污水好氧生物處理

—生物膜法內容1概述2生物濾池自然條件下水體自凈－天然水體和氧化塘;土壤凈化－污水灌溉好氧生物法人工條件下懸浮生物法－活性污泥法及其變種、氧化塘、氧化溝固著生物法－生物濾池、生物轉盤、接觸氧化、好氧生物流化床自然條件下高溫堆肥、厭氧塘厭氧生物法人工條件下懸浮生物法－厭氧消化、高溫堆肥、化糞池、上流式厭氧污泥床固著生物法－厭氧濾池、厭氧流化床污水生化處理的基本類型1概述生物膜法與活性污泥法均屬于好氧生物處理技術。共同特點：是在有氧的條件下，利用好氧微生物來氧化分解污水中可生物降解的有機物。不同之處：微生物在處理構筑物中的生存方式有所不同。微生物生存方式：活性污泥法：曝氣池中微生物以絮狀體形式，懸浮于曝氣池混合液中不斷生長繁殖（懸浮生長）。生物膜法：反應器中微生物附著在載體的表面上形成一種生物膜，當廢水流經其表面時，生物膜、水和空氣相互接觸，發生生物化學反應（附著生長）。固著于固體表面上的微生物對廢水水質、水量的變化有較強的適應性；和活性污泥法相比，管理較方便；由于微生物固著于固體表面，即使增殖速度較慢的微生物也能生息，從而構成了穩定的生態系。1概述生物膜法分為以下三類：1）潤壁型生物膜法廢水和空氣沿固定的或轉動的接觸介質表面的生物膜流過，如生物濾池和生物轉盤等；2）浸沒型生物膜法接觸濾料固定在曝氣池內，完全浸沒在水中，采用鼓風曝氣，如生物接觸氧化；3）流動床型生物膜法使附著有生物膜的活性炭、砂等小粒徑接觸介質懸浮流動于曝氣池中，如生物流化床。2生物濾池生物濾池于1889年在勞倫斯實驗廠首先開始研究，1910年后期在美國開始了大規模的應用，20世紀70年代逐步被好氧法代替，隨著新型濾料的不斷誕生，生物濾池又得到了的改進，應用范圍不斷擴大。2.1.生物濾池的構造

生物濾池由濾床、布水裝置和排水系統三部分組成。池壁濾料布水系統排水系統1、濾床濾床由濾料組成。濾料是微生物生長棲息的場所，理想的濾料應具備下述特性：①單位體積濾料的表面積要大；

能為微生物附著提供大量的表面積：②使污水以液膜狀態流過生物膜；③有足夠的空隙率，保證通風（即保證氧的供給）和使脫落的生物膜能隨水流出濾池；④物理化學性質穩定，對微生物的增殖無危害作用不被微生物分解，也不抑制微生物生長

；⑤有一定機械強度；⑥價格低廉。濾料1、濾料特性2、常見濾料3、濾料的重要參數粒徑比表面空隙率4、濾料的發展趨勢早期主要以拳狀碎石為濾料，此外，碎鋼渣、焦炭等也可作為濾料，其粒徑在3～8cm左右，空隙率在45%一50%左右，比表面積（可附著面積）在65～100m2/m3之間。從理論上，這類濾料粒徑愈小，濾床的可附著面積愈大，則生物膜的面積將愈大，濾床的工作能力也愈大。但粒徑愈小，孔隙就愈小，濾床愈易被生物膜堵塞，濾床的通風也愈差，可見濾料的粒徑不宜太小。經驗表明在常用粒徑范圍內，粒徑略大或略小些，對濾池的工作沒有明顯的影響。60年代中期塑料工業發展起來以后，塑料濾料開始被廣泛采用。(圖1)和(圖2)是兩種常見的塑料濾料。圖2所示濾料。國內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。環狀濾料比表面積在98-340m2/m3之間，空隙率為93%～95%波紋板狀濾料比表面積在81～195m2/m3之間，空隙率為93%一95%布水設備布水設備有固定式（圖）和可動式（圖）兩種。固定式布水裝置由虹吸裝置、饋水池、布水管道和噴嘴組成，噴水是間隙的，所以布水不均勻，配水的水頭要高，配水池也較高（配水面高0.9～2.1m），故目前應用較少。可動式布水器組成及重要參數：水豎管和可旋轉的布水橫管組成，橫管可以是多根，布水小孔的直徑10～15mm，布水橫管距濾料表面的高度0.15～0.25m，噴水旋轉所需的水頭0.6～1.5m，布水器在水壓反推動力下旋轉。

旋轉布水器的特點：布水比較均勻，淋水周期短，水力沖刷作用強；缺點時噴水孔易堵，低溫時要采用防凍措施，僅適用于圓形池。旋轉布水器排水系統

排水系統的作用：收集濾床流出的污水與生物膜；保證通風；支撐濾料

排水系統組成：池子底面及開設于其上的溝渠。

重要參數：池子底面坡度(0.01～0.03)；排水溝坡度0.005～0.02。排水總渠坡度0.003～0.005。

重要提示：要保證不積淤流速(通常采用0.6m／s)，排水渠穿過池壁的地方，應設排水和通風孔洞，通風面積應不小于過水斷面。排水口可設于池壁的一側或數側，但通風口必須均勻分布于池壁的兩對邊或四周。2.2生物濾池的工藝類型及典型應用生物濾池分為普通生物濾池、高負荷生物濾池和超負荷生物濾池（塔式生物濾池）。普通生物濾池(低負荷濾池)1．主要結構參數：（1）濾料一般為天然濾料：碎石、爐渣、卵石等（2）濾料高度1.3~1.8m

濾料直徑d=25~70mm

承托厚度0.2m，濾料總高1.5~2.0米（3）布水：采用固定式噴嘴布水系統

2．工藝設計參數：

水力負荷q=1~3（m3/m2d）;有機負荷Fw=0.1~0.25kgBOD/m3d;BOD去除率80~95%;出水BOD<25mg/L,NO-3<10mg/L3.主要優缺點：優點：（1）處理效果較好（2）運行穩定，節約能源（3）操作方便，易維護管理缺點：占地面積大，僅適合＜1000m3/d以下小型污水處理廠；濾料易堵塞；易產生灰蠅，衛生條件差；噴灑污水，散發臭味。高負荷生物濾池、回流式生物濾池、塔式濾池（第二代工藝）1.結構特征：（同普通濾池）2.結構參數：工作層高1.8m濾料粒徑40~100mm

承托層0.2m粒徑70~100mm

通風方式為：自然通風和機械通風。布水裝置：多采用旋轉布水器3.工藝特征：有較高的水力負荷（一般為10~30m3/m2d）和有機負荷（0.8~1.2kgBOD/m3·d）,較普通生物濾池提高數倍；池子體積小，占地面積省；抑制了灰蠅生長，改善了衛生條件；

BOD5去除率一般為75~90%；缺點：進水BOD5應＜200mg/L，出水BOD5＞30mg/L。

特點總結：1)BOD負荷高的濾池，生物膜增長快，對水力沖刷的要求也就迫切。增大水力沖刷的主要途徑是加大表面負荷，其辦法有二：一是增加濾料層高度，二是將處理后的廢水回流到生物濾池的進水中去。所以，低負荷生物濾池的濾料層高度通常只有2～3m左右，而且多不采用回流措施；塔式濾池的高度達20m之多，而且常采用回流措施。2)BOD負荷高的濾池，要求通風條件好，在采用自然通風的條件下，就要求濾料的孔隙率大和阻力小。所以，低負荷濾池的濾料粒徑較小(25～70mm)，高負荷濾池的濾料粒徑較大(40～100mm)，對于塔式生物濾池，最好采用塑料濾料。3)BOD負荷低的生物濾池的氧化分解程度就高，污泥量少而穩定，出水中有較高的溶解氧，有硝酸鹽，BOD5濃度可低于20mg/L；高負荷生物濾池的氧化分解程度低，污泥量多而不穩定，出水中溶解氧低，沒有或很少有硝酸鹽，BOD5濃度高于30mg／L，塔式生物濾池的情況可能更差些。2、組成系統初沉池、生物濾池、二次沉淀池組合而成，其組合型式有單級運行系統、多級運行系統和交替運行系統。生物濾池單級運行圖圖(a)為單級直流系統，多用于低負荷生物濾池圖(b)、(c)、(d)均為單級回流系統，多用于高負荷生物濾池。圖(b)的處理水回流至生物濾池前，用以加強表面負荷，又不加大初沉池的容積，但二次沉淀池要適當大些。圖(c)是生物濾池出水直接回流到生物濾池前，可加大表面負菏，又利用生物接種，促進生物膜更新，這個系統的兩個沉淀池都比較小。圖(d)是不設二次沉淀池，濾池出水回流到初沉池前，加強初沉池生物絮凝作用，促進沉淀效果。理論依據：據實驗和分析多級運行系統，第一級生物濾池處理效率達70%，第二級處理效率可達20%，第三、四級的處理效率很低，在5%左右。應用：一般取兩級。圖(a)、(b)均為二級直流系統。二級串聯工作的生物濾池的優點是：濾層深度可適當減小，通風條件好，兩次灑水充氧，出水水質較好些。缺點是增加了提升泵，加大了占地面積。一般第一級生物濾池采用粒徑較大的濾料，后一級采用粒徑較小的濾料。圖(c)和(d)是二級回流系統。生物濾池多級運行圖二級交替運行圖二級交流運行系統的每一生物濾池可交替作為一級和二級使用，循環往復，負荷率比一般二級系統提高2～3倍。思考題：如何選擇濾池類型和運行系統？工藝選擇：低負荷生物濾池的體積大、占地多、濾料的需要量大、易堵塞、常出現池蠅和臭味，僅在水量小的地區選用。目前大多數采用高負荷生物濾池。塔式生物濾池多用于工業有機廢水的處理。流程的選擇

在確定流程時，通常要解決的問題是：①是否設初次沉淀池；②采用幾級濾池；③是否采用回流，回流方式和回流比的確定。

當廢水含懸浮物較多，采用拳狀濾料時，需有初次沉淀池，以避免生物濾池阻塞。處理城市污水時，一般都設置初次沉淀池。