第五章污水的生物處理—生物膜法

1、第五章第五章 污水的生物處理污水的生物處理生物膜法生物膜法5.1 概述概述生物膜法與活性污泥法平行發(fā)展的一種污水處理技術(shù)生物膜法與活性污泥法平行發(fā)展的一種污水處理技術(shù)方法實(shí)質(zhì)：微生物附著在濾料或某些載體上，并在其方法實(shí)質(zhì)：微生物附著在濾料或某些載體上，并在其上形成膜狀生物污泥上形成膜狀生物污泥-生物膜生物膜5.1.1生物膜法的歷史及發(fā)展生物膜法的歷史及發(fā)展：1.1865年德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)生物過(guò)濾作用；年德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)生物過(guò)濾作用；2.1893年英國(guó)將污水噴灑在粗濾料上，作為膜生物反年英國(guó)將污水噴灑在粗濾料上，作為膜生物反應(yīng)器的生物濾池問(wèn)世；應(yīng)器的生物濾池問(wèn)世；3.20世紀(jì)世紀(jì)2030年代建造了許

2、多生物膜反應(yīng)器（以生年代建造了許多生物膜反應(yīng)器（以生物濾池為主）；物濾池為主）；4.4050年代生物濾池逐漸被活性污泥取代的趨勢(shì)；年代生物濾池逐漸被活性污泥取代的趨勢(shì)；5.60年代，波紋板狀、列管狀、蜂窩管狀有機(jī)人工填年代，波紋板狀、列管狀、蜂窩管狀有機(jī)人工填料料5.1 概述概述 6.70年代新的反應(yīng)器以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受關(guān)注。如生年代新的反應(yīng)器以獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受關(guān)注。如生物轉(zhuǎn)盤(pán)、曝氣生物濾池、淹沒(méi)式生物流化床等物轉(zhuǎn)盤(pán)、曝氣生物濾池、淹沒(méi)式生物流化床等 7.近年，復(fù)合式生物膜反應(yīng)器出現(xiàn)。近年，復(fù)合式生物膜反應(yīng)器出現(xiàn)。 5.1.2生物膜法反應(yīng)器的類(lèi)型及主要技術(shù)現(xiàn)狀：生物膜法反應(yīng)器的類(lèi)型及主要技術(shù)現(xiàn)狀：固固

3、定床、流動(dòng)床定床、流動(dòng)床 1.生物轉(zhuǎn)盤(pán)：用于硝化、反硝化的研究取得進(jìn)展生物轉(zhuǎn)盤(pán)：用于硝化、反硝化的研究取得進(jìn)展 2.生物接觸氧化：生物接觸氧化：1971年日本首創(chuàng)，近年日本首創(chuàng)，近20年得到年得到廣泛應(yīng)用廣泛應(yīng)用 3.生物流化床：生物流化床：70年代初期在美國(guó)和日本得到研年代初期在美國(guó)和日本得到研究與應(yīng)用究與應(yīng)用 4.微孔膜生物反應(yīng)器：近幾年人們關(guān)注的革新的微孔膜生物反應(yīng)器：近幾年人們關(guān)注的革新的生物膜反應(yīng)器生物膜反應(yīng)器 5.復(fù)合式生物膜反應(yīng)器：序批式膜生物反應(yīng)器復(fù)合式生物膜反應(yīng)器：序批式膜生物反應(yīng)器5.1 概述概述 5.1.3發(fā)展趨勢(shì)：發(fā)展趨勢(shì)： 1.微生物在載體表面的固定機(jī)理；微生物在載體

4、表面的固定機(jī)理； 2.提高反應(yīng)器的凈化功能提高反應(yīng)器的凈化功能 3.生物膜微生物的增長(zhǎng)及底物去除動(dòng)力學(xué)和生物生物膜微生物的增長(zhǎng)及底物去除動(dòng)力學(xué)和生物膜微生物的能量代謝。膜微生物的能量代謝。 4.節(jié)能與自動(dòng)化。節(jié)能與自動(dòng)化。5.2 生物膜法的基本概念生物膜法的基本概念5.2.1生物膜的形成構(gòu)造及其凈化機(jī)理生物膜的形成構(gòu)造及其凈化機(jī)理5.2.1.1形成構(gòu)造：形成構(gòu)造： （1）形成）形成污水流經(jīng)載體表面時(shí)，通過(guò)微生物污水流經(jīng)載體表面時(shí)，通過(guò)微生物與向載體表面輸送的物質(zhì)結(jié)合固定化而實(shí)現(xiàn)。一與向載體表面輸送的物質(zhì)結(jié)合固定化而實(shí)現(xiàn)。一系列物理、化學(xué)和生物過(guò)程綜合作用的結(jié)果。即：系列物理、化學(xué)和生物過(guò)程綜合

5、作用的結(jié)果。即： 1）廢水中有機(jī)分子向生物膜附著生長(zhǎng)的載體輸）廢水中有機(jī)分子向生物膜附著生長(zhǎng)的載體輸送；送； 2）廢水中的浮游微生物細(xì)胞在載體表面的不可）廢水中的浮游微生物細(xì)胞在載體表面的不可逆吸附；逆吸附； 3）生長(zhǎng)在生物膜內(nèi)部的微生物對(duì)廢水中的營(yíng)養(yǎng)）生長(zhǎng)在生物膜內(nèi)部的微生物對(duì)廢水中的營(yíng)養(yǎng)物的利用與氧化分解。物的利用與氧化分解。（2）生物膜生長(zhǎng)階段）生物膜生長(zhǎng)階段潛伏期、生長(zhǎng)期潛伏期、生長(zhǎng)期（3）生物膜特性）生物膜特性高度親水的物質(zhì)，同時(shí)也是高度親水的物質(zhì)，同時(shí)也是微生物高度密集的物質(zhì)微生物高度密集的物質(zhì)（4）食物鏈：有機(jī)污染物）食物鏈：有機(jī)污染物-細(xì)菌細(xì)菌-原生動(dòng)物（后原生動(dòng)物（后生動(dòng)物）

6、生動(dòng)物）（5）生物膜成熟標(biāo)志）生物膜成熟標(biāo)志生物膜沿水流方向分布，生物膜沿水流方向分布，在其上由細(xì)菌及各種微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)及其在其上由細(xì)菌及各種微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)及其對(duì)有機(jī)物的的降解功能都達(dá)到了平衡和穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)有機(jī)物的的降解功能都達(dá)到了平衡和穩(wěn)定狀態(tài)。天天（6）構(gòu)造：好氧層：好氧微生物和兼性微生物）構(gòu)造：好氧層：好氧微生物和兼性微生物 厭氧層：厭氧微生物和兼性微生物厭氧層：厭氧微生物和兼性微生物5.2 生物膜法的基本概念生物膜法的基本概念圖 18-1 生 物 濾 池 濾 料 上 生 物 膜 的 構(gòu) 造 （ 剖 面 圖 ）CO2 NH3H2SBODCO2BODO2 NH3BODH2O空氣

7、CO2CO2O2CO2H2OBOD濾 料附著水層流動(dòng)水層生 物 膜厭 氧好 氧5.2.1.2凈化有機(jī)物機(jī)理凈化有機(jī)物機(jī)理（1）生物膜表面積大，能大量吸附水中有機(jī)物）生物膜表面積大，能大量吸附水中有機(jī)物（2）有機(jī)物降解主要是在生物膜表層）有機(jī)物降解主要是在生物膜表層0.1-2mm的好氧的好氧生物膜內(nèi)進(jìn)行生物膜內(nèi)進(jìn)行（3）多種物質(zhì)的傳遞過(guò)程：）多種物質(zhì)的傳遞過(guò)程：空氣空氣 流動(dòng)水層流動(dòng)水層附著水層附著水層生物膜生物膜微生物呼吸微生物呼吸污染物污染物由流動(dòng)水層由流動(dòng)水層附著水層附著水層生物膜生物膜生物降解生物降解5.2 生物膜法的基本概念生物膜法的基本概念微生物代謝產(chǎn)物微生物代謝產(chǎn)物H2O附著水層附

8、著水層流動(dòng)水層流動(dòng)水層 CO2 、H2S、NH3水層水層溢入空氣中溢入空氣中（4）厭氧層與好氧層的關(guān)系）厭氧層與好氧層的關(guān)系 厭氧層不厚時(shí)，與好氧層平衡，穩(wěn)定厭氧層不厚時(shí)，與好氧層平衡，穩(wěn)定 厭氧層增厚時(shí)，代謝產(chǎn)物高于好氧層厭氧層增厚時(shí)，代謝產(chǎn)物高于好氧層（5）理想生物膜法的狀況）理想生物膜法的狀況減緩老化，避免厭氧減緩老化，避免厭氧層層 過(guò)分生長(zhǎng)，加快好氧層更新，不使膜集中脫落。過(guò)分生長(zhǎng)，加快好氧層更新，不使膜集中脫落。 5.2 生物膜法的基本概念生物膜法的基本概念5.2 生物膜法的基本概念生物膜法的基本概念 5.2.2.生物膜的載體：為生物膜提供附著生長(zhǎng)固生物膜的載體：為生物膜提供附著生長(zhǎng)

9、固定表面的材定表面的材 料稱(chēng)為載體。料稱(chēng)為載體。 （1）有機(jī)載體：）有機(jī)載體：PVC、PE、PS、PP、各類(lèi)樹(shù)、各類(lèi)樹(shù)脂、塑料、纖維以及明膠等。其中有機(jī)高分子類(lèi)脂、塑料、纖維以及明膠等。其中有機(jī)高分子類(lèi)載體適用于懸浮態(tài)完全混合工藝，塑料類(lèi)適用于載體適用于懸浮態(tài)完全混合工藝，塑料類(lèi)適用于固定床或混合工藝；固定床或混合工藝； （2）無(wú)機(jī)載體：沙子、碳酸鹽類(lèi)、各種玻璃材）無(wú)機(jī)載體：沙子、碳酸鹽類(lèi)、各種玻璃材料、沸石類(lèi)、陶瓷類(lèi)、礦渣、活性炭等。具有機(jī)料、沸石類(lèi)、陶瓷類(lèi)、礦渣、活性炭等。具有機(jī)械強(qiáng)度高，化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，可提供較械強(qiáng)度高，化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，可提供較大的比表面積，但密度較大，使

10、其在懸浮生物膜大的比表面積，但密度較大，使其在懸浮生物膜反應(yīng)器中的應(yīng)用受到限制。反應(yīng)器中的應(yīng)用受到限制。5.2 生物膜法的基本概念生物膜法的基本概念 （3）選擇原則：）選擇原則： 1）足夠的機(jī)械強(qiáng)度：抵抗強(qiáng)烈的水流剪切力的）足夠的機(jī)械強(qiáng)度：抵抗強(qiáng)烈的水流剪切力的作用；作用； 2）優(yōu)良的穩(wěn)定性：生物、化學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定性）優(yōu)良的穩(wěn)定性：生物、化學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定性 3）良好的親疏水性及表面帶電特性：通常廢水）良好的親疏水性及表面帶電特性：通常廢水在在Ph值值=7左右，微生物表面帶負(fù)電荷，若載體左右，微生物表面帶負(fù)電荷，若載體為帶正電荷的材料時(shí)有利于微生物與載體之間的為帶正電荷的材料時(shí)有利于微生物與載體

11、之間的結(jié)合。結(jié)合。 4）無(wú)毒性或抑制性；）無(wú)毒性或抑制性； 5）良好的物理性狀：形態(tài)、相對(duì)密度、孔隙率）良好的物理性狀：形態(tài)、相對(duì)密度、孔隙率何必表面積何必表面積 6）就地取材，價(jià)格合理。）就地取材，價(jià)格合理。5.2.3 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、微生物相方面的特征（1）微生物的多樣化）微生物的多樣化 ，能夠存活世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物，能夠存活世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物 生物相生物相生物膜上生物的種類(lèi)，數(shù)量及其生活狀態(tài)的生物膜上生物的種類(lèi)，數(shù)量及其生活狀態(tài)的概括。概括。 細(xì)菌、真菌細(xì)菌、真菌|微型動(dòng)物微型動(dòng)物|濾池蠅濾池蠅具有抑制生物膜的過(guò)具有抑制生物膜的過(guò)速增長(zhǎng)的功

12、能速增長(zhǎng)的功能 線(xiàn)蟲(chóng)線(xiàn)蟲(chóng) 具有較好生物膜，促進(jìn)其脫落的功能具有較好生物膜，促進(jìn)其脫落的功能（2）生物的食物鏈長(zhǎng)）生物的食物鏈長(zhǎng) 生物膜上的食物鏈要長(zhǎng)于活性污泥生物膜上的食物鏈要長(zhǎng)于活性污泥 污泥量少于活性污泥系統(tǒng)污泥量少于活性污泥系統(tǒng)（3）分段運(yùn)行與優(yōu)勢(shì)菌種）分段運(yùn)行與優(yōu)勢(shì)菌種 分多段運(yùn)行，每段繁衍和本段水質(zhì)相適應(yīng)的微生物，分多段運(yùn)行，每段繁衍和本段水質(zhì)相適應(yīng)的微生物，并且形成優(yōu)勢(shì)菌屬，有利于微生物新陳代謝功能的充分并且形成優(yōu)勢(shì)菌屬，有利于微生物新陳代謝功能的充分發(fā)揮。發(fā)揮。 2、處理工藝方面的特征、處理工藝方面的特征 （1）耐沖擊負(fù)荷，）耐沖擊負(fù)荷， 對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)對(duì)水質(zhì)、水量

13、變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性性 。若一段時(shí)間中斷進(jìn)水，對(duì)生物膜也不會(huì)有致命。若一段時(shí)間中斷進(jìn)水，對(duì)生物膜也不會(huì)有致命影響，通水后易恢復(fù)影響，通水后易恢復(fù)（2）污泥沉淀性良好，易于沉降分離。）污泥沉淀性良好，易于沉降分離。 剝落下來(lái)的生物膜剝落下來(lái)的生物膜無(wú)機(jī)成分高，比重較大無(wú)機(jī)成分高，比重較大（3）微生物量多，處理能力大，凈化功能強(qiáng)）微生物量多，處理能力大，凈化功能強(qiáng)生物膜含水率低，單位反應(yīng)器容積內(nèi)的生物量可高達(dá)生物膜含水率低，單位反應(yīng)器容積內(nèi)的生物量可高達(dá)活性污泥的活性污泥的520倍。倍。 （4）能夠處理低濃度廢水）能夠處理低濃度廢水 活性污泥：不適合處理低濃度的污水，若活性污泥：不適合處理低濃度的污

14、水，若BOD長(zhǎng)長(zhǎng)期低于期低于50-60mg/l，會(huì)影響污泥絮體的形成，會(huì)影響污泥絮體的形成 生物膜：生物膜：20-30mg/L時(shí)，能降解到時(shí)，能降解到5-10mg/l （5）易于運(yùn)行管理，節(jié)能，無(wú)污泥膨脹問(wèn)題。）易于運(yùn)行管理，節(jié)能，無(wú)污泥膨脹問(wèn)題。 缺點(diǎn)與不足：缺點(diǎn)與不足： （1）基建投資超過(guò)活性污泥法；）基建投資超過(guò)活性污泥法； （2）處理水的澄清度降低）處理水的澄清度降低 （3）靈活性差）靈活性差 5.2.4生物膜反應(yīng)器：凡是在污水生物處理工藝中生物膜反應(yīng)器：凡是在污水生物處理工藝中引入微生物附著生長(zhǎng)載體的反應(yīng)器。引入微生物附著生長(zhǎng)載體的反應(yīng)器。5.3生物膜的增長(zhǎng)及動(dòng)力學(xué)生物膜的增長(zhǎng)及動(dòng)力

15、學(xué)5.2.1生物膜的增長(zhǎng)過(guò)程（與活性污泥增長(zhǎng)作對(duì)比）生物膜的增長(zhǎng)過(guò)程（與活性污泥增長(zhǎng)作對(duì)比）1.潛伏期或適應(yīng)期：潛伏期或適應(yīng)期：持續(xù)時(shí)間決定于進(jìn)水底物濃度及持續(xù)時(shí)間決定于進(jìn)水底物濃度及載體表面特性。載體表面特性。2.對(duì)數(shù)期或動(dòng)力學(xué)增長(zhǎng)期：對(duì)數(shù)期或動(dòng)力學(xué)增長(zhǎng)期：決定生物膜反應(yīng)器內(nèi)底物決定生物膜反應(yīng)器內(nèi)底物的去除效率及生物膜自身增長(zhǎng)代謝的功能。有機(jī)物、的去除效率及生物膜自身增長(zhǎng)代謝的功能。有機(jī)物、溶解氧及其他營(yíng)養(yǎng)物的供給超過(guò)了消耗的需要，因溶解氧及其他營(yíng)養(yǎng)物的供給超過(guò)了消耗的需要，因此附著微生物以最大速度在載體表面生長(zhǎng)。膜厚可此附著微生物以最大速度在載體表面生長(zhǎng)。膜厚可達(dá)幾十個(gè)微米。現(xiàn)象達(dá)幾十個(gè)微

16、米。現(xiàn)象 1）生物膜多聚糖及蛋白質(zhì)產(chǎn)率增加；）生物膜多聚糖及蛋白質(zhì)產(chǎn)率增加； 2）有機(jī)物降解速率高；）有機(jī)物降解速率高； 3）大量溶解氧被消耗；）大量溶解氧被消耗； 4）生物膜量顯著增長(zhǎng)。）生物膜量顯著增長(zhǎng)。5.3生物膜的增長(zhǎng)及動(dòng)力學(xué)生物膜的增長(zhǎng)及動(dòng)力學(xué)3.線(xiàn)性增長(zhǎng)期（活性污泥沒(méi)有）：線(xiàn)性增長(zhǎng)期（活性污泥沒(méi)有）：即生物膜在載體表即生物膜在載體表面以恒速率增加。特點(diǎn)：面以恒速率增加。特點(diǎn)：（1）出水底物濃度不隨生物量的積累而顯著變化；）出水底物濃度不隨生物量的積累而顯著變化；（2）好氧速率保持不變；）好氧速率保持不變；（3）在載體表面形成了完整的生物膜的三維結(jié)構(gòu)。）在載體表面形成了完整的生物膜的

17、三維結(jié)構(gòu)。 Mb=Ma + Mi此階段生物膜總量的積累主要源于非活性物質(zhì)，原因：此階段生物膜總量的積累主要源于非活性物質(zhì)，原因：1）可剩余有效載體體表面飽和；）可剩余有效載體體表面飽和；2）隨著生物膜中細(xì)菌密度的增長(zhǎng)，禁錮作用變得較）隨著生物膜中細(xì)菌密度的增長(zhǎng)，禁錮作用變得較為明顯；為明顯；3）有毒或抑制產(chǎn)物的積累，使部分活性生物量受到）有毒或抑制產(chǎn)物的積累，使部分活性生物量受到抑制或喪失了其生理活性。抑制或喪失了其生理活性。5.3生物膜的增長(zhǎng)及動(dòng)力學(xué)生物膜的增長(zhǎng)及動(dòng)力學(xué)4減速增長(zhǎng)期：減速增長(zhǎng)期：生物膜在某一質(zhì)量與膜厚上達(dá)到穩(wěn)生物膜在某一質(zhì)量與膜厚上達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)渡期。體現(xiàn)在：定的過(guò)渡期。體現(xiàn)在

18、： 1）生物膜增長(zhǎng)與水力剪切作用形成動(dòng)態(tài)平衡；）生物膜增長(zhǎng)與水力剪切作用形成動(dòng)態(tài)平衡； 2）水中懸浮物濃度增高）水中懸浮物濃度增高 3）末期，生物膜質(zhì)量與厚度趨于穩(wěn)定值。）末期，生物膜質(zhì)量與厚度趨于穩(wěn)定值。5生物膜穩(wěn)定期生物膜穩(wěn)定期：生物膜新生細(xì)胞與由于物理力所：生物膜新生細(xì)胞與由于物理力所造成的生物膜損失達(dá)到平衡。存在時(shí)間很短，與造成的生物膜損失達(dá)到平衡。存在時(shí)間很短，與運(yùn)行條件如底物供給濃度、剪切力等有關(guān)。運(yùn)行條件如底物供給濃度、剪切力等有關(guān)。5.3生物膜的增長(zhǎng)及動(dòng)力學(xué)生物膜的增長(zhǎng)及動(dòng)力學(xué)6脫落期：脫落期：特點(diǎn)：特點(diǎn)：出水懸浮物濃度增高，影響出水水質(zhì)。出水懸浮物濃度增高，影響出水水質(zhì)。 底

19、物降解過(guò)程受影響，底物去除率低。底物降解過(guò)程受影響，底物去除率低。影響脫落的因素：影響脫落的因素：u內(nèi)因：厭氧菌營(yíng)養(yǎng)耗盡而死亡，其附著力降低，內(nèi)因：厭氧菌營(yíng)養(yǎng)耗盡而死亡，其附著力降低，很快脫落；氣態(tài)代謝產(chǎn)物不斷逸出，破壞了好氧很快脫落；氣態(tài)代謝產(chǎn)物不斷逸出，破壞了好氧層生態(tài)的穩(wěn)定，使二者失去了平衡，生物膜老化；層生態(tài)的穩(wěn)定，使二者失去了平衡，生物膜老化；氣態(tài)產(chǎn)物的積累，將膜頂起氣態(tài)產(chǎn)物的積累，將膜頂起u外因：重力、水流的沖刷作用，加大水量，則沖外因：重力、水流的沖刷作用，加大水量，則沖刷力增大；進(jìn)水中含有抑制或毒性物質(zhì)。刷力增大；進(jìn)水中含有抑制或毒性物質(zhì)。5.3生物膜的增長(zhǎng)及動(dòng)力學(xué)生物膜的增長(zhǎng)

20、及動(dòng)力學(xué) 結(jié)論結(jié)論： ）在動(dòng)力學(xué)增長(zhǎng)末期，活性生物量達(dá)到最大值，）在動(dòng)力學(xué)增長(zhǎng)末期，活性生物量達(dá)到最大值，在生物膜反應(yīng)器中液相達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)生物在生物膜反應(yīng)器中液相達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)生物膜較薄，一般不超過(guò)膜較薄，一般不超過(guò) ； ）在生物膜穩(wěn)定期末，生物膜達(dá)到其穩(wěn)定狀態(tài)，）在生物膜穩(wěn)定期末，生物膜達(dá)到其穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)生物膜可達(dá)數(shù)百此時(shí)生物膜可達(dá)數(shù)百。 5.3.2生物膜理論中的幾個(gè)重要參數(shù)生物膜理論中的幾個(gè)重要參數(shù) 1.生物膜的比增長(zhǎng)速率生物膜的比增長(zhǎng)速率 =（dx/dt）/x （1）生物膜最大比增長(zhǎng)濃度）生物膜最大比增長(zhǎng)濃度 （2）生物膜平均比增長(zhǎng)濃度）生物膜平均比增長(zhǎng)濃度 2.底物比去除速

21、率：底物比去除速率：5. 生物濾池生物濾池5.1生物濾池的概念生物濾池的概念1.工作原理：污水長(zhǎng)時(shí)間以滴狀噴灑在塊狀濾層料的表面上，工作原理：污水長(zhǎng)時(shí)間以滴狀噴灑在塊狀濾層料的表面上，在污水流經(jīng)的表面就會(huì)形成生物膜，待生物膜成熟后，棲在污水流經(jīng)的表面就會(huì)形成生物膜，待生物膜成熟后，棲息在生物膜上的微生物即攝取流經(jīng)污水中有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)，息在生物膜上的微生物即攝取流經(jīng)污水中有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)，從而使污水得到凈化。該凈化過(guò)程包括污水中復(fù)雜的傳質(zhì)從而使污水得到凈化。該凈化過(guò)程包括污水中復(fù)雜的傳質(zhì)過(guò)程、氧的擴(kuò)散與吸收、有機(jī)物的分解與微生物的代謝等過(guò)程、氧的擴(kuò)散與吸收、有機(jī)物的分解與微生物的代謝等各種過(guò)程。各

22、種過(guò)程。2.分類(lèi)：分類(lèi)：（1）早期生物濾池（普通生物濾池）早期生物濾池（普通生物濾池） 水量負(fù)荷低，（水量負(fù)荷低，（1-4m/m.d）；）；BOD負(fù)荷負(fù)荷0.1-0.4kg/m.d（2）高負(fù)荷生物濾池：）高負(fù)荷生物濾池：40 m/m.d）；）； 限制進(jìn)水限制進(jìn)水BOD濃度濃度200mg/l） ；回流水水量負(fù)荷提高；回流水水量負(fù)荷提高3.0倍至倍至40m/m.d;BOD負(fù)荷上升至負(fù)荷上升至0.5-2.5kg/m.d（3）塔式生物濾池）塔式生物濾池 ：徑高比：徑高比1：61：8，H=26米，通風(fēng)良好，解決占地，米，通風(fēng)良好，解決占地，（4）曝氣生物濾池）曝氣生物濾池5.影響生物濾池性能的主要因素影

23、響生物濾池性能的主要因素（1）濾池高度：濾床上層，污水中有機(jī)物濃度較）濾池高度：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，隨著主，生物膜量較多，有機(jī)物去除速率較高，隨著濾層深度的增加，微生物由低級(jí)到高級(jí)，種類(lèi)逐濾層深度的增加，微生物由低級(jí)到高級(jí)，種類(lèi)逐漸增多，生物膜從多到少。類(lèi)似污染河流在自?xún)魸u增多，生物膜從多到少。類(lèi)似污染河流在自?xún)暨^(guò)程中的生物遞變。過(guò)程中的生物遞變。（2）負(fù)荷：）負(fù)荷： a：水力負(fù)荷：?jiǎn)挝幻娣e的濾池或單位體積的濾：水力負(fù)荷：?jiǎn)挝幻娣e的濾池或單位體積的濾料每日處理的廢水

24、量。若太大，則流量大，接觸料每日處理的廢水量。若太大，則流量大，接觸時(shí)間短，凈化效果差，否則濾料不能完全利用，時(shí)間短，凈化效果差，否則濾料不能完全利用，沖刷作用小。沖刷作用小。 b：有機(jī)負(fù)荷：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)供給單位體積濾料的：有機(jī)負(fù)荷：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)供給單位體積濾料的有機(jī)物料。不能超過(guò)生物膜的分解能力，否則影有機(jī)物料。不能超過(guò)生物膜的分解能力，否則影響出水水質(zhì)。響出水水質(zhì)。（3）回流：多用于高負(fù)荷生物濾池的運(yùn)行系統(tǒng)，）回流：多用于高負(fù)荷生物濾池的運(yùn)行系統(tǒng)，若進(jìn)水有機(jī)物濃度過(guò)高；水量很少，無(wú)法維持在若進(jìn)水有機(jī)物濃度過(guò)高；水量很少，無(wú)法維持在最小經(jīng)驗(yàn)值以上；廢水中某種有機(jī)污染物在高濃最小經(jīng)驗(yàn)值以上；廢水中

25、某種有機(jī)污染物在高濃度時(shí)有可能抑制微生物的生長(zhǎng)等情況考慮出水回度時(shí)有可能抑制微生物的生長(zhǎng)等情況考慮出水回流。流。優(yōu)點(diǎn)：增大水力負(fù)荷，促進(jìn)生物膜的脫落，防止濾池優(yōu)點(diǎn)：增大水力負(fù)荷，促進(jìn)生物膜的脫落，防止濾池堵塞或滋生蚊蠅；稀釋污水，降低有機(jī)負(fù)荷并借以堵塞或滋生蚊蠅；稀釋污水，降低有機(jī)負(fù)荷并借以均化、穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)；可向生物濾池連續(xù)接種，促均化、穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)；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)水溶解氧，改善進(jìn)水的腐進(jìn)生物膜的生長(zhǎng)；增加進(jìn)水溶解氧，改善進(jìn)水的腐化狀態(tài)?；癄顟B(tài)。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 縮短了廢水在濾池中的停留時(shí)間；降低入流污縮短了廢水在濾池中的停留時(shí)間；降低入流污水的有機(jī)物濃度，降低傳質(zhì)

26、和有機(jī)物的去除；冬天水的有機(jī)物濃度，降低傳質(zhì)和有機(jī)物的去除；冬天使池中水溫降低；增加能耗，增大運(yùn)行費(fèi)用。使池中水溫降低；增加能耗，增大運(yùn)行費(fèi)用。（4）供氧：一般來(lái)自大氣，靠自然通風(fēng)供給。其影）供氧：一般來(lái)自大氣，靠自然通風(fēng)供給。其影響因素為自然拔風(fēng)和風(fēng)力。若供氧不足，生物膜的響因素為自然拔風(fēng)和風(fēng)力。若供氧不足，生物膜的好氧層厚度較小。好氧層厚度較小。5.4.2 普通生物濾池普通生物濾池 ：又稱(chēng)滴濾池又稱(chēng)滴濾池1、構(gòu)造特征、構(gòu)造特征: 見(jiàn)圖見(jiàn)圖14-3（p465）（1）池體：）池體：形狀：在平面上多為方形、矩形或圓形；形狀：在平面上多為方形、矩形或圓形；池壁材料：多由磚石筑造，有孔和無(wú)孔之分池壁

27、材料：多由磚石筑造，有孔和無(wú)孔之分 （通風(fēng)）（通風(fēng)）池壁作用：高出濾料池壁作用：高出濾料0.5-0.9米，米，具有維護(hù)濾料的作用。具有維護(hù)濾料的作用。池底作用：支撐濾料和排除處理后的出水。池底作用：支撐濾料和排除處理后的出水。（2）濾料：生物膜的載體）濾料：生物膜的載體質(zhì)堅(jiān)，穩(wěn)定性好質(zhì)堅(jiān)，穩(wěn)定性好 適于生物膜附著適于生物膜附著 適于污水的流動(dòng)適于污水的流動(dòng)有較高的比表面積有較高的比表面積 有較大的孔隙比有較大的孔隙比 就地取材就地取材（3）布水裝置）布水裝置1）首要任務(wù)首要任務(wù)向?yàn)V池表面均勻布水向?yàn)V池表面均勻布水2）特征：適應(yīng)水量的變化，不易堵塞和易于清通以及）特征：適應(yīng)水量的變化，不易堵塞和

28、易于清通以及不受風(fēng)、雪影響。不受風(fēng)、雪影響。3）布水裝置布水裝置 普通生物濾池的普通生物濾池的布水裝置多采用固定噴布水裝置多采用固定噴嘴式：嘴式： 投配池：內(nèi)設(shè)虹吸裝置，污水流入投配池內(nèi)，達(dá)到投配池：內(nèi)設(shè)虹吸裝置，污水流入投配池內(nèi)，達(dá)到 一定高度時(shí)，虹吸裝置開(kāi)始作用，污水泄入布水管道。一定高度時(shí)，虹吸裝置開(kāi)始作用，污水泄入布水管道。（調(diào)節(jié)作用）（調(diào)節(jié)作用） 布水管道：敷設(shè)在濾池表面下布水管道：敷設(shè)在濾池表面下0.50.8米，在其上裝米，在其上裝有一系列排列規(guī)矩、伸出池面有一系列排列規(guī)矩、伸出池面0.150.20米的豎管，在米的豎管，在豎管頂端安裝噴嘴。豎管頂端安裝噴嘴。 噴嘴：均勻布水的作用，

29、噴水周期噴嘴：均勻布水的作用，噴水周期5-8min優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行方便，宜于管理和受氣候的影響較?。粌?yōu)點(diǎn)：運(yùn)行方便，宜于管理和受氣候的影響較?。蝗秉c(diǎn)：需要水頭較大，缺點(diǎn)：需要水頭較大，20m （4）排水系統(tǒng)）排水系統(tǒng) 位置：位置：生物濾池的排水系統(tǒng)設(shè)于池底生物濾池的排水系統(tǒng)設(shè)于池底 作用：排除處理后的水；保證通風(fēng)、沖洗濾料作用：排除處理后的水；保證通風(fēng)、沖洗濾料 構(gòu)成：滲水裝置，與池底的距離構(gòu)成：滲水裝置，與池底的距離 0.4米米 匯水溝，不淤流速匯水溝，不淤流速 0.7m/s ，0.5-1.0%坡度坡度 總排水溝及通風(fēng)的底部空間，底部高度不少總排水溝及通風(fēng)的底部空間，底部高度不少 于于0.6米米2

30、、適用范圍與優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍與優(yōu)缺點(diǎn) （1）適用范圍：水量：不高于）適用范圍：水量：不高于1000m3/d的小城鎮(zhèn)的小城鎮(zhèn)（2）優(yōu)點(diǎn)：）優(yōu)點(diǎn)： BOD去除率高，運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)省能源，剩余污泥少去除率高，運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)省能源，剩余污泥少且易于沉降分離。且易于沉降分離。 缺點(diǎn)：占地面積大，易堵塞，有濾池蠅，氣味問(wèn)缺點(diǎn)：占地面積大，易堵塞，有濾池蠅，氣味問(wèn)題題3、設(shè)計(jì)與計(jì)算、設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）濾料容積）濾料容積 ：按負(fù)荷率計(jì)算，生活污水：按負(fù)荷率計(jì)算，生活污水 BOD容積負(fù)荷率（容積負(fù)荷率（kgBOD/m.d）：）：0.150.30水力負(fù)荷率水力負(fù)荷率 (m/m濾料濾料.d):13（2） 濾料選定、容積與

31、濾池結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì)濾料選定、容積與濾池結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計(jì) 布水裝置系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)布水裝置系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)參閱給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第參閱給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第5冊(cè)城市排水二級(jí)處理生物冊(cè)城市排水二級(jí)處理生物膜法。膜法。5.4.3 高負(fù)荷生物濾池高負(fù)荷生物濾池1、構(gòu)造、構(gòu)造基本與普通相同，基本與普通相同，特殊之處：特殊之處：1）平面上多為圓形；平面上多為圓形； 是用輕質(zhì)、高強(qiáng)、是用輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕的濾料，粒徑大，孔隙率高。濾層高一般為耐腐蝕的濾料，粒徑大，孔隙率高。濾層高一般為2.0m2）多使用旋轉(zhuǎn)布水器）多使用旋轉(zhuǎn)布水器:污水污水固定豎管固定豎管布水橫管布水橫管孔口（中心較疏，周邊孔口（中心較疏，周邊較密

32、）較密）優(yōu)點(diǎn)：所需壓力小，優(yōu)點(diǎn)：所需壓力小，0.21.0米；米； 布水均勻，易于管理。布水均勻，易于管理。缺點(diǎn)：必須為圓形，占地面積大缺點(diǎn)：必須為圓形，占地面積大 2 、工藝特征、工藝特征 （1）進(jìn)水）進(jìn)水BOD200mg/l） 回流比：回流比：R=QR/Q, QR回流水量回流水量 Q原污水量原污水量 噴灑在濾池表面的總水量噴灑在濾池表面的總水量QT=Q+QR 循環(huán)比循環(huán)比F= QT/Q=1+R 因?yàn)橐驗(yàn)?Sa（Q+QR）=S0Q+QRSe 則則 Sa=(S0+RSe)/(1+R) 3、流程系統(tǒng)、流程系統(tǒng) 根據(jù)回流水的回流方式，負(fù)荷，有多種形式根據(jù)回流水的回流方式，負(fù)荷，有多種形式 原 污 水

33、處 理 水初 次 沉 淀 池 ；-高 負(fù) 荷 生 物 濾 池 ；二 次 沉 淀 池 ；處 理 水 回 流生 物 污 泥 回 流處 理 水處 理 水處 理 水處 理 水原 污 水原 污 水原 污 水原 污 水 ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) ( 5 )圖 1 8 - 2 高 負(fù) 荷 生 物 濾 池 典 型 流 程 若原污水濃度較高或?qū)μ幚硭筝^高時(shí)，考慮若原污水濃度較高或?qū)μ幚硭筝^高時(shí)，考慮二段處理，有多種組合方式見(jiàn)圖二段處理，有多種組合方式見(jiàn)圖14-6（p469） （1）中間沉淀池）中間沉淀池 ：減輕二段負(fù)荷，可不設(shè)：減輕二段負(fù)荷，可不設(shè) （2）二級(jí)串聯(lián)）二級(jí)串聯(lián): 優(yōu)點(diǎn)

34、：濾池深度可減?。煌L(fēng)好，經(jīng)兩次布水充優(yōu)點(diǎn)：濾池深度可減小；通風(fēng)好，經(jīng)兩次布水充氧，能發(fā)生硝化反應(yīng)；出水水質(zhì)較好（氧，能發(fā)生硝化反應(yīng)；出水水質(zhì)較好（BOD: 90%以上）。以上）。 缺點(diǎn)缺點(diǎn): 負(fù)荷不均勻；占地面積增大；需設(shè)提升泵。負(fù)荷不均勻；占地面積增大；需設(shè)提升泵。5.4.3 高負(fù)荷生物濾池高負(fù)荷生物濾池 4、工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算、工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 濾池池體的工藝計(jì)算使用廣泛的是負(fù)荷率法，按日平濾池池體的工藝計(jì)算使用廣泛的是負(fù)荷率法，按日平均污水量計(jì)算，進(jìn)水均污水量計(jì)算，進(jìn)水BOD5必須低于必須低于200 mg/l，否則回，否則回流。常用的負(fù)荷率有：流。常用的負(fù)荷率有： BOD-容積負(fù)荷率：每容積

35、負(fù)荷率：每m濾料在每日內(nèi)所能接受的濾料在每日內(nèi)所能接受的BOD5值值。一般小于一般小于1200gBOD5/m.d BOD-面積負(fù)荷率：每面積負(fù)荷率：每m2濾料表面在每日內(nèi)所能接受濾料表面在每日內(nèi)所能接受的的BOD5值值。一般取一般取1100-2200gBOD5/m2.d 水力負(fù)荷率：每水力負(fù)荷率：每m2濾池表面每日所能接受的污水量。濾池表面每日所能接受的污水量。一般取一般取1030m/m2.d （1）濾池池體的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì)）濾池池體的工藝計(jì)算與設(shè)計(jì) Sa和和n值的計(jì)算值的計(jì)算 Sa： 稀釋后進(jìn)入濾池的稀釋后進(jìn)入濾池的BOD5值值 Se:濾池處理后的出水濾池處理后的出水(mg/l ) Sa=a

36、Se a系數(shù)，按濾層高度和污水冬季平均溫度及年系數(shù)，按濾層高度和污水冬季平均溫度及年平均氣溫查表選取平均氣溫查表選取 回流稀釋倍數(shù)，回流稀釋倍數(shù)， S0-Sa n= , Sa-Se S0原污水的原污水的BOD值值 濾料容積，濾池面積計(jì)算濾料容積，濾池面積計(jì)算 BOD-容積負(fù)荷率計(jì)算容積負(fù)荷率計(jì)算Nv V=Q(n+1)Sa/ Nv; V:濾料容積；濾料容積； Nv :BOD-容積負(fù)荷率；容積負(fù)荷率； Q:原污水的日均流量原污水的日均流量m/d A=V/D A:濾池表面積；濾池表面積；D：濾料層高度，：濾料層高度，m; Nv的值的值 1200g/m.d BOD面積負(fù)荷率計(jì)算面積負(fù)荷率計(jì)算NAA=Q

37、(n+1)Sa/NAA:濾池表面積濾池表面積 ; NA:BOD面積負(fù)荷率，面積負(fù)荷率，NA的值的值1100-2000g/m.dV=DA 按按水力負(fù)荷率水力負(fù)荷率Nq計(jì)算計(jì)算A=Q(n+1)/Nq Nq 的值的值10-30m3/m.d V的計(jì)算同上的計(jì)算同上(取面積負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果按取面積負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果按BOD-容積負(fù)荷容積負(fù)荷和水力負(fù)荷率進(jìn)行校核）和水力負(fù)荷率進(jìn)行校核）(2)旋轉(zhuǎn)布水器的計(jì)算與設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)布水器的計(jì)算與設(shè)計(jì)確定旋轉(zhuǎn)布水器直徑確定旋轉(zhuǎn)布水器直徑D D=D-200mm D：濾池直徑：濾池直徑確定旋轉(zhuǎn)布水器的橫管的數(shù)目及管徑確定旋轉(zhuǎn)布水器的橫管的數(shù)目及管徑D”，一般取一般取

38、24根部水橫管，流速根部水橫管，流速v=0.51.0m/sD”=(q/4v)1/2, q為計(jì)算流量（為計(jì)算流量（m/s）確定旋轉(zhuǎn)布水器布水器橫管的出水孔口數(shù)確定旋轉(zhuǎn)布水器布水器橫管的出水孔口數(shù)(m)及每及每個(gè)孔口距池中心的距離（個(gè)孔口距池中心的距離（ri） m=1/1-(1-a/D) ,a：為最末端的兩個(gè)出流孔口間的距離（約：為最末端的兩個(gè)出流孔口間的距離（約80mm） ri=R(i/m)1/2, i：從池：從池 中心算起，每個(gè)出流孔口在布水橫管上的排中心算起，每個(gè)出流孔口在布水橫管上的排列順序；列順序；R：為布水器的半徑；孔口間距在池中心處最大，向：為布水器的半徑；孔口間距在池中心處最大，向

39、池邊逐漸減小，池邊逐漸減小，30040毫米毫米 確定旋轉(zhuǎn)布水器每分鐘的旋轉(zhuǎn)周數(shù)（確定旋轉(zhuǎn)布水器每分鐘的旋轉(zhuǎn)周數(shù)（n） n=34.78106/m.d.D 確定工作水頭（確定工作水頭（H） H=h1+h2+h3 h1：沿程阻力，：沿程阻力，m; h2:出水孔口局部阻力，出水孔口局部阻力， m; h3：布水橫管的流速恢復(fù)水頭，：布水橫管的流速恢復(fù)水頭， m。 優(yōu)點(diǎn)：所需壓力較小，僅為優(yōu)點(diǎn)：所需壓力較小，僅為0.21.0米；布水均米；布水均勻，易于管理。勻，易于管理。 缺點(diǎn)：濾池必須為圓形，占地較大。缺點(diǎn)：濾池必須為圓形，占地較大。l（3）需氧量與供氧量的計(jì)算）需氧量與供氧量的計(jì)算l需氧量需氧量 l

40、O2=aQSr+bp（kg/m3濾料）濾料） a每公斤每公斤BOD完全降解所需要的氧量（完全降解所需要的氧量（kg） 1.46 Sr污水中被利用的有機(jī)物濃度；污水中被利用的有機(jī)物濃度； b單位重量活性生物膜的需氧量單位重量活性生物膜的需氧量,0.18 p每每m濾料上的活性生物膜量（濾料上的活性生物膜量（kg/m3濾料）濾料）l供氧量供氧量 l氧是在自然條件下，通過(guò)池內(nèi)外空氣的流通轉(zhuǎn)移到水中，氧是在自然條件下，通過(guò)池內(nèi)外空氣的流通轉(zhuǎn)移到水中，進(jìn)而通過(guò)擴(kuò)散傳遞到生物膜內(nèi)部的。進(jìn)而通過(guò)擴(kuò)散傳遞到生物膜內(nèi)部的。l影響通風(fēng)的因素影響通風(fēng)的因素: 濾池內(nèi)外的溫差、風(fēng)力、濾料類(lèi)型及污濾池內(nèi)外的溫差、風(fēng)力、濾

41、料類(lèi)型及污水的布水量等。水的布水量等。 =0.075T-0.15 -空氣流速空氣流速m/min T-濾池內(nèi)外的溫差濾池內(nèi)外的溫差 5.適用范圍及特點(diǎn)適用范圍及特點(diǎn) 范圍：范圍：處理濃度與流量變化較大的廢水。處理濃度與流量變化較大的廢水。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 污水回流，稀釋進(jìn)水濃度，沖刷生物膜保持活性；污水回流，稀釋進(jìn)水濃度，沖刷生物膜保持活性； 防止濾料堵塞，抑制臭味以及濾池蠅過(guò)渡滋生；防止濾料堵塞，抑制臭味以及濾池蠅過(guò)渡滋生； 增大濾料粒徑，防止生物膜堵塞；增大濾料粒徑，防止生物膜堵塞； 水力負(fù)荷及水力負(fù)荷及BOD負(fù)荷增大；負(fù)荷增大； 占地減小，衛(wèi)生較好；占地減小，衛(wèi)生較好； 出水水質(zhì)較普通差，池

42、內(nèi)不出現(xiàn)硝化反硝化；出水水質(zhì)較普通差，池內(nèi)不出現(xiàn)硝化反硝化； 二沉池污泥呈褐色，氧化不充分，易腐化。二沉池污泥呈褐色，氧化不充分，易腐化。5.4.4 塔式生物濾池塔式生物濾池1、構(gòu)造特征：、構(gòu)造特征： 8-24m，直徑，直徑1-3.5m，徑高比：，徑高比：1：6-1：8；呈塔狀，平面上多為圓形；呈塔狀，平面上多為圓形（1）塔身：塔頂上緣高出濾料表面）塔身：塔頂上緣高出濾料表面0.5米，以免風(fēng)吹影米，以免風(fēng)吹影響污水的均勻布置響污水的均勻布置作用：圍擋濾料的作用，沿塔高分層建造，每層高度作用：圍擋濾料的作用，沿塔高分層建造，每層高度小于小于2.5m，每層設(shè)檢修口，方便換濾料；，每層設(shè)檢修口，方便

43、換濾料；測(cè)溫孔與觀察口：測(cè)量池內(nèi)溫度與觀察塔內(nèi)濾料上生測(cè)溫孔與觀察口：測(cè)量池內(nèi)溫度與觀察塔內(nèi)濾料上生物膜的生長(zhǎng)情況，以及濾料上部水均勻程度；物膜的生長(zhǎng)情況，以及濾料上部水均勻程度；BOD與塔高之間的關(guān)系與塔高之間的關(guān)系:可以根據(jù)進(jìn)水濃度確定。可以根據(jù)進(jìn)水濃度確定。2）濾料：輕質(zhì)濾料，玻璃布蜂窩濾料，比表面積大；濾料：輕質(zhì)濾料，玻璃布蜂窩濾料，比表面積大；結(jié)構(gòu)均勻；有利于空氣流通和污水的均勻配布；流量結(jié)構(gòu)均勻；有利于空氣流通和污水的均勻配布；流量調(diào)節(jié)幅度較大，不易堵塞調(diào)節(jié)幅度較大，不易堵塞 （3）布水裝置：）布水裝置： 固定式：小型固定式：小型 旋轉(zhuǎn)式：大中型旋轉(zhuǎn)式：大中型 （4）通風(fēng)：自然通風(fēng)

44、（）通風(fēng)：自然通風(fēng)（0.4-0.6m的空間）的空間） 機(jī)械通風(fēng)（上部吸風(fēng)，下部鼓風(fēng)）機(jī)械通風(fēng)（上部吸風(fēng)，下部鼓風(fēng)）2、工藝特征、工藝特征（1）高負(fù)荷率）高負(fù)荷率:水力負(fù)荷水力負(fù)荷80200m3/m2.d, 210倍；倍；BOD5容積負(fù)荷容積負(fù)荷0.52.5Kg/m3.d.23倍倍（2）濾層內(nèi)部的分層：微生物的優(yōu)勢(shì)菌種，有利）濾層內(nèi)部的分層：微生物的優(yōu)勢(shì)菌種，有利于有機(jī)物的降解去除，同時(shí)能夠抵御較高的沖擊于有機(jī)物的降解去除，同時(shí)能夠抵御較高的沖擊負(fù)荷。負(fù)荷。3.適用條件與優(yōu)缺點(diǎn)：適用條件與優(yōu)缺點(diǎn)：適用條件：一般規(guī)模上不超過(guò)適用條件：一般規(guī)模上不超過(guò)10000m3/d，（工業(yè)、，（工業(yè)、生活污水均

45、可）生活污水均可）優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 縮小占地面積，對(duì)水質(zhì)水量的突變適應(yīng)性強(qiáng)；縮小占地面積，對(duì)水質(zhì)水量的突變適應(yīng)性強(qiáng)；缺點(diǎn)缺點(diǎn):需提升泵，管理運(yùn)行不方便。需提升泵，管理運(yùn)行不方便。4、設(shè)計(jì)與計(jì)算、設(shè)計(jì)與計(jì)算按按BOD-容積負(fù)荷率計(jì)算，需繪制容積負(fù)荷率計(jì)算，需繪制BOD5容積負(fù)荷率與容積負(fù)荷率與處理水處理水BOD5之間關(guān)系曲線(xiàn)，確定之間關(guān)系曲線(xiàn)，確定BOD-容積負(fù)荷率。容積負(fù)荷率。（1）塔濾的濾料容積）塔濾的濾料容積 V=SaQ/Na ，式中，式中: Sa進(jìn)水進(jìn)水 BOD5； Q污水流量（日平均）污水流量（日平均） Na容積負(fù)荷率；容積負(fù)荷率； v濾料體積濾料體積（2）濾塔面積）濾塔面積 A=V/H,

46、H工作高度，是由進(jìn)水的工作高度，是由進(jìn)水的BOD5值確定，查相關(guān)表格值確定，查相關(guān)表格 A表面面積表面面積 （3）塔濾的水力負(fù)荷）塔濾的水力負(fù)荷 q=Q/A, qm/m.d 有條件時(shí)，水力負(fù)荷由試驗(yàn)確定有條件時(shí)，水力負(fù)荷由試驗(yàn)確定q 若若q=q，設(shè)計(jì)可行；，設(shè)計(jì)可行； q q，適當(dāng)降低濾池高度；，適當(dāng)降低濾池高度； q q，適當(dāng)加大濾池高度或采用回流或多級(jí)，適當(dāng)加大濾池高度或采用回流或多級(jí)濾池串聯(lián)濾池串聯(lián)5.4.5 曝氣生物濾池曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter即即BAF）20世紀(jì)世紀(jì)80年代末在普通生物濾池基礎(chǔ)上，借鑒給水濾池年代末在普通生物濾池基礎(chǔ)上，借鑒給水

47、濾池開(kāi)發(fā)的污水處理新工藝。集降解、固液分離為一體的處開(kāi)發(fā)的污水處理新工藝。集降解、固液分離為一體的處理工藝。理工藝。1、構(gòu)造、構(gòu)造濾池池體濾池池體:園形、方形和矩形；園形、方形和矩形；配水室：緩沖配水區(qū)與濾板配水室：緩沖配水區(qū)與濾板布水系統(tǒng)：配水室和濾板上的配水濾頭或者采用管式大布水系統(tǒng)：配水室和濾板上的配水濾頭或者采用管式大阻力配水系統(tǒng)阻力配水系統(tǒng)承托層及濾料層：粒狀濾料、軟性填料等；承托層及濾料層：粒狀濾料、軟性填料等；布?xì)庀到y(tǒng)：正常運(yùn)行時(shí)布?xì)庀到y(tǒng)：正常運(yùn)行時(shí)和反沖洗時(shí)曝氣；和反沖洗時(shí)曝氣；出水系統(tǒng)：周邊出水與單側(cè)堰出水出水系統(tǒng)：周邊出水與單側(cè)堰出水反沖洗系統(tǒng)：反沖洗系統(tǒng)：采用氣水聯(lián)合反沖

48、洗；采用氣水聯(lián)合反沖洗；管道和自控系統(tǒng)組成：采用管道和自控系統(tǒng)組成：采用PL控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)。生物曝氣濾池生物曝氣濾池(BAF)的構(gòu)造的構(gòu)造陶 粒 (生 物 填 料 層 )卵 石 (承 托 層 )空 氣 管反 沖 氣 管 (反 沖 洗 系 統(tǒng) )濾 頭 (布 水 系 統(tǒng) )污 水 (布 水 系 統(tǒng) )沖 洗 水 (反 沖 洗 系 統(tǒng) )沖 洗 水 泵反 沖 洗 廢 水5.4.5 曝氣生物濾池曝氣生物濾池2、工藝流程與原理、工藝流程與原理 過(guò)濾、生物吸附與生物氧化作用凈化過(guò)濾、生物吸附與生物氧化作用凈化污水，濾料表面為好氧環(huán)境，內(nèi)部為缺氧、污水，濾料表面為好氧環(huán)境，內(nèi)部為缺氧、厭氧的微環(huán)境，使

49、得硝化、反硝化作用同厭氧的微環(huán)境，使得硝化、反硝化作用同時(shí)進(jìn)行時(shí)進(jìn)行. 3、工藝特征、工藝特征（1）三相接觸，有機(jī)物容積負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短、）三相接觸，有機(jī)物容積負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短、基建投資少、基建投資少、O2的轉(zhuǎn)移效率高，動(dòng)力消耗低的轉(zhuǎn)移效率高，動(dòng)力消耗低（2）可截留）可截留SS，脫落的生物膜，勿需沉淀池，占地少，脫落的生物膜，勿需沉淀池，占地少（3）濾料）濾料3-5mm，比表面積大，微生物吸著能力強(qiáng)，比表面積大，微生物吸著能力強(qiáng)（陶粒、焦炭等（陶粒、焦炭等（4）勿需污泥回流，無(wú)污泥膨脹）勿需污泥回流，無(wú)污泥膨脹（5）池內(nèi)生物量大，可達(dá)）池內(nèi)生物量大，可達(dá)8000-23000mg/l

50、（折算成（折算成MLVSS）4、影響因素、影響因素（1）負(fù)荷）負(fù)荷 （2）水溫）水溫（3）進(jìn)水）進(jìn)水SS和和BOD的濃度，的濃度，（4）pH值值6.59.5曝氣生物濾床曝氣生物濾床5. 曝氣生物濾池的運(yùn)行方式曝氣生物濾池的運(yùn)行方式a) 曝氣生物濾池的流向曝氣生物濾池的流向生 物 填 料卵 石空 氣 管反 沖 氣 管濾 頭污 水出 水 (沖 洗 水 )反 沖 洗 廢 水生 物 填 料卵 石空 氣 管反 沖 氣 管污 水出 水 (沖 洗 水 )反 沖 洗 廢 水生 物 填 料空 氣 管污 水(反 沖 洗 水 )出 水濾 頭(a) 采用濾頭的下向流濾池采用濾頭的下向流濾池 (b) 不采用濾頭的下向流

51、濾池不采用濾頭的下向流濾池 (c) 上向流的曝氣生物濾池上向流的曝氣生物濾池圖圖7-3 升流式和下向流方式的曝氣生物濾池工藝升流式和下向流方式的曝氣生物濾池工藝5.4.5 曝氣生物濾池曝氣生物濾池生物填料空氣管反沖氣管污水出水反沖洗廢水出水二次接觸沉淀池圖圖7-4 帶回流的升流式曝氣生物濾池工藝帶回流的升流式曝氣生物濾池工藝b) 曝氣生物濾床的串聯(lián)曝氣生物濾床的串聯(lián)5.4.5 曝氣生物濾池曝氣生物濾池c) 曝氣生物濾床的串聯(lián)運(yùn)行曝氣生物濾床的串聯(lián)運(yùn)行反沖洗氣反沖洗水曝氣反沖洗氣反沖洗水曝氣出水回流水3反沖洗水(b) BIOPUR工藝(第一級(jí)采用波紋板填料、第二級(jí)采用陶粒陶粒)5.4.5 曝氣生

52、物濾池曝氣生物濾池d) 曝氣生物濾床的脫氮曝氣生物濾床的脫氮 升流式曝氣生物濾池工藝升流式曝氣生物濾池工藝下向流方式的曝氣生物濾池工藝下向流方式的曝氣生物濾池工藝5.4.5 曝氣生物濾池曝氣生物濾池生 物 填 料卵 石空 氣 管反 沖 氣 管濾 頭污 水出 水 (沖 洗 水 )反 沖 洗 廢 水空 氣 管污 水(反 沖 洗 水 )出 水濾 頭出 水回 流e) 曝氣和回流的布置形式曝氣和回流的布置形式5.4.5 曝氣生物濾池曝氣生物濾池5) Biostyr工藝的結(jié)構(gòu)工藝的結(jié)構(gòu) 法國(guó)法國(guó)OTV公司開(kāi)發(fā)公司開(kāi)發(fā)Biostyr的生物曝氣濾池的新型好氧生物處理設(shè)備的生物曝氣濾池的新型好氧生物處理設(shè)備1、

53、配水廊道、配水廊道; 2、濾池進(jìn)水和排泥、濾池進(jìn)水和排泥; 3、反沖洗循環(huán)閘門(mén)、反沖洗循環(huán)閘門(mén); 4、填料、填料; 5、反沖洗氣管、反沖洗氣管; 6、好氧區(qū)、好氧區(qū); 7、工藝空氣管、工藝空氣管; 8、缺氧區(qū)、缺氧區(qū); 9、擋板、擋板; 10、出水濾頭、出水濾頭; 11、處理后水的儲(chǔ)存和排出、處理后水的儲(chǔ)存和排出; 12、回流泵、回流泵; 13、進(jìn)水管、進(jìn)水管5.4.5 曝氣生物濾池曝氣生物濾池圖圖7-9 7-9 山東諸城興貿(mào)玉米制品有限公司成武公司淀粉曝氣生物濾池平面圖山東諸城興貿(mào)玉米制品有限公司成武公司淀粉曝氣生物濾池平面圖6) 曝氣生物濾池的應(yīng)用曝氣生物濾池的應(yīng)用5.4.5 曝氣生物濾池

54、曝氣生物濾池圖圖7-2 7-2 濟(jì)南將軍卷煙廠的廢水處理工藝流程圖濟(jì)南將軍卷煙廠的廢水處理工藝流程圖5.4.5 曝氣生物濾池曝氣生物濾池6、工藝設(shè)計(jì)主要參數(shù)、工藝設(shè)計(jì)主要參數(shù) 包括：池體、供氣系統(tǒng)、配水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、污泥包括：池體、供氣系統(tǒng)、配水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、污泥產(chǎn)量等產(chǎn)量等（1）BOD污泥負(fù)荷：根據(jù)水質(zhì)定，污泥負(fù)荷：根據(jù)水質(zhì)定，0.2kg-1.4kgBOD/kgvss.d BOD容積負(fù)荷：容積負(fù)荷：0.120.18kgBOD/m濾料濾料.d 考慮氨氮硝化時(shí)小于考慮氨氮硝化時(shí)小于2.0 kgBOD/m濾料濾料.d； 僅考慮僅考慮BOD時(shí)時(shí)4-6 kgBOD/m濾料濾料.d（2）反沖洗）反沖洗