第5課 滴濾池.doc

第5課 滴濾池滴濾池用于城市污水和工業(yè)廢水的廢水生物處理已有近100年的歷史。如前所述，滴濾池是一種非淹沒的固定膜生物反應器，使用碎石或塑料作填料，在其上連續(xù)地布灑廢水。隨液體流過附著的生物膜而發(fā)生處理。碎石填料的厚度介于0.9-2.5m（38ft）之間，平均為1.8m（6ft）。碎石濾池的濾床一般為圓形，液態(tài)廢水通過旋轉(zhuǎn)布水器布灑在整個濾床的頂部。許多以碎石做填料的傳統(tǒng)滴濾池已經(jīng)改用塑料填料以提高處理能力。實際上，現(xiàn)在所有新的濾池都用塑料填料構(gòu)筑。已建成的使用塑料填料的生物濾池有圓形、方形和其他各種形狀的池型，池高從412米（1440ft）不等。除填料外，生物濾池的其他組成部分包括廢水的投配系統(tǒng)或投加系統(tǒng)，底部排水設施，和裝載填料的構(gòu)筑物。底部排水系統(tǒng)對收集生物濾池的濾液和作為一種多孔結(jié)構(gòu)使空氣可以流通都很重要。匯集的濾液唄送往沉淀池，在那里從處理后的廢水中分離出固體。在應用中，往往將部分底部排水系統(tǒng)匯集的濾液或沉淀后的出水循環(huán)回流到生物濾池的進水水流中，以稀釋進入的廢水濃度和使濾池充分濕潤保持生物黏泥層的潮濕。一般入流廢水通過布水器的懸臂被投配到填料的頂部，懸臂與生物濾池內(nèi)徑等長，并有可變化的開孔以保持單位面積的投配率均勻。布水器的懸臂靠通過其開孔排出水的水力旋轉(zhuǎn)，或者采用電力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。電力驅(qū)動裝置的控制更加靈活，而且布水器的轉(zhuǎn)速范圍比簡單的水力裝置的寬。有些情況下，特別是方形生物濾池或矩形生物濾池，已經(jīng)采用固定的扁平噴嘴。碎石生物濾池之前必須有初次澄清，盡管細篩網(wǎng)（篩孔小于3mm）已經(jīng)在塑料填料上成功使用。隨著廢水中塑料和橡膠等漂浮物的增多，將這些漂浮材料篩除減輕對填料的沾污就顯得十分重要。在有些生物濾池中，于塑料填料的頂部放置鋼絲篩網(wǎng)收集廢渣，然后定期用真空將廢渣清除。在生物濾池的碎石或塑料填料上形成一層黏泥層，黏泥層中含有各種微生物，這些微生物將流經(jīng)填料的液體中的基質(zhì)通過生物降解去除。濾池中的生物群落包括好氧茵和兼性茵，真茵，藻類，原生動物。也有比較高等的動物，例如蠕蟲和蝸牛等存在。黏泥層的厚度可厚達10 mm。液體中的有機物被吸附在生物膜或黏泥層上。在生物黏泥層的外側(cè)部分（0.1-0.2mm），有機物被好氧微生物降解。隨著微生物的增長，黏泥層的厚度不斷增加，氧氣在其有可能滲入整個黏泥層厚度之前就被消耗殆盡，在靠近填料的表面處形成厭氧環(huán)境。隨著黏泥層的厚度增加，廢水中的基質(zhì)在其有可能滲入生物膜的內(nèi)部深處之前就被耗用，黏泥層中的細菌進入內(nèi)源呼吸狀態(tài)，并喪失其黏著于填料表面的能力。隨后，液體沖刷黏泥使其與填料脫離，新的黏泥層又開始增長。黏泥層的流失現(xiàn)象稱之為脫落，其脫落情況主要隨濾池的有機負荷和水力負荷而變化。水力負荷是造成剪力速度的原因，而有機負荷則影響?zhàn)つ鄬觾?nèi)的代謝速率。水力負荷與生物濾池內(nèi)黏泥層的脫落可通過由電力馬達驅(qū)動的廢水布水器轉(zhuǎn)速的變化加以控制。生物濾池的分類及其應用表1按過去最初闡述碎石濾池裝置制訂的術(shù)語歸納了生物濾他的應用與負荷。生物濾池的類型按水力負荷或有機負荷分類。碎石濾池的類型分低負荷或標準負荷，中負荷和高負荷幾類。塑料填料一般用于高負荷型的濾池；不過，塑料填料也還用于低有機負荷，其值接近于中負荷碎石濾池所用負荷上限的濾池。碎石填料或塑料填料濾池在只去除BOD的“粗濾”用途時，采用的有機負荷最高。低負荷濾池 低負荷濾池是一種比較簡單、可靠性很高的裝置，其出水水質(zhì)與進水濃度的變化關(guān)系不大。濾池的池型可以是圓形或矩形。一般利用控制吸水高度的泵或投配虹吸維持投配池的配水量。投配池的容積很小，通常按2倍設計平均流量計算，只有2mln的停留時間，所以投配間隔極短。即使這樣，在小型廢水處理廠中，夜間的低流量仍有可能使投配中斷，為此，為了使填料保持濕潤，可能需要將出水循環(huán)回流。如果投配之間的間隔超過1或2h，生物黏泥的特性會因濕度不夠而改變，濾池工藝的效率就會下降。在大多數(shù)的低負荷濾池中，只有在濾池境料頂部0.6-1.2m（24ft）處具有明顯的生物黏泥。結(jié)果，在濾池的較低部位有可能會繁殖可使氨氮氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽的自養(yǎng)型硝化細菌。如果硝化菌大量繁殖，并且如果氣候條件和廢水特性又適宜，那么，運行良好的低負荷濾池不僅能夠很好地去除BOD，而且還可以產(chǎn)生高度硝化的出水。在水力梯度合適的情況下，能采用重力流特別有利。如果場地過于平坦不容許重力流時則需要泵。臭氣是生物濾池共有的問題，特別是如果廢水陳舊或腐化，或者天氣暖和時尤甚。濾池不應設置在臭氣會引起麻煩的地點。如果不采取有效的控制措施，濾池內(nèi)就會孳生濾池蠅。中負荷和高負荷濾池 高負荷濾池既可用碎石，也可用塑料作填料。濾池一般為圓形池，通常為連續(xù)流。濾池出水或最終出水的循環(huán)回流使得濾池有可能采用較高的有機負荷；在濾池上保持較高的投配率，從而改善液體在濾池中的分布和更好地控制黏泥層的厚度，為入流廢水水流中提供更多的氧氣，并將有活性的有機體返回濾池。循環(huán)回流也有助于防止濾池積水，減少臭氣和飛蠅等麻煩事。中負荷和高負荷生物濾池可以設計成單級或兩級的工藝。一般，兩座水力投加率m3/(m2h)相同的濾池串聯(lián)運行的性能與總池深相等的單座濾池相同。粗濾池 粗濾池為高負荷型的濾池，其處理的有機負荷超過1.6kg/(m3d)100 lbBOD/103ft3d)，水力負荷高達190m3/(m2d)3.2gal/(ft2min)。在大多數(shù)情況下，用粗濾池處理二級處理前的廢水。大多數(shù)的粗濾池設計采用塑料填料（WPCF，1988)。與活性污泥曝氣相比，粗濾池的優(yōu)點之一是去除高濃度廢水BOD需要的能量較少。因為只有泵提升入流廢水和循環(huán)回流水流需要能量，因此，只有需要更多循環(huán)回流稀釋入流廢水濃度或提高濾池的潤濕效率時，單位能量投入去除BOD的量隨廢水濃度的增高而增多。粗濾池應用需要的能量可在2-4kg BOD/kwh的范圍內(nèi)，與其相比，活性污泥處理需要的能量為12-24kg BOD/kWh。兩級濾池 兩級濾池系統(tǒng)用中間澄清池除去第一級濾池產(chǎn)生的固體，常用于高濃度廢水處理。兩級濾池系統(tǒng)也用在需要硝化的場合。第一級濾池和中間澄清池除去含碳的BOD，而在第二級濾池中發(fā)生硝化。硝化 去除BOD和硝化兩方面在以低有機負荷運行的碎石或塑料填料生物濾池中都可以達到。產(chǎn)率系數(shù)較高，生長速率較快的異養(yǎng)茵對固定膜填料上的空間比硝化細菌更具有競爭性。因此，只有在BOD濃度明顯降低后才會發(fā)生有效