濾池積水原因有：①濾料的粒徑太小或不夠均勻；②由于溫度的驟變使濾料破裂以致堵塞孔隙；③初級(jí)處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，導(dǎo)致濾池進(jìn)水中的懸浮物濃度過(guò)高；④生物膜的過(guò)度剝落堵塞了濾料間的孔隙；⑤濾料的有機(jī)負(fù)荷過(guò)高。生物濾池運(yùn)行中異常問(wèn)題及其處理措施

濾池積水的預(yù)防和補(bǔ)救措施有：①耙松濾池表面的濾料；②用高壓水流沖洗濾料表面；③停止運(yùn)行積水面積上的布水器，讓連續(xù)的廢水流將濾料上的生物膜沖走；④向?yàn)V池進(jìn)水中投配一定量的游離氯（15毫克/升），歷時(shí)數(shù)小時(shí)，隔周投配。投配時(shí)間可在晚間低流量時(shí)期，以減小氯的需要量；

濾池積水的預(yù)防和補(bǔ)救措施有：⑤停轉(zhuǎn)濾池一天或更長(zhǎng)一些時(shí)間以便使積水濾干；⑥對(duì)于有水封墻和可以封住排水渠的濾池，可用污水淹沒(méi)濾池并持續(xù)至少一天的時(shí)間；⑦如以上方法均無(wú)效時(shí)，可以更換濾料，這樣做能比清洗舊濾料更經(jīng)濟(jì)。（2）濾池蠅問(wèn)題濾池蠅是一種小型昆蟲(chóng)，幼蟲(chóng)在濾池的生物膜上滋生，成體蠅在池周圍飛翔，可飛越普通的窗紗，進(jìn)入人體的眼、耳、口鼻等處，它的飛翔能力僅為方圓數(shù)百米，但可隨風(fēng)飛的更遠(yuǎn)。濾池蠅的生長(zhǎng)周期隨氣溫的上升而縮短，從15℃的22天到29℃的7天不等。在環(huán)境干濕交替條件下發(fā)生最頻。濾池蠅的危害主要是影響環(huán)境衛(wèi)生。

防治濾池蠅的方法有：①生物濾池連續(xù)進(jìn)水不可間斷；②按照與減少積水相類似方法減少過(guò)量的生物膜；③每周或隔周用污水淹沒(méi)濾池一天；④徹底沖淋濾池暴露部分的內(nèi)壁，如盡可能延長(zhǎng)布水橫管，使廢水能灑布于壁上，若池壁保持潮濕，則濾池蠅不能生存；防治濾池蠅的方法有：⑤在廠區(qū)內(nèi)消除濾池蠅的避難所；⑥在進(jìn)水中加氯，使余氯為0.5～1mg/L，加藥周期為1～2周，以避免濾池蠅完成生命周期；⑦在濾池壁表面施藥殺滅欲進(jìn)入濾池的成蠅，施藥周期約4～6周，即可控制池蠅。但在施藥前應(yīng)考慮殺蟲(chóng)劑對(duì)受納水體的影響。

（3）臭味濾池是好氧的，一般不會(huì)有嚴(yán)重的臭味，若有臭皮蛋味，則表明有厭氧條件。臭味的防治措施有：①維護(hù)所有設(shè)備（包括沉淀和廢水系統(tǒng)）均為好氧狀態(tài)；②降低污泥和生物膜的積累量；③當(dāng)流量低時(shí)向?yàn)V池進(jìn)水中短期加氯；④出水回流；⑤保持整個(gè)污水廠的清潔；⑥避免出現(xiàn)堵塞的下水系統(tǒng)；⑦清洗所有濾池通風(fēng)口；⑧將空氣壓入濾池的排水系統(tǒng)以加大通風(fēng)量；⑨避免高負(fù)荷沖擊，如避免牛奶加工廠、罐頭廠高濃度廢水的進(jìn)入，以免引起污泥的積累；⑩在濾池上加蓋并對(duì)排放氣體除臭。此外，美國(guó)還曾經(jīng)用加過(guò)氧化氫到初級(jí)塑料濾池出水，丹麥還曾用塑料球覆蓋在濾池表面上除臭等方法。（4）濾池表面結(jié)冰問(wèn)題濾池在冬天不僅處理效率低，有時(shí)還可能結(jié)冰，使其完全失效。防止濾池結(jié)冰的措施有：①減少出水回流倍數(shù)，有時(shí)可完全不回流，直至氣候暖和為止；②調(diào)節(jié)噴嘴，使之布水均勻；③在上風(fēng)向設(shè)置擋風(fēng)屏；④及時(shí)清除濾池表面出現(xiàn)的冰塊；⑤當(dāng)采用二級(jí)濾池時(shí)，可使其并聯(lián)運(yùn)行，減少回流量或不回流，直至氣候轉(zhuǎn)暖。（5）布水管及噴嘴的堵塞問(wèn)題布水管及噴嘴的堵塞使廢水在濾料表面上分布不均，結(jié)果進(jìn)水面積減少，處理效率降低。嚴(yán)重時(shí)大部分噴嘴堵塞，會(huì)使布水器內(nèi)壓增高而爆裂。布水管及噴嘴堵塞的防治措施有：①清