水污染控制工程之生物膜法（134頁(yè)）

1、第十三章 生物膜法第二節(jié) 生物濾池第三節(jié) 生物轉(zhuǎn)盤(pán)第四節(jié) 生物接觸氧化法 第五節(jié) 生物膜法的進(jìn)展第一節(jié) 基本原理第一節(jié) 基 本 原 理1893年英國(guó)Corbett在Salford創(chuàng)建了第一個(gè)具有噴嘴布水裝置的生物濾池。生物膜法主要用于從污水中去除溶解性有機(jī)污染物，是一種被廣泛采用的生物處理方法。生物膜法的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)水質(zhì)、水量變化的適應(yīng)性較強(qiáng)。生物膜法的共同特點(diǎn)是微生物附著在介質(zhì)“濾料”表面上，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機(jī)污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、NH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化，所需氧氣一般來(lái)自大氣。 生物膜的結(jié)構(gòu)及其凈化機(jī)理生物膜的形成及結(jié)構(gòu)生物膜是指附著在

2、惰性載體表面生長(zhǎng)的，以微生物為主，包含微生物及其產(chǎn)生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的無(wú)機(jī)及有機(jī)物等組成，并具有較強(qiáng)的吸附和生物降解性能的結(jié)構(gòu)。提供微生物附著生長(zhǎng)的惰性體稱(chēng)之為濾料或填料。生物膜的組成細(xì)菌和真菌原生動(dòng)物和后生動(dòng)物濾池蠅藻類(lèi)生物膜的微生物除了含有豐富的生物相這一特點(diǎn)外，還有著其自身的分層分布特征。在正常運(yùn)行的生物濾池中，隨著濾床深度的下移，生物膜中的微生物逐漸從低級(jí)趨向高級(jí)，種類(lèi)逐漸增多，但是個(gè)體數(shù)量減少。上層以菌膠團(tuán)為主，而且由于營(yíng)養(yǎng)豐富，繁殖速率快，生物膜也最厚。往下的層次，隨著污水中有機(jī)物濃度的降低，可能會(huì)出現(xiàn)絲狀菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，但是生物量逐漸減少。濾床中這種生物分層

3、現(xiàn)象，是適應(yīng)不同生態(tài)條件的結(jié)果，各層生物膜中都有特征微生物，處理污水的功能也隨之不同。生物膜法的凈化過(guò)程生物膜法去除水中的污染物是一個(gè)吸附、穩(wěn)定的復(fù)雜過(guò)程，包括污染物質(zhì)在液相中紊流擴(kuò)散、污染物在膜中的擴(kuò)散傳遞、氧向生物膜內(nèi)部的擴(kuò)散和吸附、有機(jī)物的氧化分解和微生物的新陳代謝等過(guò)程。在生物膜外，附著一層薄薄的水層，其中的有機(jī)物大多已經(jīng)被生物膜中的微生物所攝取，其濃度比流動(dòng)水層中的有機(jī)物濃度低，污水中的有機(jī)物和溶解氧先擴(kuò)散進(jìn)入此水膜，然后被微生物所利用。影響生物膜法污水處理效果的主要因素進(jìn)水底物的組分和濃度：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：BOD5：N：P=100：5：1。有機(jī)負(fù)荷及水力負(fù)荷：生物濾池的負(fù)荷分為有機(jī)負(fù)荷和

4、水力負(fù)荷，是決定效果的首要因素。溶解氧。生物膜量：主要是指生物膜厚度與密度。生物膜的厚度與污水中有機(jī)物的濃度成正比。PH、溫度和有毒物質(zhì)。生物膜法污水處理特征微生物方面微生物種類(lèi)豐富，生物的食物鏈長(zhǎng)存活世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物，有利于不同功能的優(yōu)勢(shì)菌群分段運(yùn)行處理工藝方面對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性。適合低濃度污水的處理剩余污泥產(chǎn)量少運(yùn)行管理方便生物膜反應(yīng)動(dòng)力學(xué)介紹微生物在載體上附著的一般過(guò)程：液相中懸浮微生物微生物向載體表面輸送可逆附著不可逆附著附著微生物增長(zhǎng)，形成生物膜生物膜反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的幾個(gè)重要參數(shù)生物膜比增長(zhǎng)速率生物膜比增長(zhǎng)速率主要由兩類(lèi)：一是動(dòng)力學(xué)增長(zhǎng)階段的比增長(zhǎng)速率，二是整個(gè)生物膜過(guò)程

5、的平均比增長(zhǎng)速率。最大比增長(zhǎng)速率：平均比增長(zhǎng)速率生物膜平均比增長(zhǎng)速率反應(yīng)了生物膜表觀增長(zhǎng)特性。由于生物膜成長(zhǎng)過(guò)程中往往伴隨非活性物質(zhì)的累積，因此，從嚴(yán)格的生物學(xué)意義上說(shuō)，平均比增長(zhǎng)速率并不能真實(shí)反應(yīng)生物膜群體增長(zhǎng)特性。底物比去除速率在實(shí)際過(guò)程中，底物比去除速率反映了生物膜群體的活性，底物的比去除速率越高，說(shuō)明生物膜生化反應(yīng)活性越高。表觀生物膜產(chǎn)率系數(shù)產(chǎn)率系數(shù)揭示了生物膜群體合成與能量代謝件的相互耦合度上式中：處于穩(wěn)態(tài)時(shí)生物膜密度生物膜密度一般為生物平均干密度，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定生物膜量及生物膜厚后，平均密度可以通過(guò)Th-Mb圖求得。第二節(jié) 生 物 濾 池建設(shè)中的生物濾池典型的生物濾池的構(gòu)造 濾 床 布

6、水設(shè)備排水系統(tǒng) 床由濾料組成。濾料是微生物生長(zhǎng)棲息的場(chǎng)所，理想的濾料應(yīng)具備下述特性： (1)能為微生物附著提供大量的面積； (2)使污水以液膜狀態(tài)流過(guò)生物膜； (3)有足夠的空隙率，保證通風(fēng)（即保證氧的供給）和使脫落的生物膜能隨水流出濾池； (4)不被微生物分解, 也不抑制微生物的生長(zhǎng)，有較好的化學(xué)性能； (5)有一定的機(jī)械強(qiáng)度； (6)價(jià)格低廉。 濾料粒徑并非越小越好，會(huì)造成堵塞，影響通風(fēng)。早期主要以拳狀碎石為濾料，其直徑在38cm左右，空隙率在4550左右，比表面積（可附著面積）在65100m2/m3之間。 濾 床 兩種常見(jiàn)的塑料濾料 濾料比表面積在98340m2/m3之間，孔隙率為939

7、5 濾料比表面積在81195m2/m3之間，孔隙率為9395 國(guó)內(nèi)目前采用的玻璃鋼蜂窩狀塊狀濾料，孔心間距在20mm左右，孔隙率95左右，比表面積在200m2/m3左右。 濾床高度同濾料的密度有密切關(guān)系 塑料濾料每立方米質(zhì)量?jī)H為100kg左右，孔隙率高達(dá)9395，濾床高度不但可以提高，而且可以采用雙層或多層構(gòu)造。 國(guó)外一般采用雙層濾床，高7m左右；國(guó)內(nèi)常采用多層的“塔式”結(jié)構(gòu)，高度在10m以上。 濾床四周一般設(shè)池壁，池壁起圍護(hù)濾料、減少污水的飛濺的作用。常用磚、石或混凝土塊砌筑。 石質(zhì)拳狀濾料組成的濾床高度一般在12.5m之間。一方面是由于孔隙率低，濾床過(guò)高會(huì)影響通風(fēng)；另一方面由于太重, 過(guò)高

8、會(huì)影響排水系統(tǒng)和濾池基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。 布 水 設(shè) 備 設(shè)置目的為了使污水能均勻地分布在整個(gè)濾床表面上生物濾池的布水設(shè)備分為兩類(lèi)固定式噴嘴布水系統(tǒng) 回轉(zhuǎn)式布水器的中央是一根空心的立柱，底端與設(shè)在池底下面的進(jìn)水管銜接。其所需水頭在0.61.5m左右。 固定式布水系統(tǒng)是由虹吸裝置、饋水池、布水管道和噴嘴組成。這類(lèi)布水系統(tǒng)需要較大的水頭，約在2m左右。移動(dòng)式（常用回轉(zhuǎn)式）布水器脈沖式生物濾池配水系統(tǒng) 排 水 系 統(tǒng) 作用收集濾床流出的污水與生物膜保證通風(fēng)支撐濾料池底排水系統(tǒng)的組成池底排水假底集水溝 排水假底是用特制砌塊或柵板鋪成，濾料堆在假底上面。假底空隙率不小于濾池面積58，高于池底0.40.6m。 池底

9、除支撐濾料外，還要排泄濾床上的來(lái)水，池底中心軸線上設(shè)有集水溝，兩側(cè)底面向集水溝傾斜，池底和集水溝的坡度約12。 集水溝要有充分的高度，并在任何時(shí)候不會(huì)漫流，確保空氣能在水面上暢通無(wú)阻，使濾池中空隙充滿空氣。 低負(fù)荷生物濾池又稱(chēng)普通生物濾池。優(yōu)點(diǎn)：處理效果好，BOD5的去除率可達(dá)90以上，出水 BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸鹽含量在10mg/L左右，出水水質(zhì)穩(wěn)定。缺點(diǎn)：占地面積大，灰蠅很多，影響環(huán)境衛(wèi)生。生物濾池法的流程交替式二級(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

10、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?；亓魇蕉?jí)生物濾池法的流程國(guó)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在處理城市污水時(shí)，回流式生物濾池的處理效率大致如下： 生物濾池的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行簡(jiǎn)單，因此，適用于小城鎮(zhèn)和邊遠(yuǎn)地區(qū)。單級(jí)濾池法 當(dāng)濾池負(fù)荷率在1.7kg （BOD5）/(m3d)(濾料)以下時(shí)，出水的BOD5約為濾池進(jìn)水的 BOD5的1/3。二級(jí)濾池法 二沉池的出水的BOD5為二級(jí)池進(jìn)水BOD5的1/2；如果一級(jí)濾池的進(jìn)水不經(jīng)沉淀直接流向二級(jí)濾池，則一級(jí)濾池出水的B

11、OD5為進(jìn)水BOD5的1/2。影響生物濾池性能的主要因素 這些過(guò)程的發(fā)生和發(fā)展決定了生物濾池凈化污水的性能。影響這些過(guò)程的主要因素有： 濾池高度負(fù) 荷 率回 流供 氧 生物濾池中有機(jī)物的降解過(guò)程 同時(shí)發(fā)生著多過(guò)程有機(jī)物在污水和生物膜中的傳質(zhì)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)和脫落等過(guò)程有機(jī)物的好氧和厭氧代謝過(guò)程濾 床影響生物濾池性能的主要因素濾池高度濾床上層,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(lèi)逐漸增多,生物膜量從多到少。濾床的上層和下層相比, 生物膜量、微生物種類(lèi)和去除有機(jī)物的

12、速率均不相同。濾床中的這一遞變現(xiàn)象，類(lèi)似污染河流在自凈過(guò)程中的生物遞變。 當(dāng)濾床各層的進(jìn)水水質(zhì)互不相同時(shí),各層生物膜的微生物就不相同,處理污水的功能也隨之不同。濾 床影響生物濾池性能的主要因素濾池高度有機(jī)負(fù)荷率：以BOD5為準(zhǔn)，kg（BOD5或特定污染物質(zhì)）/m3d。影響生物濾池性能的主要因素負(fù) 荷 率 生物濾池的負(fù)荷率有三種表達(dá)形式：表面水力負(fù)荷率：m3（水）/（m2d），又稱(chēng)平均濾率， m/d 。由于生物濾池的作用是去除污水中有機(jī)物或特定污染物，因此，它的負(fù)荷率通常以有機(jī)物或特定污染物質(zhì)為準(zhǔn)較合理。 有機(jī)負(fù)荷率：以BOD5為準(zhǔn)，kg（BOD5或特定污染物質(zhì)）/（m3d）。水力負(fù)荷率：以流量

13、為準(zhǔn)，m3(水)/m3(濾料) d 。影響生物濾池性能的主要因素負(fù) 荷 率 在低負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水中有機(jī)物的傳質(zhì)速率加快，生物膜量增多，濾床特別是它的表面很容易堵塞。 在高負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水在生物濾床中停留的時(shí)間縮短，出水水質(zhì)將相應(yīng)下降。影響生物濾池性能的主要因素回 流 回流利用污水廠的出水或生物濾池出水稀釋進(jìn)水的做法稱(chēng)回流，回流水量與進(jìn)水量之比叫回流比?；亓鲗?duì)生物濾池性能的影響：（1）回流可提高生物濾池的濾率，它是使生物濾池負(fù)荷率由低變高的方法之一； （2）提高濾率有利于防止產(chǎn)生灰蠅和減少惡臭； （3）當(dāng)進(jìn)水缺氧、腐化、缺少營(yíng)養(yǎng)元素或含有有害物質(zhì)時(shí)，回流可改善進(jìn)水

14、的腐化狀況、提供營(yíng)養(yǎng)元素和降低毒物質(zhì)濃度； （4）進(jìn)水的質(zhì)和量有波動(dòng)時(shí)，回流有調(diào)節(jié)和穩(wěn)定進(jìn)水的作用。影響生物濾池性能的主要因素供 氧 溫度差越大，通風(fēng)條件越好；當(dāng)水溫較低，濾池內(nèi)的溫度低于水溫時(shí)（夏季），池內(nèi)氣流向下流動(dòng)；當(dāng)水溫較高，池內(nèi)溫度高于氣溫時(shí)（冬季），氣流向上流動(dòng)；若池內(nèi)外無(wú)溫度差，則停止通風(fēng)；正常運(yùn)行的生物濾池，自然通風(fēng)可以提供生物降解所需的氧量，自然通風(fēng)不能滿足時(shí)，應(yīng)考慮強(qiáng)制通風(fēng)。生物濾池中，微生物所需的氧一般直接來(lái)自大氣，靠自然通風(fēng)供給。影響生物濾池通風(fēng)的主要因素是濾床自然拔風(fēng)和風(fēng)速。自然拔風(fēng)的推動(dòng)力是池內(nèi)溫度與氣溫之差以及濾池的高度。生物濾池的計(jì)算計(jì)算公式 圖示表明：污水流過(guò)

15、濾池時(shí)，污染物濃度的下降率單位濾床高度（h）去除的污染物的量（以濃度S計(jì)）與該污染物的濃度成正比，即 生物濾池的設(shè)計(jì)，在條件允許時(shí)應(yīng)盡量利用試驗(yàn)成果進(jìn)行，沒(méi)有條件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可借助于經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行。式中：dS /dh污染物濃度的下降率；S0濾池進(jìn)水污染物的濃度，mg/L ；S床深為h處水中的污染物濃度，mg/L ；h離濾床表面的深度，m；K反映濾池處理效率的系數(shù)，它同污水性質(zhì)、濾池的特性（包括濾料的材料、形狀、表面積、孔隙率、堆砌方式和生物膜性質(zhì)）以及濾率有關(guān)，布水方式（如均勻程度、進(jìn)水周期等）也對(duì)其有影響。式中：Q濾池進(jìn)水流量，m3/d;A濾床的面積，m2；K系數(shù)，它與進(jìn)水水質(zhì)、濾率有關(guān)；m與

16、進(jìn)水水質(zhì)有關(guān)的系數(shù)；n 與濾池特性、濾率有關(guān)的系數(shù)。K可用下式求得：將式積分，得 當(dāng)采用回流濾池時(shí)，應(yīng)考慮回流的影響，按圖建立物料衡算式：將代入得 上式可以直接用于無(wú)回流濾池的計(jì)算，解得： 生化反應(yīng)速率受溫度影響，可以用下式校正：解此式得： 考慮回流的影響，濾池進(jìn)水流量為（1R）Q，得：式中：Si為濾池入流污水的污染濃度（mg/L）。左式右邊的分子和分母各除以Q，并以回流比R代替QR/Q得：生物濾池的計(jì)算系數(shù)的確定(1) KS0m(Q /A)n 這是一直線方程，可以通過(guò)測(cè)定不同的池深h的S/S0，繪制lnSs/S0和h關(guān)系曲線，其斜率就是KS0m(Q/A)n，參看右圖。 式取對(duì)數(shù)得： 進(jìn)行生物

17、濾池設(shè)計(jì)，應(yīng)先確定K 、m和n三個(gè)常數(shù)，通常是通過(guò)生物濾池模型試驗(yàn)用圖解法求得。生物濾池的計(jì)算系數(shù)的確定 求K 上式中各系數(shù)均已知，可以求出K。 求n由于|斜率|KS0m(Q/A)n ，兩邊取對(duì)數(shù)，得： 以lg|斜率|與lg(Q/A)作圖，其斜率為n。參看右圖。 求m 同上。 以lg|斜率|與lgS0作圖，其斜率為m。參看右圖。生物濾池系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì) 濾池類(lèi)型和流程選擇濾池個(gè)數(shù)和濾床尺寸的確定二次沉淀池的形式、個(gè)數(shù)和工藝尺寸的確定布水設(shè)備的計(jì)算根據(jù)計(jì)算結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定。在濾床的總體積和高度確定后，濾床的總面積可以算出。當(dāng)總面積不大時(shí)，可采用2個(gè)濾池。目前生物濾池的最大直徑為60m，通常是在35m以

18、下。最后應(yīng)該核算濾速，看它是否合理?；亓魃餅V池池深淺，濾速一般不超過(guò)30m/d，其濾率的確定與進(jìn)水BOD5有關(guān)，如下表所示。 濾 池 個(gè) 數(shù) 和 濾 床 尺 寸 的 確 定（2）濾床高度的確定 進(jìn)水BOD5/（mg L-1）120150200濾率/(m3 m-2 d-1)252015 流 程 的 選 擇 確定流程時(shí)要解決的問(wèn)題是否設(shè)初次沉淀池采用幾級(jí)濾池是否采用回流，回流方式和回流比的確定 當(dāng)廢水含懸浮物較多，采用拳狀濾料時(shí),須有初次沉淀池,以避免生物濾池阻塞。處理城市污水時(shí),一般都設(shè)置初次沉淀池。 下述三種情況應(yīng)考慮用二次沉淀池出水回流：入流有機(jī)物濃度較高，可能引起供氧不足時(shí)；水量很小，無(wú)

19、法維持水力負(fù)荷率在最小經(jīng)驗(yàn)值以下時(shí)；污水中某種污染物在高濃度時(shí)，可能抑制微生物生長(zhǎng)的情況下。采用公式進(jìn)行計(jì)算步驟第一步是選定濾料和進(jìn)水方式，然后進(jìn)行試驗(yàn)，求得K、m和n等常數(shù)值第二步確定是否回流，若需要回流，則要確定回流比最后計(jì)算濾池的尺寸回轉(zhuǎn)式布水器的計(jì)算計(jì)算的主要內(nèi)容確定布水橫管根數(shù)（一般是2根和4根）和直徑布水管上的孔口數(shù)和在布水橫管上的位置布水器的轉(zhuǎn)速 已知某城鎮(zhèn)人口80000人，排水量定額為100L/（人d），BOD5為 20g/（人 d）。設(shè)有一座工廠，污水量為2000m3/d，其BOD5為2200mg/L。擬混合采用回流式生物濾池進(jìn)行處理，處理后出水的BOD5要求達(dá)到30mg/L

20、。 基本設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)量（設(shè)在此不考慮初次沉淀池的計(jì)算） 生活污水和工業(yè)廢水總水量： 生活污水和工業(yè)廢水混合后的BOD5濃度： 由于生活污水和工業(yè)廢水混合后BOD5濃度較高，應(yīng)考慮回流，設(shè)回流稀釋后濾池進(jìn)水BOD5為300mg/L,回流比為：例:解: 生物濾池的個(gè)數(shù)和濾床尺寸計(jì)算 設(shè)生物濾池的有機(jī)負(fù)荷率采用1.2kgBOD5/（m3d），于是生物濾池總體積為： 設(shè)池深為2.5m,則濾池總面積為： 若采用6個(gè)濾池，每個(gè)濾池面積： 濾池直徑為： 校核 經(jīng)過(guò)計(jì)算，采用6個(gè)直徑21m、高2.5m的高負(fù)荷生物濾池。旋轉(zhuǎn)布水器的設(shè)計(jì) 1. 布水橫管根數(shù)與直徑 布水橫管根數(shù) 布水橫管的根數(shù)決定于池子和濾速的大小

21、，n取偶數(shù)，布水水量大時(shí)用4根，一般用2根。布水橫管直徑 D1：式中：Q每根布水橫管的最大設(shè)計(jì)流量，m3/s； v橫管進(jìn)水段流速，m/s； Q每個(gè)濾池處理的水量，m3/s； n橫管數(shù)。2. 灑水孔數(shù)及在布水橫管上的位置 假定每個(gè)出水孔口噴灑的面積基本相同，孔口數(shù)(m)的計(jì)算公式為：式中:d孔口直徑，一般為1015mm，孔口流速2m/s左右或更大些； D2回轉(zhuǎn)布水器直徑，mm，比濾池內(nèi)徑小200mm。第i個(gè)孔口距濾池中心的距離（ri）為： 3. 布水器的轉(zhuǎn)速 布水橫管的回轉(zhuǎn)速度與濾速、橫管根數(shù)有關(guān)，如下表所示 布水橫管可以采用鋼管或鋁管，其管底離濾床表面的距離，一般為150250mm，以避免風(fēng)力

22、的影響。布水器所需壓力為0.51.0m。 也可以近似地用下式計(jì)算：濾率/（m d-1）轉(zhuǎn)速/（r min-1）(4根橫管)轉(zhuǎn)速/（r min-1）(2根橫管)151220232524生物濾池正式運(yùn)行之后，有一個(gè)“掛膜”階段，即培養(yǎng)生物膜的階段。在這個(gè)始運(yùn)行階段，潔凈的無(wú)膜濾床逐漸長(zhǎng)了生物膜，處理效率和出水水質(zhì)不斷提高，終于進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)溫度適宜時(shí)，始運(yùn)行階段歷時(shí)約一周。處理含有毒物質(zhì)的工業(yè)廢水時(shí)，生物濾池的運(yùn)行要按設(shè)計(jì)確定的方案進(jìn)行，一般說(shuō)來(lái)，這種有毒物質(zhì)正是生物濾池的處理對(duì)象，而能分解氧化這種有毒物質(zhì)的微生物常存在于一般環(huán)境中，無(wú)需從外界引入；但是，在一般環(huán)境中，它們?cè)谖⑸锶后w中并不

23、占優(yōu)勢(shì)，或?qū)@種有毒物質(zhì)還不太適應(yīng)，因此，在濾池正常運(yùn)行前，要有一個(gè)讓它們適應(yīng)新環(huán)境、繁殖壯大的始運(yùn)行階段，稱(chēng)為“馴化掛膜”階段。 馴化掛膜方式：一種方式是從其他工廠廢水站或城市廢水廠取來(lái)活性污泥或生物膜碎屑,進(jìn)行馴化，掛膜。另一種方式是用生活污水、城市污水、河水或回流出水代替部分工業(yè)廢水進(jìn)行運(yùn)行，運(yùn)行過(guò)程中把二次沉淀池中的污泥不斷回流到濾池的進(jìn)水中。生物濾池的運(yùn)行第三節(jié) 生 物 轉(zhuǎn) 盤(pán)生物轉(zhuǎn)盤(pán)的流程 生物轉(zhuǎn)盤(pán)的工作特點(diǎn) （1）不需曝氣和回流，運(yùn)行時(shí)動(dòng)力消耗和費(fèi)用低； （2）運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高； （3）工作穩(wěn)定，適應(yīng)能力強(qiáng)； （4）適應(yīng)不同濃度、不同水質(zhì)的污水； （5）剩余污泥量少，易

24、于沉淀脫水； （6）沒(méi)有濾池蠅、惡臭、堵塞、泡沫、噪音等問(wèn)題； （7）可多層立體布置； （8）一般需加開(kāi)孔防護(hù)罩保護(hù)、保溫。1.單軸單級(jí)式 2.單軸多級(jí)式 3.多軸多級(jí)式生物轉(zhuǎn)盤(pán)的布置方式 1954年在聯(lián)邦德國(guó)的Heilbronn建成世界上第一座生物轉(zhuǎn)盤(pán)污水處理廠。生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主要組成部分生物轉(zhuǎn)盤(pán)的構(gòu)造轉(zhuǎn)動(dòng)軸盤(pán)片廢水處理槽驅(qū)動(dòng)裝置 生物轉(zhuǎn)盤(pán)的主體是垂直固定在水平軸上的一組圓形盤(pán)片和一個(gè)同它配合的半圓形水槽。 微生物生長(zhǎng)并形成一層生物膜附著在盤(pán)片表面，約40%50%的盤(pán)面（轉(zhuǎn)軸以下的部分）浸沒(méi)在廢水中，上半部敞露在大氣中。 工作時(shí)，廢水流過(guò)水槽，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)，生物膜和大氣與廢水輪替接觸，浸沒(méi)時(shí)吸

25、附廢水中的有機(jī)物，敞露時(shí)吸收大氣中的氧氣。轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng),帶進(jìn)空氣,并引起水槽內(nèi)廢水紊動(dòng), 使溶解氧均勻分布。 盤(pán)片：高強(qiáng)度、輕質(zhì)、耐腐蝕。 直徑：23m，轉(zhuǎn)速23r/min，間距2030mm。 受材料、污水與膜的接觸均勻性、外緣膜易脫落等影響，直徑不可能做大。生物轉(zhuǎn)盤(pán)的構(gòu)造 轉(zhuǎn)動(dòng)軸：具有足夠的強(qiáng)度和剛度，防止斷裂和撓曲。 直徑：50mm以上，長(zhǎng)度0.57m。 處理槽：與盤(pán)片相吻合的半圓形或多邊形，凈空相距2050mm，設(shè)排泥和放空管。 驅(qū)動(dòng)裝置： 機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置； 空氣驅(qū)動(dòng)裝置； 水輪驅(qū)動(dòng)裝置。生物轉(zhuǎn)盤(pán)的布置方式 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

26、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)。 威爾遜等人用生活污水進(jìn)行了試驗(yàn)研究，建議當(dāng)采用0.5m直徑的轉(zhuǎn)盤(pán)試驗(yàn)所得參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)面積宜比計(jì)算值增加25；當(dāng)試驗(yàn)采用的轉(zhuǎn)盤(pán)直徑為2m時(shí)，則宜增加10的面積。 當(dāng)沒(méi)有條件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可以用經(jīng)

27、驗(yàn)性圖表、經(jīng)驗(yàn)值（如下頁(yè)表）進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)試驗(yàn)求得需要的設(shè)計(jì)參數(shù)用經(jīng)驗(yàn)圖表或經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算污水性質(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 602040國(guó)外資料 301020煮煉廢水 601216益陽(yáng)、株洲萱麻紡織廠3040上海萱麻實(shí)驗(yàn)廠染色廢水 3020南京織布廠128255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生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法轉(zhuǎn)盤(pán)總面積：盤(pán)片片數(shù)：式中：Q處理水量，m3/d； S0進(jìn)水BOD5，mg/L； LABOD5面積負(fù)荷，g/(m2.d)； D轉(zhuǎn)盤(pán)直

28、徑，m；生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法處理槽有效長(zhǎng)度：處理槽有效容積：式中：a盤(pán)片間距m； b盤(pán)片厚度，m； K系數(shù)，一般取1.2 -盤(pán)片邊緣與處理槽內(nèi) 水面的距離，m生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速：處理槽凈有效容積：生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法序號(hào)污水類(lèi)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/C1含酚酚50250(152)280 670(495)0.05 0.113(0.070)15.5 35.5(22.8)1.5 2.7(2.6)t15(

29、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 1.3t103煤氣站含酚130 765(365)0.019 0.1(0.055)12.226.41.3 4.0(2.95)t204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

30、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生物轉(zhuǎn)盤(pán)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法部分工業(yè)廢水設(shè)計(jì)負(fù)荷生物轉(zhuǎn)盤(pán)的新進(jìn)展第四節(jié) 生物接觸氧化法 接觸氧化池構(gòu)造示例 生物接觸氧化法是一種浸沒(méi)曝氣式生物濾池，是曝氣池和生物濾池綜合在一起的處理構(gòu)筑物，兼有兩者優(yōu)點(diǎn)。生物接觸氧化法的特點(diǎn) 生物接觸氧化池的性能特征： (1)具有較高的微生物濃度，一般可達(dá)1020g/L；故具有較高的容積負(fù)荷。 (2)生物膜具有豐富的生物相，含有大量絲狀菌，形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，污泥產(chǎn)量低； (4)具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力； (6)污泥產(chǎn)率

31、低，沒(méi)有污泥膨脹的問(wèn)題。 缺點(diǎn)：濾床易堵塞，需定期更換，運(yùn)行費(fèi)用較高。接觸氧化池的主要部分生物接觸氧化池的構(gòu)造填料要求：比表面積大；空隙率大；水力阻力??；強(qiáng)度大；化學(xué)和生物穩(wěn)定性好；能經(jīng)久耐用。填料池底布水布?xì)庋b置池底用于設(shè)置填料、布水布?xì)庋b置和支撐填料的柵板和格柵。布?xì)夤芸刹贾迷诔刈又行摹?cè)面和全池。接觸氧化池外觀圖接觸氧化池反應(yīng)區(qū)的構(gòu)造酚醛樹(shù)脂蜂窩填料常用填料的類(lèi)型正六角行蜂窩狀斜管聚乙烯蜂窩填料聚乙烯蜂窩填料半軟性填料半軟性填料彈性立體填料軟性纖維填料軟性、復(fù)合填料組合填料YHT型彈性生物的環(huán)填料立體彈性填料立體彈性填料漂浮填料SQC型絲球形懸浮填料生物接觸氧化法填料新型的纖維網(wǎng)狀填料生

32、物填料框架框架與生物填料框架與生物填料新型的三維立體網(wǎng)狀填料掛膜后的網(wǎng)狀填料反應(yīng)區(qū)曝氣系統(tǒng)的布置新型的纖維網(wǎng)狀填料池底的布置曝氣裝置安裝 生物接觸氧化法的基本流程生 物 接 觸 氧 化 池 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算1生物接觸氧化池的有效容積（即填料體積）V式中：Q平均日設(shè)計(jì)污水量，m3/d；S0 、Se分別為進(jìn)水與出水的BOD5，mg/L；Lv有機(jī)容積負(fù)荷率，kg ( BOD5)/ (m3d)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計(jì)算 式中：D01m3污水所需氣量，m3/m3 ，一般為152

33、0 m3/ m3 。生 物 接 觸 氧 化 池 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算3.池深h式中：h1超高，0.50.6m； h2填料層上水深，0.40.5m； h3填料至池底的高度，0.5m。第五節(jié) 生物膜法的進(jìn)展流態(tài)化原理 美國(guó)Ecolotrol公司19731975年研制成功的HyFlo生物流化床床層的三種狀態(tài)固定床階段 流化床階段 液體輸送階段 流態(tài)化原理 當(dāng)液體以很小的速度流經(jīng)床層時(shí)，固體顆粒處于靜止不動(dòng)的狀態(tài)，床層高度也基本維持不變，這時(shí)的床層稱(chēng)固定床。固定床階段 上圖中的ab段：液體通過(guò)床層的壓力降p隨空塔速度v的上升而增加，呈冪函數(shù)關(guān)系，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖紙上呈直線。 上圖中的b點(diǎn)：液體濾速增大到壓力降p大致等于單位面積床層重量，固體顆粒間的相對(duì)位置略有變化，床層開(kāi)始膨脹，固體顆粒仍保持接觸且不流態(tài)化。 流化床階段 當(dāng)液體流速大于b點(diǎn)流速，床層不再維持于固定狀態(tài)，顆粒被液體托起而呈懸浮狀態(tài)，且在床層各個(gè)方向流動(dòng)，在床層上部有一個(gè)水平界面，此時(shí)由顆粒所形成的床層完全處于流化態(tài)狀態(tài)，這類(lèi)床層稱(chēng)流化床。 上圖中的bc段：流化層的高度h是隨流速上升而增大，床層壓力降p則基本不隨流速改變。 b點(diǎn)的流速vmin是達(dá)到流態(tài)化的起始速度，稱(chēng)臨界流態(tài)化速度。臨界速度值隨顆粒的大小、密度和液體的物理性質(zhì)而異。液體輸送階