水污染控制工程 第六章.ppt

1、污水的生物膜法處理,第六章,制作：潘欣語,基本內(nèi)容,水污染控 制工程,制作：潘欣語,一 生物膜法的基本原理,污水的生物膜處理法它是與活性污泥法并列的,也是一種污水好氧生物處理技術(shù).,使細菌和菌類一類的微生物和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁育，并在其上形成膜狀生物污泥，這種膜狀生物污泥就是生物膜,制作：潘欣語,水污染控 制工程,制作：潘欣語,水污染控 制工程,污水與濾料或某種載體流動接觸，在經(jīng)過一段時間后，載體的表面將會為一種膜狀污泥所覆蓋，這種膜狀污泥就是生物膜。,空氣中的氧溶解在流動水層中，供微生物用于呼吸的氧從那里通過附著水層傳遞給生物膜，污水中的有機污染物則

2、由流動水層傳遞給附著水層，然后進人生物膜，并通過細菌的代謝活動而被降解,微生物的代謝產(chǎn)物如H2O等則通過附著水層進人流動水層，并隨流動水層排走，而CO2及厭氧層分解產(chǎn)物如H2S、NH3、CH4等氣態(tài)代謝產(chǎn)物則從水層逸出進人空氣中,制作：潘欣語,水污染控 制工程,固定噴嘴式布水裝置所使用的噴嘴,混凝土板式滲水裝置,制作：潘欣語,水污染控 制工程,制作：潘欣語,水污染控 制工程,厭氧層與好氧層平衡與穩(wěn)定的關(guān)系 能夠保持，此時，好氧層能夠維持 正常的凈化功能,其代謝產(chǎn)物逐漸增多，這些產(chǎn)物會向 外側(cè)逸出，透過好氧層。這時候，好 氧層的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)就會遭到 破壞，這兩種膜層之間的平衡關(guān)系被 打破,

3、綜上所述，減緩生物膜的老化進程，不使厭氧層過分增長，加快好氧膜的更新， 并且盡量使生物膜不集中脫落是提高生物膜法污水處理技術(shù)的有效途徑。,制作：潘欣語,水污染控 制工程,二 生物濾池,制作：潘欣語,水污染控 制工程,生物膜法特征,（一）參與凈化反應微生物具有多樣性 （二）生物的食物鏈比較長 （三）世代時間較長的微生物能夠存活 （四）分段運行與優(yōu)占種屬,（一）對水質(zhì)、水量變動適應性強 （二）能夠處理低濃度的污水 （三）具有硝化反硝化脫氮的功能,工藝特征,（一）污泥沉降性好，宜于固液分離 （二）易于維護運行、節(jié)能低耗,運行特征,生物相特征,（一）生物濾池特征,制作：潘欣語,水污染控 制工程,水污染

4、控 制工程,（二）普通生物濾池,1 普通生物濾池構(gòu)造圖,由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)等四部分所組成,制作：潘欣語,2 普通生物濾池設(shè)計與計算,（1）濾料的選定，濾料容積的計算 以及濾池各部位如池壁、排水 系統(tǒng)的設(shè)計,（2）布水裝置系統(tǒng)的計算與設(shè)計,普通生物濾池的濾料容積一般按 負荷率進行計算。負荷率有兩種： BOD5容積負荷率，水力負荷率。,適用范圍與優(yōu)缺點,處理效果好，BOD5的去除率可達95%以上 運行穩(wěn)定、管理簡單、節(jié)能低耗,主要缺點,占地面積過大，污水量大時不宜采用 濾料容易堵塞，當預處理不充分或生物膜季節(jié)性大規(guī)模脫落時，濾料都可能堵塞； 滋生濾池蠅，環(huán)境衛(wèi)生惡化。濾池蠅是一種體型

5、比家蠅小的蒼蠅，它的飛行能力較弱，只在濾池周圍飛行，她的產(chǎn)卵、幼蟲、成蛹、成蟲等生殖過程都在濾池內(nèi)進行 噴嘴噴灑污水，散發(fā)臭味,制作：潘欣語,水污染控 制工程,（二）高負荷生物濾池,1 高負荷生物濾池基本特征,制作：潘欣語,水污染控 制工程,回流水量（QR）與原污水量(Q)之比稱為回流比(R) ：,噴灑在濾池表面上的總水量(QT)為：,總水量舊(QT)與原污水量(Q)的比值稱為循環(huán)比 ：,制作：潘欣語,水污染控 制工程,采取處理水回流措施，原污水的BOD值(或COD值)被稀釋，進入濾池污水的BOD濃度可根據(jù)如下關(guān)系式計算 ：,Sa向濾池噴灑污水的BOD值，mg/L； S0原污水的BOD值，mg

6、/L； Se濾池處理水的BOD值，mg/L； R 回流比。,制作：潘欣語,水污染控 制工程,2 高負荷生物濾池的流程系統(tǒng),高負荷生物濾池典型流程,系統(tǒng)（1）是應用比較廣泛的高負荷生物濾池處理系統(tǒng)，這種系統(tǒng)有利于生物膜的接種。促進生物膜的更新。生物濾池出水直接向濾池回流；由二次沉淀池向初次沉淀池回流生物污沉。此外，初沉池的沉淀效果由于生物污泥的注人而有所提高。,系統(tǒng)（2）的高負荷生物濾池系統(tǒng)應用也比較廣泛。處理水回流濾池前，可避免加大初沉池的容積，初次沉淀池的沉淀效果由于生物污泥由二次沉淀池回流初沉池而提高。,系統(tǒng)（3），處理水和生物污泥同時從二沉池回流初沉池，初沉池的沉淀效果得到提高，濾池的水

7、力負荷也隨之加大。但初沉池的負荷加大了，這是這種系統(tǒng)的不利之處。,系統(tǒng)（4）,此系統(tǒng)不需二沉池，初沉池兼行二次沉淀池的功能，濾池出水(含生物污泥)直接回流至初次沉淀池，提高了初沉池的效果。,系統(tǒng)（5），處理水直接由濾池出水回流，生物污泥則從二次沉淀池回流，然后兩者同步回流初次沉淀池。,制作：潘欣語,水污染控 制工程,水污染控 制工程,3 高負荷生物濾池的構(gòu)造特點,制作：潘欣語,4 高負荷生物濾池的需氧與供氧,（2）生物濾池的需氧量,（kg/m3濾料）,其中，a每kgBOD5完全降解所需的氧(kg)， 對城市污水，此值在1.46左右； BODr在生物濾池上去除的BOD5值； b單位重量活性生物膜

8、的需氧量，此 值大致是0.18kg/kg活性生物膜； P每m3濾料上覆蓋著的活性生物膜量（kg/m3濾料）。,制作：潘欣語,水污染控 制工程,（3）、生物濾池的供氧,池內(nèi)、外溫差與空氣流速的關(guān)系，可按下面的經(jīng)驗公式確定,其中，v 空氣流速m/min； T濾池內(nèi)、外溫差； 這里0.075及0.15均為經(jīng)驗數(shù)值,制作：潘欣語,水污染控 制工程,5 高負荷生物濾池的工藝計算與設(shè)計,濾池池體的工藝計算與設(shè)計：,濾池池體的負荷率計算法，按日平均污水量進行。高負荷生物濾池池體的工藝計算以處理水水質(zhì)達到一定要求為前提，常用的負荷率有BOD容積負荷率、BOD-面積負荷率及水力負荷率。,經(jīng)處理水稀釋后，進人濾池

9、污水的BOD5值為:,其中，Sa向濾池噴灑污水的BOD 值，mg/L Se濾池處理水的BOD值，mg/L 系數(shù)。,制作：潘欣語,水污染控 制工程,制作：潘欣語,進人的污水，要求其BOD5值必須低于200mg/L，否則應采取處理水回流措施。回流比可通過計算確定。在進行工藝計算前，首先應當確定進入濾池的污水經(jīng)回流水稀釋后的稀釋倍數(shù)。,回流稀釋倍數(shù)n：,其中 S0原水的BOD5值，mg/L。,其中，NVBOD容積負荷率，g BOD5/( m2濾料d)； Q原污水日平均流量，m3/d。 D濾料層高度，m。,其中，Nq濾池表面水力負荷，m3污水/( m2濾池面積d),水污染控 制工程,旋轉(zhuǎn)布水器的計算與

10、設(shè)計,確定旋轉(zhuǎn)布水器的直徑(D)的確定：,布水橫管的數(shù)目及其管徑(D)的確定：,布水橫管參數(shù)的確定 ：,旋轉(zhuǎn)布水器每分鐘的旋轉(zhuǎn)周數(shù) ：,布水器工作水頭的計算 ：,制作：潘欣語,水污染控 制工程,水污染控 制工程,（三） 塔式生物濾池,1 塔式生物濾池特征,在構(gòu)造方面,塔式生物濾池構(gòu)造示意圖 1-塔身；2-濾料；3-格柵；4-檢修口；5-布水器；6-通風孔；7-集水槽,制作：潘欣語,2 塔式生物濾池的計算與設(shè)計,塔濾的濾料容積: ：,濾塔的表面面積 ：,塔濾的水力負荷 ：,q水力負荷，m3/(m2d)。,A濾塔的表面面積，m2； H濾塔的工作高度，m,V濾料的容積，m3； Sa進水BOD5，也可

11、按BODu計算，g/m3； Q污水流量，按平均日污水量計算，m3/d； NaBOD-容積負荷或BODu-容積允許負荷，gBOD5/,制作：潘欣語,水污染控 制工程,三 生物轉(zhuǎn)盤,（一）生物轉(zhuǎn)盤的工作原理,生物轉(zhuǎn)盤構(gòu)造圖,制作：潘欣語,水污染控 制工程,在轉(zhuǎn)盤上附著的生物膜與污水以及空氣之間進行著多種物質(zhì)的傳遞，除有機物(BOD,CODe)與O2外，還進行著其他物質(zhì)，如CO2,NH3等的傳遞,生物轉(zhuǎn)盤凈化反應過程與物質(zhì)傳遞示意圖,制作：潘欣語,水污染控 制工程,（二）生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造,生物轉(zhuǎn)盤設(shè)備是由盤片、轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動裝置以及接觸反應槽4部分所組成的。,1 盤片的形狀 2 盤片直徑 3 盤片間距 4

12、盤片材料,對多級生物轉(zhuǎn)盤，接觸反應槽分為若干格，格與格之間設(shè)導流槽。,轉(zhuǎn)軸的直徑一般介于5080mm。長度一般在0.77.0m之間，不能太長。,對大型轉(zhuǎn)盤，一般一臺轉(zhuǎn)盤設(shè)一套驅(qū)動裝置，對于中小型轉(zhuǎn)盤，可由一套驅(qū)動裝置帶動34級轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。,制作：潘欣語,水污染控 制工程,（二）生物轉(zhuǎn)盤的工藝流程,制作：潘欣語,水污染控 制工程,單軸四級生物轉(zhuǎn)盤平面 與剖面示意圖,多軸多級(三級)生物轉(zhuǎn)盤平面 與剖面示意圖,制作：潘欣語,水污染控 制工程,水污染控 制工程,生物轉(zhuǎn)盤二級處理流程,這一流程處理高濃度有機污水作用明顯，能夠?qū)OD值由數(shù)千mg/L降至20mg/L。,逐級減少的生物轉(zhuǎn)盤工藝流程,污水經(jīng)處

13、理，BOD值逐級降低，因此，也可以像圖6-21，采用逐級減少的生物轉(zhuǎn)盤工藝流程。,制作：潘欣語,（三）生物轉(zhuǎn)盤的特征,制作：潘欣語,水污染控 制工程,（四）生物轉(zhuǎn)盤設(shè)計,1 各項參數(shù)的物理意義及其計算公式,容積面積比(G值),BOD面積負荷率NA,水力負荷率Nq,平均接觸時間ta,G 、NA、Nq及ta各參數(shù)間的相互關(guān)系（以下三式）：,制作：潘欣語,水污染控 制工程,2 BOD-面積負荷率值的確定,下表列舉了國內(nèi)處理生活污水，根據(jù)處理效果所采用的BOD-面積負荷率值。,在國外，還有一種做法，根據(jù)污水去除率的不同，按每一位居民應當承擔的盤面面積 來確定轉(zhuǎn)盤面積，其值列舉于下表。,制作：潘欣語,水

14、污染控 制工程,處理水BOD值與BOD-面積負荷率之間的關(guān)系 (根據(jù)原聯(lián)邦德國斯梯爾公司資料),制作：潘欣語,水污染控 制工程,3 水力負荷率值的確定,在不同的原污水BOD5濃度值的條件下，水力負荷率與去除率之間的關(guān)系，計算轉(zhuǎn)盤時此圖可供參考。,水溫修正系數(shù)圖,制作：潘欣語,水污染控 制工程,在原污水中不同的溶解性BOD5值的條件下，水力負荷率與處理水溶解性BOD5值及 全BOD5值的關(guān)系。在一般情況下，溶解性BOD5值大約為為全BOD5值的50%左右。 這是用美國大量實際運行數(shù)據(jù)所整理出的計算圖表。,制作：潘欣語,水污染控 制工程,4 計算公式,（1）轉(zhuǎn)盤總面積 ：,按BOD5-面積負荷率進

15、行計算,按水力負荷率計算,（2）轉(zhuǎn)盤總片數(shù),采用的轉(zhuǎn)盤為圓形時,轉(zhuǎn)盤為多邊形或波紋板時,制作：潘欣語,水污染控 制工程,（3）每臺轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸長度,（4）接觸反應槽容積,此值與槽的形式有關(guān)，當采用半圓形接觸反應槽時,總有效容積V為：,凈有效容積V為：,其中，盤片邊緣與接觸 反應槽內(nèi)壁之間的凈距； 當r/D=0.1時，系數(shù)取0.294 當r/D=0.06時，系數(shù)取0.335 R轉(zhuǎn)軸中心距水面的高度，一般可取150300mm。,（5）轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)速度,（6）電機功率,其中，R轉(zhuǎn)盤的半徑，cm； M根轉(zhuǎn)軸上的盤片數(shù)； 同一電動機帶動的轉(zhuǎn)軸數(shù)； 生物膜厚度系數(shù),制作：潘欣語,水污染控 制工程,四 生物接觸

16、氧化池,（一）生物接觸氧化法的原理,生物接觸氧化處理技術(shù)，是在池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。 這種技術(shù)又稱為“淹沒式生物濾池”。,制作：潘欣語,水污染控 制工程,水污染控 制工程,（二）生物接觸氧化法的構(gòu)造,接觸氧化池的基本構(gòu)造圖,制作：潘欣語,水污染控 制工程,（三）接觸氧化池的形成,國外多采用分流式 如右圖,制作：潘欣語,中心曝氣型,單側(cè)曝氣型,分流式接觸曝氣池根據(jù)曝氣裝置的位置,中心曝氣表面機械曝氣裝置型 接觸氧化池,鼓風曝氣單側(cè)曝

17、氣式接觸氧化池,制作：潘欣語,水污染控 制工程,國內(nèi)多采用直流式的接觸氧化池,鼓風曝氣直流圖,外循環(huán)直流式接觸氧化池,制作：潘欣語,水污染控 制工程,以多段(二段)串聯(lián)生物接觸氧化為主體的生活污水處理設(shè)備系統(tǒng),制作：潘欣語,水污染控 制工程,（四）生物接觸氧化池的工藝流程,1 一段(級)處理流程,2 二段(級)處理流程,制作：潘欣語,水污染控 制工程,（三）多段(級)處理流程,制作：潘欣語,水污染控 制工程,（五）生物接觸氧化池的特征,工藝方面,運行方面,功能方面,生物接觸氧化處理技術(shù)，在工藝、功能以及運行等方面具有以上主要特征,不會產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象 能夠維持較高濃度的活性生物量 填料表面形成

18、一個呈立體結(jié)構(gòu)的密集的生物網(wǎng),對沖擊負荷適應能力適應力強 操作簡單、運行方便、易于維護管理 不需要污泥回流，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，易于污泥沉淀,生物接觸氧化處理技術(shù)具有多種凈化功能，如適當?shù)倪\行方法，還能夠用以脫氮，可以作為三級處理技術(shù),制作：潘欣語,水污染控 制工程,（六）生物接觸氧化池的設(shè)計,按BOD-容積負荷率計算填料體積,國內(nèi)接觸氧化池填料體積計算BOD-容積負荷率值的建議值,制作：潘欣語,水污染控 制工程,BOD-容積負荷率與處理水水質(zhì)關(guān)系數(shù)據(jù),城市污水二級處理，采用的BOD-容積負荷率一般為1.220 kgBOD/（m3d) ,當要求處理水

19、BOD值達到3Omg/L以下時，負荷率為0.8 kgBOD/（m3d)。,城市污水三級處理，采用的BOD-容積負荷率一般為0.120.18 kgBOD/（m3d) ,當要求處理水BOD值達到10mg/L以下時，負荷率為0.2 kgBOD/（m3d)。,制作：潘欣語,水污染控 制工程,水污染控 制工程,（1）生物接觸氧化池填料的容積,（2）接觸氧化池的總面積,（3）接觸氧化池的座(格)數(shù),（4）污水與填料的接觸時間,（5）接觸氧化池的總高度,制作：潘欣語,五 生物流化床,（一）生物流化床的原理,流化床的載體是以砂、活性炭、焦炭一類的較小的惰性顆粒，載體表面覆蓋著生物膜，污水以一定流速從下向上流動，使載體處于流化狀態(tài)。,生物流化床用于污水處理具有BOD-容積負荷率高、 處理效果好、效率高、占地少及投資省等優(yōu)