生物接觸氧化池電子教案

1、水處理工程技術(shù)教案知識點(diǎn)生物接觸氧化法學(xué)時1學(xué)時教學(xué)內(nèi)容生物接觸氧化池的構(gòu)造；生物接觸氧化池的形式；生物接觸氧化池的特點(diǎn)；生物接觸氧化池工藝設(shè)計教學(xué)重點(diǎn)生物接觸氧化池的構(gòu)造、特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)生物接觸氧化池的構(gòu)造、特點(diǎn)生物接觸氧化池工藝設(shè)計參考資料給水排水設(shè)計手冊 第一冊 建筑工業(yè)出版社流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī) 電力工業(yè)出版社室外排水設(shè)計規(guī)范 中國計劃出版社環(huán)保設(shè)計基礎(chǔ) 中國礦業(yè)出版社網(wǎng)易土木 1）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，如圖( 4.3.17) 圖 4.3.17 生物接觸氧化池構(gòu)造示意圖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

2、焊制。池體的高度一般為4.55.0m，其中填料床高度為3.03.5m，底部布?xì)飧叨葹?.60.7m，頂部穩(wěn)定水層為0.50.6m。填料是生物接觸氧化池的重要組成部分，它直接影響污水的處理效果。由于填料是產(chǎn)生生物膜的固體介質(zhì)，所以對填料的性能有如下要求：要求比表面積大、空隙率高、水流阻力小、流速均勻；表面粗糙、增加生物膜的附著性，并要外觀形狀、尺寸均一；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；要就近取材，降低造價，便于運(yùn)輸。目前，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，如圖( 4.3.18)所示。圖 4.3.18 生物接觸氧化池中常用填料曝氣系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)、

3、空氣管路、閥門及空氣擴(kuò)散裝置組成。目前常用的曝氣裝置為穿孔管，孔眼直徑為5mm，孔眼中心距為10cm左右。布?xì)夤芤话阍O(shè)在填料床下部，也可設(shè)在一側(cè)。要求曝氣裝置布?xì)饩鶆?，并考慮到填料發(fā)生堵塞時能適當(dāng)加大氣量及提高沖洗能力。生物接觸氧化池的曝氣裝置亦可采用表面曝氣供氧，表面曝氣設(shè)備詳見第六章曝氣設(shè)備的內(nèi)容。 表 4.3.3 填料的有關(guān)性能指標(biāo) 填料種類材 質(zhì) 比表面積（m2/m3） 孔隙率（%）蜂窩狀填料波紋狀填料半軟性填料軟性填料玻璃鋼、塑料 133360 9798硬聚氯乙烯 150 95變性聚乙烯塑料 8793 97化學(xué)纖維 2000 99進(jìn)水裝置一般采用穿孔管進(jìn)水，孔眼直徑為5mm，間距20

4、cm左右，水流出孔流速為2m/s。布水穿孔管可設(shè)在填料床的下部，也可設(shè)在填料床的上部，要求布水均勻。在填料床內(nèi)，使得污水、空氣、微生物三者充分接觸，以便生物降解。要考慮填料床發(fā)生填塞時，為沖洗填料加大進(jìn)水量的可能。2）生物接觸氧化池的形式根據(jù)接觸氧化池的進(jìn)水與布?xì)獾男问?，可將接觸氧化池的形式分為以下幾種：（1）表面曝氣充氧式如圖 4.3.19所示，此種接觸氧化池與活性污泥法完全混合曝氣池相類似。其池中心為曝氣區(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。 圖 4.3.19 生物接觸氧化池的構(gòu)

5、造（2）采用鼓風(fēng)曝氣，底部進(jìn)水，底部進(jìn)空氣式如圖 4.3.20所示，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。圖4.3.20 底部進(jìn)水、進(jìn)氣式生物接觸氧化池（3）用鼓風(fēng)曝氣、空氣管側(cè)部進(jìn)氣、上部進(jìn)水式如圖4.3.21所示，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)過曝氣充氧后，緩緩流經(jīng)填料區(qū)與填料表面的生

6、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，以相對靜態(tài)的形式流過填料區(qū)、有利于污水中有機(jī)污染物的氧化分解。圖 4.3.21 側(cè)部進(jìn)氣、上部進(jìn)水式生物接觸氧化池3）生物接觸氧化池的特點(diǎn)在生物接觸氧化池內(nèi)安裝有填料，在充氧的條件下充滿污水，填料淹沒在污水之中。污水以一定的流速流經(jīng)填料，由于填料上已經(jīng)掛有生物膜，污水與生物膜充分接觸。在生物膜上微生物的新陳代謝作用下，污水中有機(jī)物得到去除，污水得到凈化。因此，生物接觸氧化池又稱為淹沒式生物濾池。另外，生物接觸氧化處理技術(shù)在處理過程中，采用與曝

7、氣池相同的曝氣方法，提供微生物氧化有機(jī)物所需要的氧量，并起攪拌混合作用。這就相當(dāng)于在曝氣池中添加填料，供微生物棲息，所以又可將其稱為接觸曝氣池。綜上所述，生物接觸氧化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)。 因此，應(yīng)用廣泛，在污水處理領(lǐng)域很受重視。 凈化污水主要靠填料上的生物膜。此外池中尚存在一定濃度類似活性污泥的懸浮生物量，對污水也起一定的凈化作用。 生物接觸氧化池的優(yōu)缺點(diǎn)（1）主要優(yōu)點(diǎn)：對沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；污泥量少，不產(chǎn)生污泥膨脹，出水水質(zhì)有保證；不產(chǎn)生濾池蠅，也不散發(fā)臭味；具有一定的脫

8、氮除磷功能，可用于三級處理。（2）主要缺點(diǎn)：若運(yùn)行或設(shè)計不當(dāng)，填料可能發(fā)生堵塞；布水、布?xì)獠灰拙鶆颉?）生物接觸氧化池工藝設(shè)計（1）生物接觸氧化池的工藝流程對生物接觸氧化池的工藝流程，可分為一級處理流程圖和二級處理流程圖和多級處理流程。一級處理流程 圖 4.3.22 生物接觸氧化技術(shù)一段處理流程從圖( 4.3.22) 可以看出，原污水先經(jīng)初次沉淀池處理后進(jìn)入生物接觸氧化池，經(jīng)接觸氧化后，水中的有機(jī)物被氧化分解，脫落或老化的生物膜與處理水進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行泥水分離，經(jīng)沉淀后，沉泥排出處理系統(tǒng)，二沉池沉淀后的水作為處理水排放。二級處理流程圖( 4.3.23) 所示，在二級處理流程中，兩段接觸氧化池

9、串聯(lián)運(yùn)行，兩個氧化反應(yīng)池中間的沉淀池可以設(shè)也可以不設(shè)。在一段接觸氧化池內(nèi)有機(jī)污染物與微生物比值較高，即F/M>2.2，微生物處于對數(shù)增殖期，BOD負(fù)荷率高，有機(jī)物去除較快，同時生物膜增長亦較快。在后級接觸氧化池內(nèi)F/M一般為0.5左右，微生物增殖處于減速增殖期或內(nèi)源呼吸期，BOD負(fù)荷低，處理水水質(zhì)提高。圖4.3.23 生物接觸氧化技術(shù)二段處理流程多級處理流程 多級處理流程是連續(xù)串聯(lián)3座或多個接觸氧化池組成的系統(tǒng)。多級生物接觸氧化池，在各池內(nèi)的有機(jī)污染物的濃度差異較大，前級池內(nèi)的BOD濃度高，后級則很低，因此在每個池內(nèi)的微生物相有很大不同，前級以細(xì)菌為主；后級可出現(xiàn)原生動物或后生動物。這對

10、處理效果有利，處理水水質(zhì)非常穩(wěn)定。另外，多級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)計參數(shù)生物接觸氧化池的個數(shù)或分格數(shù)應(yīng)不少于兩個，并按同時工作設(shè)計。 填料的體積按填料容積負(fù)荷和平均日污水量計算。填料的容積負(fù)荷一般應(yīng)通過試驗確定。當(dāng)無試驗資料時，對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10001800g BOD5/m3·d。 污水在濾池內(nèi)的有效接觸時間一般為12h。 進(jìn)水BOD5濃度應(yīng)控制在100250mg/L范圍內(nèi)。填料層總高度一般為3m。當(dāng)用蜂窩填料時，一般應(yīng)分層裝填，每層高為1m，蜂窩孔徑應(yīng)不小于5mm。生物接觸氧化池中的溶解氧含量一般應(yīng)維持在2

11、.53.5mg/L之間，氣水比為1520：1。為保證布水布?xì)饩鶆?，每格濾池面積一般應(yīng)不大于25m2。（3）生物接觸氧化池的計算與其他生化處理構(gòu)筑物類似，仍采用負(fù)荷率法。生物接觸氧化池的有效容積(填料體積) （4.3.19）式中：濾池有效容積(m3)平均日污水量(m3/d)進(jìn)水BOD5濃度(mg/L)出水BOD5濃度(mg/L)容積負(fù)荷(gBOD5/m3·d)濾池總面積 F=V/H （4.3.20）式中：F濾池總面積(m2)H填料總高度(m)，一般H=3(m)濾池格數(shù)n=F/f （4.3.21）式中：n濾池格數(shù)(個)n2個f每格濾池面積(m2) f25(m2)校核接觸時間t= （4.3

12、.22）式中：t濾池有效接觸時間 (h)濾池總高度H0=H+h1+h2+(m-1)h3+h4 （4.3.23）式中：H0濾池總高度(m)h1超高(m)，h1=0.50.6(m)h2填料上水深(m) h2=0.40.5(m)h3填料層間隙高(m) h3=0.20.3(m)m填料層數(shù)(層)h4配水區(qū)高度(m)，當(dāng)采用多管曝氣時，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)。需氧量 D=QD0 （4.3.24）式中：D需氣量(m3/d)Do每m3污水需氣量(m3/m3)例4.3.2 已知某居民區(qū)污水量Q=2500m3/d，污水BOD5濃度La=100150mg/L。擬采用生

13、物接觸氧化池處理，出水BOD5濃度Le20mg/L。試設(shè)計生物接觸氧化池。【解】 (1)確定設(shè)計參數(shù)平均時污水量 Q=2500 m3/d=2500/24=104m3/h進(jìn)水BOD5濃度 La=150mg/L出水B0D5濃度 Le=20mg/LBOD5去除率 =0.867=86.7根據(jù)試驗資料確定a.填料容積負(fù)荷 N=1.5kgBOD5/m3·d b.有效接觸時間 t=2h c.氣水比 D0=15m3/m3(2)生物接觸氧化池計算有效容積 V= m3濾池總面積 設(shè)H=3m，分3層，每層高1m，故F=V/H=216.7/3=72.2 m2每格濾池面積 采用4格濾池，每格濾池面積：f=F/4=72.2/4=18 m2<25 m2每格濾池尺寸 L×B=4.5 m×4 m有效接觸時間 t=2.08 h濾池總高度Ho=H+h1+h2+(m1)h3+h4其中取 H=3.0 m h1=0.5m h2=0.5m h3=0.3m m=3 h4=1.5m Ho=3.0