水質生物凈化工程-生物膜法

第四章生物膜法內容提要：1、生物膜的基本概念；生物膜與活性污泥的異同點；生物膜的構造及其對有機物的降解作用。2、幾種生物膜法：生物濾池（普通式，高負荷，塔式），生物轉盤，生物接觸氧化法。3、生物膜法新工藝。又一生物處理法§4.1概述一、生物膜的構造及其對有機物的降解1、生物膜——由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在濾料或某些載體上生長繁育，所形成的膜狀生物性污泥（稠密粘膜）。通過與污水的接觸，生物膜上的微生物能攝取污水中的有機污染物作為營養(yǎng)，從而使污水得到凈化。（活性污泥——大量微生物群體所構成的絮凝體（絮狀微粒），在曝氣池內呈懸浮狀態(tài)，和污水接觸，使污水得到凈化。）§4.1一、生物膜的構造及其對有機物的降解（續(xù)1）2、生物膜的構造生物膜：兩膜厭氧膜好氧膜兩水附著水層流動水層靠近濾料或載體內層為厭氧膜，外層為好氧膜，在好氧膜上粘著一層附著水層，最外層使流動水層。濾料或載體厭氧膜好氧膜附著水層(親水)流動水層O2BODH2OCO2H2S,NH3,CH4空氣§4.1一、生物膜的構造及其對有機物的降解（續(xù)2）3、有機物的降解過程⑴生物膜的形成——掛膜污水長期與濾料或載體流動接觸，在其表面形成生物膜并逐漸成熟。⑵生物膜降解有機物——物質傳遞，新陳代謝（生物膜為親水物質，污水流經時，存在著一層附著水層。）①生物膜繁殖有大量的各種類型的微生物和微型動物。形成“有機污染物→細菌→原生動物（后生動物）的食物鏈?！醚跄ぷ饔芒谘醯膫鬟f：空氣中的氧→流動水層→附著水層→生物膜。③污水中的有機物→流動水層→附著水層→生物膜→代謝降解有機物。§4.1一、生物膜的構造及其對有機物的降解（續(xù)3）④使流動水層在其不斷地流動過程中逐步得到凈化。⑤代謝產物隨水排走或逸出水層。⑶厭氧膜的形成隨著有機物降解，微生物不斷增殖，生物膜的厚度不斷增加，在增加到一定程度，在氧不能透入的里側深部轉變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)，形成厭氧膜。（這樣生物膜便由好氧和厭氧兩層組成。）好氧膜厚度一般為2mm左右，有機物的降解主要在好氧膜內進行。⑷老化脫落，生成新的生物膜隨著厭氧膜層的逐漸增厚，其代謝產物也逐漸增多，此時的生物膜呈老化狀，又因氣態(tài)代謝物的不斷逸出，減弱了生物膜在濾料或載體上的固著力，再加上水的流動，促使生物膜脫落。老化生物膜脫落后，又開始生成新的生物膜?！?1)(2)(3)(4)§4.1二、生物膜法的特征1、微生物相方面：⑴生物相多樣化——穩(wěn)定的環(huán)境，“污泥齡”長，生物類型豐富，種屬繁多：絲狀菌，真菌，硝化菌，藻類，微型動物。⑵生物相分層——各層有獨特的優(yōu)等的微生物種。⑶生物量多——生物膜生長著大量的微生物及微型動物。⑷食物鏈長——有機物→細菌→原生動物→后生動物→昆蟲。⑸能夠生長硝化菌——硝化作用?！?.1二、生物膜法的特征（續(xù)1）2、處理工藝方面⑴適應性強——對于變化的水質、水量、水溫等有較好的適應性。進水高，低濃度均適應。⑵易于固液分離——絲狀菌的繁殖不會引起污泥膨脹。脫落下來的生物膜多含動物成分，易沉淀。⑶產泥量少——較活性污泥法少1/4。（食物鏈長）⑷動力費用低——可自然通風供氧，無污泥回流。⑸具有硝化、脫氮功能——硝化細菌、硝化功能→脫氮?！?.1二、生物膜法的特征（續(xù)2）

我國污水處理長期以來幾乎都采用活性污泥法。而污水處理事業(yè)發(fā)達的美國在1970年代主要采用生物膜法，70%的污水廠采用高負荷生物濾池，其造價低，運行穩(wěn)定，能耗小。后來由于出水標準提高，生物濾池不能滿足要求，逐漸被活性污泥法所代替。但到1980年代，后期出現(xiàn)了新的生物膜法工藝，不僅具有生物膜法固有的優(yōu)點，而且出水水質良好。因此，近年來國際上出現(xiàn)了重新重視生物膜法的新動向。§4.2生物濾池一、生物濾池的基本概念與類型污水長期以滴狀灑布在濾料的表面，在污水流經的表面上會形成生物膜，生物膜成熟后，棲息在生物膜上的微生物即攝取污水中的有機物作為營養(yǎng)，從而使污水得到凈化。(灑滴濾池)污水濾料出水風風水①不淹沒濾料②自然通風供氧③布水間歇噴灑連續(xù)噴灑④出水至沉淀池固液分離（分離生物膜——老化、脫落的生物膜）§4.2一、生物濾池的基本概念與類型（續(xù)）類型：BOD容積負荷Nv水力負荷Nq(KgBOD5/m3濾料·d)(m3/m2濾池·d)①普通生物濾池0.1~0.41~4

②高負荷生物濾池0.5~2.55~40

③塔式生物濾池1~280~200——最早出現(xiàn)的生物濾池，負荷低——運行方面采取措施，提高負荷——向高度發(fā)展，通風暢，占地少§4.2二、普普通生生物濾濾池㈠構造P.204Fig5––2由濾料料、池池體、、布水水系統(tǒng)統(tǒng)、排排水系系統(tǒng)四四部分分組成成。濾料出水通風投配池池虹吸裝裝置噴嘴排水系系統(tǒng)布水管管系0.15~0.2m0.5~0.8m§4.2二、普普通生生物濾濾池（（續(xù)1）1、濾料料濾料材材料：：碎石石、卵卵石、、爐渣渣、焦焦碳等等。粒徑30~100mm總厚度度約1.5~2.0m其中工工作層層厚1.3~1.8m，d=30~50mm承拖層厚0.2m，d=60~100mm濾料要求質質堅——高強，耐腐腐蝕，抗冰冰凍比表面積較較大——長生物膜矛矛盾盾比比表面積積↑→空隙隙率↓適宜的空隙隙率——通風，供氧氧適適宜的空隙隙率45%左右就地取材——便于加工、、運輸比比表面面積65~100m2/m3(鐵軌下的碎碎石)§4.2二、普通生生物濾池（（續(xù)2）2、池體：磚磚或毛石砌砌筑，超高高0.5~0.9m。3、布水系統(tǒng)多采用間歇歇噴灑布水水系統(tǒng)（固固定式），，要求布水水均勻，由由投配池、、布水管、、噴嘴組成成。投配池的作作用——使布水自動動間歇進行行（虹吸脈脈沖配水））。4、排水系統(tǒng)統(tǒng)作用排排出處處理水保證濾池的的通風滲水裝置→→集水溝→→總排水溝溝（滲水裝置置常采用混混凝土板式式。P.205.Fig5––4）§4.2二、普通生生物濾池（（續(xù)3）㈡設計（濾料料容積的計計算）濾料的容積積按BOD容積負荷確確定，用水水力負荷校校核。①污水量按按平均日流流量——設計污水量量。②濾料的BOD容積負荷(P.205T.5-2)(處理生活污污水或以生生活污水為為主的城市市污水)100~200gBOD5/m3濾料·d在正常氣溫溫下，一般般為150~300gBOD5/m3濾料·d③生活污水，，水力負荷荷q=1~3m3/m2濾池·d§4.2二、普通生生物濾池（（續(xù)4）解:取容積負荷荷Nv=170gBOD5/m3濾料·d⑴濾料容積（（濾池體積積）由Nv=，V=V==9400m3⑵濾池有效面面積FF==4700m2BODVBODNv20gBOD5/人·d×80000人170gBOD5/m3濾料·dVHH=2m94002例:已知Q=8000m3/d,N=80000人,S=20gBOD5/人·d§4.2二、普通生生物濾池（（續(xù)5）⑶濾池面積校校核（校核核水力負荷荷）Nq===1.7m3/m2·d（在1~3m3/m2·d內）㈢優(yōu)缺點及及適用范圍圍優(yōu)點：效果果好，穩(wěn)定定，易管理理。缺點：負荷荷低，易堵堵，產生濾濾池蠅，臭臭味。適用：適用用于小城鎮(zhèn)鎮(zhèn)污水和有有機工業(yè)廢廢水，Q＜1000m3/d。QF80004700§4.2三、高負荷荷生物濾池池在運行上采取取措施，提提高負荷，，避免普通通濾池的缺缺點。1、措施：①采用回流流稀釋的辦辦法提高負荷，（使生物物膜更新快快；進水水質穩(wěn)定，限制進水水的BOD5濃度Sa＜200mg/L，抑制臭味。）②增加濾料料粒徑d=40~70mm（普通30~50mm），防止堵塞（空隙率↑↑且沖刷↑↑）§4.2三、高負荷荷生物濾池池（續(xù)1）2、高負荷生生物濾池的的運轉方式式（典型流流程）→見見P.207Fig5-5①②③初沉濾池二沉池回流水進水排放可避免加大初沉池負荷初沉濾池二沉池進水排放有助于生物膜接種，促生物膜更新初沉濾池進水排放省二沉池，可提高初沉池的沉淀效果當污水濃度度較高或對對出水水質質要求較高高時，可采采用兩段（（兩級）高高負荷生物物濾池系統(tǒng)統(tǒng)。P.208Fig5-6§4.2三、高負荷荷生物濾池池（續(xù)2）3、構造特點點濾料——多采用人工工濾料（塑塑料波形板板，蜂窩）），質輕，，高強，比比表面積大大100~200m2/m3，空隙率高80~95%。池體——多呈圓形。。布水系統(tǒng)——多采用旋轉轉布水器。。（P.210Fig5-8P.216Fig5-10）=軸承固定定部部分分轉動動部部分分滾珠珠固定定杯杯布水水橫橫管管水銀銀封封剖面面旋轉方向噴水方向平面面§4.2三、、高高負負荷荷生生物物濾濾池池（（續(xù)續(xù)3）4、需需氧氧與與供供氧氧（（P.209~P.211）生物物濾濾池池生生物物膜膜的的供供氧氧，，通通常常靠靠自自然然通通風風的的辦辦法法來來提提供供。。（（下下面面我我們們來來看看自自然然通通風風能能否否滿滿足足要要求求））⑴生生物物膜膜量量的的計計算算（（估估算算））生物物膜膜:含水水率率98%，濾濾料料粒粒徑徑d=50mm，球形形率率φ=0.78，每每m3濾料料的的表表面面積積80m2。濾池池上上層層，，膜膜厚厚2mm，每每m3濾料料有有3.2Kg干生生物物膜膜(固體體)。[80m2×0.002=0.16m3，r=1,0.16××(1-98%)=0.0032T=3.2Kg]濾池池下下層層，，膜膜厚厚0.5mm，每每m3濾料料有有0.8Kg干生生物物膜膜。。取其其平平均均值值為為(3.2+0.8)/2=2.0Kg生物物膜膜/m3濾料料。。§4.2三、、高高負負荷荷生生物物濾濾池池（（續(xù)續(xù)4）⑵生物物濾濾池池的的需需氧氧量量（KgO2/m3濾料料·d）O2=a′′BODr+b′′P（KgO2/m3濾料料·d）a′′————降解解1KgBOD5的需需氧氧量量。。對對于于城城市市污污水水a′′=1.46KgO2/KgBOD5b′′————自身身氧氧化化耗耗氧氧系系數(shù)數(shù)，，即即單單位位重重量量生生物物膜膜自自身身氧氧化化的的需需氧氧系系數(shù)數(shù)。。b′′為0.18KgO2/Kg生物物膜膜·dBODr———在生生物物濾濾池池上上去去除除的的BOD5(Kg)P————每m3濾料料上上覆覆蓋蓋著著的的活活性性生生物物膜膜量量(Kg/m3濾料料)當BOD容積積負負荷荷為為1.2KgBOD5/m3濾料料·d，η=90%時，，需氧氧量量為為：：O2=1.46××1.2××0.9+0.18××2=1.94KgO2/m3濾料料·d§4.2三、、高高負負荷荷生生物物濾濾池池（（續(xù)續(xù)5）⑶生物物濾濾池池的的供供氧氧空氣氣流流速速與與池池內內外外溫溫差差關關系系v=0.075ΔΔT-0.15(m/min)為ΔT=2℃℃時，，v=0，通常常ΔT=6℃℃，空氣氣流流速速v=0.075××6––0.15=0.3m/min=432m/d即在在1m2濾池池表表面面積積通通風風量量為為432m3空氣氣/m2·d提供供的的氧氧量量為為432××21%=87m3O2/m2·d濾料料T1T2冬季季T1＞T2風濾料料T1T2夏季季T1＜T2風T1接近近水水溫溫，，T2大氣氣溫溫度度§4.2三、、高高負負荷荷生生物物濾濾池池（（續(xù)續(xù)6）若氧氧的的轉轉移移率率為為5%（氧氧容容重重1.43Kg/m3）則提提供供的的氧氧量量為為87××1.43××0.05≈≈6KgO2/m2濾池池·d濾料料高高度度H=2m,V=A××H每m3濾料料能能利利用用的的氧氧量量為為3KgO2/m3濾料料·d需氧量量為1.94KgO2/m3濾料·d可見，，供氧氧量完完全可可以滿滿足需需氧量量的要要求。。§4.2三、高高負荷荷生物物濾池池（續(xù)續(xù)7）5、設計計與計計算⑴池體體①負荷荷的幾幾種表表示1°容積負負荷NV——單位容容積濾濾料每每日所所能接接受的的有機機物量量[g(Kg)BOD5/m3濾料·d]2°面積負負荷NA——單位濾濾池表表面每每日所所能接接受的的有機機物量量[g(Kg)BOD5/m2濾池·d]3°水力負負荷Nq——單位濾濾池表表面每每日所所能接接受的的污水水量（（m3/m2濾池·d）§4.2三、高高負荷荷生物物濾池池（續(xù)續(xù)8）②設計參參數(shù)設計流流量Q———按平均均日污污水量量Q進入濾濾池污污水的的BOD5，SaSa＜200mg/L容積負負荷NVNV≯1.2KgBOD5/m3濾料·d面積負負荷NANA=1.1~2.0KgBOD5/m2·d水力負負荷NqNq=10~30m3/m2·d濾料厚厚度HH=2~4m自然通通風為為2m工作層層1.8m，d=40~70mm承托層層0.2m，d=70~100mm§4.2三、高高負荷荷生物物濾池池（續(xù)續(xù)9）③計算方方法按容積積負荷荷計算算，校校核面面積負負荷與與水力力負荷荷。V=Nv——容積負負荷（（gBOD5/m3濾料·d）Q———設計流流量（（原污污水流流量））m3/dSa————稀釋后后進生生物濾濾池的的BOD5（mg/L）n———回流稀稀釋系系數(shù)Q(n+1)SaNv濾料容容積（（m3）§4.2三、高高負荷荷生物物濾池池（續(xù)續(xù)10）高負荷荷生物物濾池池的典典型流流程濾池二沉池進水出水(n+1)Q(n+1)QQSeQ，S0SanQ，Se回流稀釋水n———回流稀稀釋倍倍數(shù)物料平平衡：：QS0+nQSe=(n+1)QSan=S0-SaSa-SeS0——原污水水BOD5濃度Se————出水BOD5濃度Sa————稀釋后后進濾濾池的的BOD5濃度Sa=ααSeα————系數(shù)數(shù)，，與與溫溫度度和和濾濾料料層層高高度度有有關關（（P.212,T.5-5）Sa=(S0+nSe)/(1+n)§4.2三、、高高負負荷荷生生物物濾濾池池（（續(xù)續(xù)11）④例題題：：已知知：：N=80000人，，排排污污標標準準100L/人·日，，BOD5=20g/人·日，，Q工=2000m3/d，BOD5=600mg/L，T=14℃℃（水溫溫）），，氣氣溫溫8℃℃，H=2m，Se≤≤25mg/L，求求濾池池容容積積，，校校核核水水力力負負荷荷。。解：：1°°混合合污污水水平平均均日日流流量量Q=Q生+Q工（設設計計流流量量））Q=+2000=10000m3/d2°°混合合污污水水之之BOD5濃度度S0（原污污水水S0）———水質質S0=(80000××20+2000××600)/10000=280mg/L80000××1001000§4.2三、、高高負負荷荷生生物物濾濾池池（（續(xù)續(xù)12）3°°回流流稀稀釋釋后后混混合合污污水水要要求求的的BOD5濃度度Sa（回流流稀稀釋釋后后Sa）Sa=ααSe查表表T.5––5αα=4.4（P.212）Sa=ααSe=4.4××25=110mg/L4°°回流流稀稀釋釋倍倍數(shù)數(shù)nn===25°°濾料料總總體體積積VV=，取取Nv=1.0KgBOD5/m3·dV==3300m3S0-SaSa-Se280-110110-25Q(n+1)SaNv10000(2+1)××1101000§4.2三、、高高負負荷荷生生物物濾濾池池（（續(xù)續(xù)13）6°°濾池池總總面面積積FF==1650m27°校核面積積負荷NA===2KgBOD5/m2·d（1.0~2.0）8°校核水力力負荷Nq===18.18m3/m2·d（10~30）（校核面積積負荷、、水力負負荷不滿滿足要求求時，可可調整濾濾料深度度，改變變面積））VHH=2m33002Q(n+1)SaF10000(2+1)×1101650Q(n+1)F10000(2+1)1650§4.2三、高負負荷生物物濾池（（續(xù)14）9°單個濾池池面積F1采用4個濾池，，單個F1=F=××1650=413m210°濾池直徑徑DFDF===23m（P213例題5-2自看）14144F1π4×4133.14§4.2三、高負負荷生物物濾池（（續(xù)15）⑵旋轉布水水器的設設計與計計算計算內容容：a）工作水頭頭的確定定；b)旋轉布水水器直徑徑D′;c）出水孔數(shù)數(shù)目（m）及其距池池中心的的距離rI;d）布水橫管管的轉速速n。①工作水頭頭（H）的計算H=h1+h2-h3h1=α1——沿程阻力力（豎管管及布水水橫管的沿程阻阻力）=H固定豎管D”D′轉動豎管管100濾池池徑徑Dq2D′K2§4.2三、高負負荷生物物濾池（（續(xù)16）h2=α2——局部阻力力（布水水橫管出出水孔口口的局部部阻力））h3=α3——恢復水頭頭（布水水橫管的的流速恢恢復水頭頭。）由由于流量量沿布水橫橫管從池池中心向向周邊逐逐漸降低低——沿線泄流流，流速速逐漸減減慢所形形成的流流速恢復復水頭。。q2m2d4q2D”4qvq逐漸↓，v逐漸↓流速恢復水水頭hf=iL－Δ§4.2三、高負荷荷生物濾池池（續(xù)17）q——每根布水橫橫管的污水水流量（L/s）m——每根布水橫橫管上布水水孔口個數(shù)數(shù)d——布水孔口的的直徑（mm），D”———布水橫管管管徑（mm）D′——旋轉布水器器直徑（濾濾池直徑D–200mm）α1，α2，α3——系數(shù)K——流量模數(shù)（（與管徑有有關）P.216T.5–6orK=D””2·CR（L/s）C——謝才系數(shù)，R——布水橫管水水力半徑π4§4.2三、高負荷荷生物濾池池（續(xù)18）h1，h2，h3可由水力學學基本公式式得：h1=iL=··L=··=α1·（沿程）h2=ξ0=ξ0=··=α2h3=ξ=ξ=··=α3系數(shù)α1，α2，α3通過試驗確確定（前蘇蘇聯(lián)），從從而可求H=h1+h2–h3實際水頭應應比上述計計算值增加加50~100%。q2K2q2K2D′2q2D′K2v022g12gm·d2π4q2π4ξ0·2g2q2m2d4q2m2d4v22g12gD”2π4q2π4ξ·2g2q2D”4q2D”4（局部）（恢復）§4.2三、高負荷荷生物濾池池（續(xù)19）②孔口數(shù)目m的確定（假定每個個孔口所噴噴灑的面積積基本相等等根根據(jù)每個孔孔口所服務務的面積相相等進行推推算。）OD′bb′池邊由于每個孔孔口服務的的面積相等等，有：總面積=m×每個孔口服服務相等的的面積（同心圓環(huán)環(huán)狀）D′=m×D′′-(D′-2b′)π42π4π422最末端孔口口的服務面面積b≈b′′§4.2三、高負荷荷生物濾池池（續(xù)20）b——最末端兩孔孔口間距b′———最末端孔口的的噴水寬度度（服務寬寬度）b′≈b，令2b=a從而D′D′-(D′-a)=π42π4π422m=aD′1-21-1式中a=2b′≈2b為最末端的兩兩個孔口間距距的兩倍。a值的取值為80mm。根據(jù)每個孔口口所噴灑的面面積基本相等等，孔口間距距在池中心處處大，向池邊邊漸小，中心孔口口間距300mm池邊孔口間距距40mm§4.2三、高負荷生生物濾池（續(xù)續(xù)21）③任一孔口距濾池中中心的距離ri（從池中心算起起，孔口排列列序號i與孔口總數(shù)m之比等于由池池中心到該孔孔口為半徑的的圓面積與以以布水器半徑徑R′的圓面積之比比。）R′riOim設A0為每個孔口噴噴灑的服務面面積（相等，，均為A0）則有：i·A0m·A0=πriπR′22§4.2三、高負荷生生物濾池（續(xù)續(xù)22）從而imri=R′第i個孔距池中心心的距離D′2R′=i——從池中心算起起，某一孔口口在布水橫管管上的排列序序號。m——每根橫管的孔孔口數(shù)。為了減少布水水橫管中水頭頭變化造成的的影響，應使使橫管采用較較低的設計流流速（如0.5--1m/s），而孔口采用較較高的設計流流速（＞1m/s）。布水橫管的根根數(shù)，布水量量大時采用4根，一般用2根?！?.2三、高負荷生生物濾池（續(xù)續(xù)23）④橫管的轉速n（轉/分）布水器之所以以旋轉，是因因為孔口噴水水的動量矩守守恒，孔口噴噴水造成的反反力使其旋轉轉。v——孔口出流流速速32vq旋轉方向旋轉的線速度度v32m·d2π4q×106v=（（m/s）q(m3/s)，d(mm)[L××v××L/2=1/2××L××v（3/2）×L（2/3），動量矩矩守恒恒]而L/2L/2L(2/3)§4.2三、高高負荷荷生物物濾池池（續(xù)續(xù)24）線速度度=n··2πR′=n··ππD′′轉速n==線速度度v··60(m/min)πD′′32πD′′(m)=××××32m··d2π4q×10660πD′′≈（（轉/分）md2D′34.78×106×q§4.2四、塔塔式生生物濾濾池1、主要要特征征1950年代，，德國國化學學工程程師舒舒爾茲茲應用氣氣體洗洗滌塔塔原理理，創(chuàng)創(chuàng)立了了塔式式生物物濾池。。D/H=1/8~1/6D=1~3.5mH=8~24m①負荷高高水力負負荷Nq=80~200m3/m2·d（高負荷荷濾池池10~30m3/m2·d）容積負負荷Nv=1.0~2.0KgBOD5/m3·d（高負荷荷濾池池0.8~1.2KgBOD5/m3·d）=2.0m進水通風集水§4.2四、塔塔式生生物濾濾池（（續(xù)1）②通風風好，，占地地少。。（煙煙囪拔拔風，，向空空中發(fā)發(fā)展））③傳質質效率率高。。（水水、氣氣、生生物膜膜接觸觸好——膜狀））④生物物相分分層，，耐沖沖擊負負荷。。（上上部適適應高高濃度度，下下部適適應低低濃度度）⑤適應應條件件1°適用于于小型型污水水廠。。2°生活污污水和和城市市污水水。3°工業(yè)污污水，，近年年還用用于含含氰、、酚廢廢水。。4°常用于于高濃濃度有有機污污水二二段生生物處處理的的第一一段。?！?.2四、塔塔式生生物濾濾池（（續(xù)2）2、構造造⑴塔身身：磚磚砌\混凝土土澆筑筑或預預制\鋼結構構，用用格柵柵分層層，層層高2m。⑵濾料自自然濾濾料：：碎石石，礦礦渣，，焦碳碳。人工濾濾料：：波紋紋板，，蜂窩窩，瓷瓷環(huán)，，陶粒粒。塑料⑶布水水系統(tǒng)統(tǒng)：旋旋轉布布水器器。⑷通風風：自自然通通風，，高0.4~0.6m的通風風口。。F孔＞7.5~10%F池§4.2四、塔塔式生生物濾濾池（（續(xù)3）3、設計計與計計算按BOD容積負負荷Nv計算。。⑴填料料體積積V=⑵表面面面積F=H———塔濾工工作高高度，，與進進水BOD濃度有有關S0QNvS0——進水BOD5(Kg/m3)Q———平均日日污水水量(m3/d)Nv——BOD容積負負荷Nv=1.0~2.0KgBOD5/m3·dVHS0(mg/L)250300350450＞500H(m)8101214＞16當BOD＞500mg/L時，生生物膜膜繁殖殖快，，易堵堵，必必須采采取回回流水水稀釋釋措施施?！?.2四、塔塔式生生物濾濾池（（續(xù)4）⑶校核水水力負負荷Nq校Nq校=Nq校=Nq（經驗值值范圍圍，OK）Nq校＞Nq，適當減減少濾濾池高高度（F=V一定，，H↓，F(xiàn)↑，Nq↓）Nq校＜Nq，增大高高度，，或采采用回回流或或多級級串聯(lián)聯(lián)QFVH五、曝曝氣生生物濾濾池P.221,Fig.5-15,構造與與給水水處理理的快快濾池池相類類似,集生物物降解解,固液分分離于于一體體.設有曝曝氣生生物濾濾池的的污水水處理理系統(tǒng)統(tǒng)P.222,Fig.5-16§4.3生物轉轉盤——生物膜膜法的的一種種，1960年代代在在原原聯(lián)聯(lián)邦邦德德國國開開創(chuàng)創(chuàng)的的。。我我國國從從1970年代代引引進進。?！诨w纖，，石石化化，，印印染染，，制制革革，，造造紙紙，，煤煤氣氣站站等等行行業(yè)業(yè)的的工工業(yè)業(yè)廢廢水水處處理理中中得得到到應應用用，，取取得得了了較較好好的的效效果果。?！?.3一、、凈凈化化原原理理(同生生物物膜膜)①盤盤片片的的上上半半部部敞敞露露在在空空氣氣中中，，下下半半部部浸浸沒沒在在水水槽槽中中。。②當當盤盤片片轉轉動動時時，，附附著著在在盤盤片片上上的的生生物物膜膜，，交交替替地地與與水水槽槽內內的的污污水水和和空空氣氣接接觸觸，，將將污污水水中中的的有有機機物物吸吸附附，，不不斷斷地地氧氧化化分分解解，，從從而而使使污污水水得得到到凈凈化化。。③生生物物膜膜逐逐漸漸變變厚厚，，衰衰老老的的生生物物膜膜在在剪剪切切力力下下剝剝落落，，至至下下一一級級，，即即二二沉沉池池沉沉淀淀。。剝剝落落后后重重新新長長新新的的生生物物膜膜。。===出水O2污水吸附BOD吸O2空氣（O2）降解，分解有機物=特點點:P.223,Fig.5-18§4.3二、、主主要要特特征征1、微微生生物物濃濃度度高高，，MLVSS=40~60g/L。（微生生物物多多，，F(xiàn)/M之比比僅僅為為0.05~0.1————內源源呼呼吸吸））2、生生物物相相分分級級（（多多級級轉轉盤盤））。。3、污污泥泥齡齡長長，，有有硝硝化化菌菌生生長長，，可可進進行行硝硝化化與與反反硝硝化化。。4、可處理理高濃度度（至10g/L）與低濃度度（至10mg/L）污水，耐耐沖擊負負荷。5、食物鏈鏈長，剩剩余污泥泥量少（（F/M低），去去除每KgBOD5產泥約為為0.25Kg?！?.3二、主要要特征（（續(xù)）6、動力消消耗低（（不需曝曝氣，勿勿需回流流，去除除1KgBOD5耗電0.7KW·h。7、便于管理理（無污污泥膨脹脹，無復復雜的機機械設備備）。8、無濾池池蠅，無無臭味。。9、流態(tài)單單級為為完全混混合型多級串聯(lián)聯(lián)為推流流式§4.3三、構造造及其技技術條件件1、盤片形狀：圓圓形（平平板、波波紋板）），直徑徑2.0~3.6m（可達5.0m）間距：標標準值30mm；多級轉盤盤前前級級：25~35mm后級：10~20mm材質：聚聚氯乙烯烯、聚酯酯玻璃鋼鋼、低發(fā)發(fā)泡聚苯苯乙烯板板材2、接觸反反應槽：：半圓形形，盤片片直徑的的40%浸入槽內內污水中中。材料：可可采用鋼鋼板焊制制，或者者是毛石石混凝土土或砌體體，水泥泥砂漿抹抹面。3、轉軸及及驅動軸長0.5~7.0m，φ50~80mm轉速0.3~3.0轉/min，線速度10~20m/min?！?.3四、生物物轉盤的的布置與與工藝流流程1、布置形形式單軸單級級單單軸多多級多多軸多多級※實踐證明明：對同同一污水水，如盤盤片面積積不變，，多級串串聯(lián)運行行能夠提提高出水水水質和和水中溶溶解氧含含量?！?.3四、生物物轉盤的的布置與與工藝流流程（續(xù)續(xù)1）2、工藝流流程⑴基本流流程污水→格格柵→沉沉砂池→→初沉池池→生生物轉轉盤→→二二沉池→→出水污泥處理理P.226,Fig5–19⑵二級處理理流程P.227Fig5––22§4.3四、生物物轉盤的的布置與與工藝流流程（續(xù)續(xù)2）⑶逐級減減少的生生物轉盤盤處理流流程P.227Fig5––23逐級凈化化（負荷荷逐漸減減少）⑷生物轉轉盤脫氮氮的工藝藝流程O———A———OBOD降解,硝化厭厭氧脫脫氮反硝硝化BOD降解,溶解氧↑↑含氮有機機物→NH3→HNO2→HNO3→NO2-→N2O→N2↑§4.3五、設設計與與計算算計算內內容：：轉盤盤盤片的的總面面積、、總片片數(shù)，，氧化化槽的的容積積、軸軸長，，停留留時間間。計算方方法：：負荷法法、經經驗公公式與與經驗驗圖表表法。。1、負荷荷法⑴BOD面積負負荷（（NA）——單位盤盤片表表面積積（m2）在1日內所所接受受的并并能達達到預預期處處理效效果的的BOD量。（（gBOD5/m2·d）NA=A=S0——原污水水的BOD5（mg/L——g/m3）A———盤片總總表面面積（（m2）QS0AQS0NA§4.3五、設設計與與計算算（續(xù)續(xù)1）⑵水力力負荷荷（Nq）——單位盤盤片表表面積積（m2）在1日內所所能所所接受受的并并能達達到預預期處處理效效果的的污水水量。。（m3/m2·d）Nq=A=⑶平均接接觸時時間（（t）——污水在在氧化化槽內內與轉轉盤的的接觸觸并進進行凈凈化反反應的的時間間（d）（與轉速速、浸浸沒率率、容容積面面積比比有關關）t=QAQNqVQ氧化槽槽容積積處理水水量§4.3五、設設計與與計算算（續(xù)續(xù)2）⑷容積面面積比比（G）——氧化槽槽的實實際容容積V與轉盤盤總表表面積積A之比（（L/m2）G=××1000（L/m2）（當采用用較厚厚的發(fā)發(fā)泡材材料做做轉盤盤時，，應減減去盤盤片所所占容容積））對于城城市污污水，，G=5~9L/m2⑸各負荷值的的確定可參照P.229T.5–9，T5––10及Fig5–25，5–26，5–27等。一般城市污污水之NA=10～20gBOD5/m2·dNq=50～100L/m2·d處理工業(yè)污污水時，可可參照同類類污水的已已有數(shù)據(jù)或或試驗確定定。VA§4.3五、、設設計計與與計計算算（（續(xù)續(xù)3）2、計計算算公公式式⑴轉轉盤盤盤盤片片總總面面積積A=或取取A大者者A=⑵總盤盤片片數(shù)數(shù)M==0.637兩面面D————轉盤盤直直徑徑可根根據(jù)據(jù)轉轉盤盤級級數(shù)數(shù)，，確確定定每每級級轉轉盤盤的的片片數(shù)數(shù)m。QS0NAQNqπ4D2×2AAD2§4.3五、、設設計計與與計計算算（（續(xù)續(xù)4）⑶轉軸軸長長度度（（每每臺臺轉轉盤盤的的長長度度））l=m(d+b)··K單臺臺盤盤片片數(shù)數(shù)間間距距盤盤片片厚厚考考慮慮循循環(huán)環(huán)溝溝道道的的系系數(shù)數(shù)，，取取1.2⑷反應應槽槽容容積積（（氧氧化化槽槽容容積積））V=··(D+2δδ）-（D+2δδ）·r··l半圓圓面面積積矩矩形形面面積積軸軸長長而r=(0.06~0.1)D簡化化后后：：V=(0.294~0.335)(D+2δδ)2·l而凈凈有有效效容容積積V′′=(0.294~0.335)(D+2δδ)2·(l––mb)12π42==rδDδδ§4.3五、、設設計計與與計計算算（（續(xù)續(xù)5）⑸最最小小轉轉速速n′′minn′′min=××(0.9-)（轉/min）水力力負負荷荷m3/m2·d該式是是為達達到充充分混混合應應滿足足的最最小轉轉速。。⑹電機機功率率NpNp=··mααβ（KW）轉盤半半徑R，盤片間間距d。m———一根軸軸上的的盤片片數(shù)α———同一電電機帶帶動的的轉軸軸數(shù)，，β———生物膜膜厚度度系數(shù)數(shù)（P.232，T.5-11）1Nq6.37D3.85R4·n′mind×10§4.3五、設設計與與計算算（續(xù)續(xù)6）3、控制制數(shù)據(jù)據(jù)（P.224~226）①Q———按平均均日污污水量量計算算。（（最大大季節(jié)節(jié)的平平均日日流量量）②S0——取調節(jié)節(jié)沉淀淀后的的平均均值。。③盤片片數(shù)據(jù)據(jù)D=2~3m④轉速n=0.8~3.0轉/min⑤產泥量量0.5~0.6Kg/KgBOD5⑥級數(shù)，，一般般不宜宜少于于3級。組組數(shù)，，不宜宜少于于2組。[例題自自看]b（厚度））泡泡沫沫10~15mm硬塑料料板3~5mm玻璃鋼鋼1~2.5mm金屬板板1.0mmd（間距））進進水水段25~35mm出水段段10~20mm§4.4生物接接觸氧氧化法法（（淹沒沒式生生物濾濾池））一、特特征1、有填填料：：填料料淹沒沒在充充氧的的污水水中，，稱““淹沒沒式生生物濾濾池池”。。2、污水水要充充氧：：采用用曝氣氣法充充氧，，稱““接觸觸曝氣氣法””。3、有部部分懸懸浮狀狀態(tài)的的活性性污泥泥。兼有生生物膜膜法與與活性性污泥泥法兩兩者的的優(yōu)點點，深深受重重視。?！?.4二、構構造——池體、、填料料、布布水裝裝置、、曝氣氣裝置置。1、池體體型式式⑴分流流式中中心曝曝氣型型單側曝曝氣型型⑵直流流式可加速速生物物膜脫脫落，，更新新，避避免堵堵塞。。===污水空氣中心曝氣型出水=污水空氣單側曝曝氣型型=污水空氣出水直流式式§4.4二、構構造（（續(xù)））2、填料料要求：：生物物膜易易附著著，比比表面面積大大，空空隙率率高，，流速速均勻勻，水水流阻阻力小小，強強度高高，化化學與與生物物穩(wěn)定定性強強。不不溶出出有害害物，，不產產生二二次污污染，，便于于運轉轉及安安裝。。種類硬硬填料料（聚氯乙乙烯、聚丙丙烯、環(huán)氧氧玻璃鋼））軟填料（尼尼龍、維綸綸、滌綸、、腈綸等））半軟填料（（復合型））§4.4三、優(yōu)點1、高效（表表現(xiàn)在以下下幾個方面面）⑴生物活性性高，生物物相豐富；；絲狀菌具具有很強的的處理能力力（利用絲絲狀菌的高高去除能力力，不發(fā)生生污泥膨脹脹）。（帶帶有絲狀菌菌的生物膜膜，較活性性污泥的耗耗氧速度高高1.81倍）。⑵傳質條件件好。由于于空氣的攪攪動，使生生物膜與水水流之間產產生了較大大的相對速速度，加快快了細菌表表面介質更更新。⑶充氧效率率高。動力力效率達3KgO2/KW··h，比無填料提提高30%。⑷生物膜濃濃度高，可可達10g/L。⑸兼有生物膜膜法與活性性污泥法兩兩者的優(yōu)點點。（生物膜法法與活性污污泥法的結結合）§4.4三、優(yōu)點（（續(xù)）2、容積負荷荷高，所需需處理時間間短。Nv(KgBOD5/m3·d)t(h)活性污泥法法14~8塔濾1~32~4接觸氧化3~50.5~1.53、出水水質質好，且穩(wěn)穩(wěn)定Se=5~12mg/LSS=20mg/L4、動力消耗減減少。（由由于填料存存在，增加加氧的轉移移效率，不不用回流））5、產泥量少少