生物膜法处理污水课件.ppt

1、生物膜法处理污水内容第三节第五节基本原理生物滤池生物转盘生物接触氧化法生物流化床第一节第二节第四节1893年英国Corbett 在Salford 创建了第一个具有喷嘴布水装置的生物滤池。生物膜法是对污水土地的模拟和强化。生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物，是一种被广泛采用的生物处理方法。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法的共同特点是微生物附着在介质“滤料”表面上，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般来自大气。生物膜法的流程生物膜法的生物膜法的主要设施主要设施基 本

2、原 理第一节一、生物膜的结构及净化机理一、生物膜的结构及净化机理1.微生物膜的形成及构造微生物膜的形成及构造厌厌氧氧层层好好氧氧层层附附着着水水层层流流动动水水层层载载体体污污水水2.生物膜的组成生物膜的组成生物膜的组成生物膜的组成细菌（好氧、细菌（好氧、厌氧、兼性）厌氧、兼性）真菌真菌藻类藻类原生原生动物动物后生后生动物动物一些肉眼可见的蠕一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫虫、昆虫的幼虫3.微生物膜对有机物的降解过程微生物膜对有机物的降解过程挂挂 膜膜挂挂 膜膜工工 作作脱脱 膜膜挂挂 膜膜有机污染物有机污染物细菌细菌原生动物原生动物后生动物后生动物好氧层：好氧代谢好氧层：好氧代谢-H2O、CO

3、2工工 作作厌氧层：厌氧代谢厌氧层：厌氧代谢-H2S、NH3、CH4厌氧菌营养耗尽而死亡脱落厌氧菌营养耗尽而死亡脱落内因内因脱脱 膜膜外因外因厌氧代谢产物破坏好氧层稳定厌氧代谢产物破坏好氧层稳定气态产物的累积，将膜顶起气态产物的累积，将膜顶起污水的冲刷作用污水的冲刷作用二、影响生物膜法污水处理的主要因素二、影响生物膜法污水处理的主要因素1.进水底物的组分和浓度进水底物的组分和浓度2.营养物质营养物质3.有机负荷和水力负荷有机负荷和水力负荷4.溶解氧溶解氧5.生物膜量生物膜量6.PH7.温度温度8.有毒物质有毒物质三、生物膜法的特点（对比活性污泥法）三、生物膜法的特点（对比活性污泥法）1.具有污

4、水脱氮作用具有污水脱氮作用污泥龄相对于活性污泥法较长，有利于硝化细菌的生长繁殖。污泥龄相对于活性污泥法较长，有利于硝化细菌的生长繁殖。2.无污泥膨胀问题，易于分离无污泥膨胀问题，易于分离由于生物膜附着生长，所以即使丝状菌大量繁殖，也不会产生污泥膨胀，有利由于生物膜附着生长，所以即使丝状菌大量繁殖，也不会产生污泥膨胀，有利于脱膜后的泥水分离于脱膜后的泥水分离3.产生污泥量少产生污泥量少在生物膜中出现了比较大型的生物，因而食物链也比活性污泥的长；且好氧与在生物膜中出现了比较大型的生物，因而食物链也比活性污泥的长；且好氧与厌氧联合作用，从而使总的剩余污泥量大大减少。一般来说，产生的污泥量较活厌氧联合

5、作用，从而使总的剩余污泥量大大减少。一般来说，产生的污泥量较活性污泥法能够少性污泥法能够少25%30%。三、生物膜法反应动力学介绍三、生物膜法反应动力学介绍（一）微生物在载体上附着的一般过程（一）微生物在载体上附着的一般过程1.微生物向载体表面的运送微生物向载体表面的运送主动输送（水力作用）；被动输送（多种作用）。主动输送（水力作用）；被动输送（多种作用）。2.可逆附着过程可逆附着过程细菌与载体表面接触的最初阶段。细菌与载体表面接触的最初阶段。3.不可逆附着阶段不可逆附着阶段可逆过程之后，细菌分泌黏性代谢物质所致。可逆过程之后，细菌分泌黏性代谢物质所致。4.附着微生物的生长附着微生物的生长（二

6、）生物膜反应动力学的几个重要参数（二）生物膜反应动力学的几个重要参数1.生物膜比增长速率生物膜比增长速率最大比增长速率；平均比增长速率。最大比增长速率；平均比增长速率。2.底物比去除速率底物比去除速率反映了生物膜群体的活性。反映了生物膜群体的活性。3.表观生物膜产率系数表观生物膜产率系数消耗单位底物浓度时生物膜自身生物量的积累。消耗单位底物浓度时生物膜自身生物量的积累。4.生物膜密度生物膜密度单位体积湿生物膜被烘干后的质量。单位体积湿生物膜被烘干后的质量。第一节生 物 滤 池建设中的生物滤池典型的生物滤池的构造滤 床布水设备排水系统滤床滤床由滤料组成。滤料是微生物生长栖息的场所，理想的滤料应具

7、滤床由滤料组成。滤料是微生物生长栖息的场所，理想的滤料应具备下述特性：备下述特性：(1)(1)能为微生物附着提供大量的面积；能为微生物附着提供大量的面积；(2)(2)使污水以液膜状态流过生物膜；使污水以液膜状态流过生物膜；(3)(3)有足够的空隙率，保证通风（即保证氧的供给）和使脱落的生物膜有足够的空隙率，保证通风（即保证氧的供给）和使脱落的生物膜能随水流出滤池；能随水流出滤池；(4)(4)不被微生物分解不被微生物分解,也不抑制微生物的生长，有较好的化学性能；也不抑制微生物的生长，有较好的化学性能；(5)(5)有一定的机械强度；有一定的机械强度；(6)(6)价格低廉。价格低廉。滤料粒径并非越小

8、越好，会造成堵塞，影响通风。早期主要以拳状滤料粒径并非越小越好，会造成堵塞，影响通风。早期主要以拳状碎石为滤料，其直径在碎石为滤料，其直径在3 38cm8cm左右，空隙率在左右，空隙率在45455050左右，比表左右，比表面积（可附着面积）在面积（可附着面积）在6565100m100m2 2/m/m3 3之间。之间。两种常见的塑料滤料滤料比表面积在98340m2/m3之间，孔隙率为9395滤料比表面积在81195m2/m3之间，孔隙率为9395国内目前采用的玻璃钢蜂窝状块状滤料，孔心国内目前采用的玻璃钢蜂窝状块状滤料，孔心间距在间距在20mm20mm左右，孔隙率左右，孔隙率9595左右，比表面

9、积在左右，比表面积在200m200m2 2/m/m3 3左右。左右。滤床高度同滤料的密度有密切关系滤床高度同滤料的密度有密切关系石质拳状滤料组成的滤床高度一般在石质拳状滤料组成的滤床高度一般在1 12.5m2.5m之间。一方面是由于孔隙率之间。一方面是由于孔隙率低，滤床过高会影响通风；另一方面由于太重低，滤床过高会影响通风；另一方面由于太重,过高会影响排水系统和滤池基过高会影响排水系统和滤池基础结构。础结构。塑料滤料每立方米质量仅为塑料滤料每立方米质量仅为100kg100kg左右，孔隙率高达左右，孔隙率高达93939595，滤，滤床高度不但可以提高，而且可以采用双层或多层构造。床高度不但可以提

10、高，而且可以采用双层或多层构造。国外一般采用双层滤床，高国外一般采用双层滤床，高7m7m左右；国内常采用多层的左右；国内常采用多层的“塔式塔式”结结构，高度在构，高度在10m10m以上。以上。滤床四周一般设池壁，池壁起围护滤料、减少污水的飞溅的作用。常滤床四周一般设池壁，池壁起围护滤料、减少污水的飞溅的作用。常用砖、石或混凝土块砌筑。用砖、石或混凝土块砌筑。布 水 设 备设置目的设置目的为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上生物滤池的布水设备分为两类生物滤池的布水设备分为两类移动式（常用回移动式（常用回转式）布水器转式）布水器固定式喷嘴固定式喷嘴布水系统布

11、水系统回转式布水器的中央是一根空心回转式布水器的中央是一根空心的立柱，底端与设在池底下面的进水的立柱，底端与设在池底下面的进水管衔接。其所需水头在管衔接。其所需水头在0.60.61.5m1.5m左左右。右。固定式布水系统是由虹吸装置、馈水固定式布水系统是由虹吸装置、馈水池、布水管道和喷嘴组成。这类布水系统池、布水管道和喷嘴组成。这类布水系统需要较大的水头，约在需要较大的水头，约在2m2m左右。左右。脉冲式生物滤池配水系统排 水 系 统作作用用收集滤床流出的污水与生物膜收集滤床流出的污水与生物膜保证通风保证通风支撑滤料支撑滤料排水假底池底集水沟池底排水系统的组成排水假底是用特制砌块或栅板铺成，滤

12、料堆在假底排水假底是用特制砌块或栅板铺成，滤料堆在假底上面。假底空隙率不小于滤池面积上面。假底空隙率不小于滤池面积58，高于池，高于池底底0.40.6m。池底除支撑滤料外，还要排泄滤床上的来水，池底池底除支撑滤料外，还要排泄滤床上的来水，池底中心轴线上设有集水沟，两侧底面向集水沟倾斜，池底中心轴线上设有集水沟，两侧底面向集水沟倾斜，池底和集水沟的坡度约和集水沟的坡度约12。集水沟要有充分的高度，并在任何时候不会漫流，集水沟要有充分的高度，并在任何时候不会漫流，确保空气能在水面上畅通无阻，使滤池中空隙充满空气。确保空气能在水面上畅通无阻，使滤池中空隙充满空气。生物滤池法的流程低负荷生物滤池又称普

13、通生物滤池。低负荷生物滤池又称普通生物滤池。优点：处理效果好，优点：处理效果好，BOD5的去除率可达的去除率可达90以上，出以上，出水水 BOD5可下降到可下降到25mg/L以下，硝酸盐含量在以下，硝酸盐含量在 10mg/L左左右，出水水质稳定。右，出水水质稳定。缺点：占地面积大，灰蝇很多，影响环境卫生。缺点：占地面积大，灰蝇很多，影响环境卫生。交替式二级生物滤池法的流程运行时，滤池是串联工作的，污水经初步沉淀后进入一级生物运行时，滤池是串联工作的，污水经初步沉淀后进入一级生物滤池，出水经相应的中间沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物滤滤池，出水经相应的中间沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物滤池，二

14、级生物滤池的出水经过沉淀后排出污水厂。池，二级生物滤池的出水经过沉淀后排出污水厂。工作一段时间后，一级生物滤池因表面生物膜累积，即将出现工作一段时间后，一级生物滤池因表面生物膜累积，即将出现堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池。滤池。交替式二级生物滤池法比并联流程负荷率可提高两三倍。交替式二级生物滤池法比并联流程负荷率可提高两三倍。回流式二级生物滤池法的流程国外的运行经验表明，在处理城市污水时，国外的运行经验表明，在处理城市污水时，回流式生物滤池的处理效率大致如下：回流式生物滤池的处理效率大致如下：单级滤池法单

15、级滤池法 当滤池负荷率在当滤池负荷率在1.7kg（BOD5）/(m3d)(滤料滤料)以下时，出水的以下时，出水的BOD5约为滤池进水的约为滤池进水的BOD5的的1/3。二级滤池法二级滤池法二沉池的出水的二沉池的出水的BOD5为二级池进水为二级池进水BOD5的的1/2；如果一级滤池的进水不经沉淀直接流向；如果一级滤池的进水不经沉淀直接流向二级滤池，则一级滤池出水的二级滤池，则一级滤池出水的BOD5为进水为进水BOD5的的1/2。生物滤池的一个主要优点是运行简单，因此，适用于小城镇和边远地区。生物滤池的一个主要优点是运行简单，因此，适用于小城镇和边远地区。生物滤池机理生物滤池的工作情况挂膜污水通过

16、布水设备连续地、均匀地喷洒到滤床表面上，在重力作用下，污水污水通过布水设备连续地、均匀地喷洒到滤床表面上，在重力作用下，污水以水滴的形式向下渗沥，或以波状薄膜的形式向下渗流。最后，污水到达排水系以水滴的形式向下渗沥，或以波状薄膜的形式向下渗流。最后，污水到达排水系统，流出滤池。统，流出滤池。污水流过滤床时，有一部分污水、污染物和细菌附着在滤料表面上，微生物污水流过滤床时，有一部分污水、污染物和细菌附着在滤料表面上，微生物便在滤料表面大量繁殖，不久，形成一层充满微生物的黏膜，称为生物膜。这个便在滤料表面大量繁殖，不久，形成一层充满微生物的黏膜，称为生物膜。这个起始阶段称为挂膜，是生物滤池的成熟期

17、。起始阶段称为挂膜，是生物滤池的成熟期。生物滤池机理生物滤池的工作情况污水流过成熟滤床时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附、降污水流过成熟滤床时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附、降解，从而得到净化。解，从而得到净化。生物膜表层生长的是好氧和兼性微生物，其厚度约生物膜表层生长的是好氧和兼性微生物，其厚度约2mm。在这里，有机污。在这里，有机污染物经微生物好氧代谢而降解，终点产物是染物经微生物好氧代谢而降解，终点产物是H2O、CO2、NH3等。等。由于氧在生物膜表层已耗尽由于氧在生物膜表层已耗尽,生物膜内层的微生物处于厌氧状态。在这里生物膜内层的微生物处于厌氧状态。在这里,进行的

18、是有机物的厌氧代谢进行的是有机物的厌氧代谢,终点产物是有机酸终点产物是有机酸,乙醇、醛和乙醇、醛和H2S等。等。由于微生物的不断繁殖，生物膜不断加厚，超过一定厚度后，吸附有机物由于微生物的不断繁殖，生物膜不断加厚，超过一定厚度后，吸附有机物在传递到生物膜内层的微生物以前，已被代谢掉。此时，内层微生物因得不在传递到生物膜内层的微生物以前，已被代谢掉。此时，内层微生物因得不到充分的营养而进入内源代谢，失去其黏附在滤料上的性质，脱落下来随水到充分的营养而进入内源代谢，失去其黏附在滤料上的性质，脱落下来随水流出滤池，滤料表面再重新长出新的生物膜。流出滤池，滤料表面再重新长出新的生物膜。影响生物滤池性能

19、的主要因素影响生物滤池性能的主要因素生物滤池中有机物的降解过程生物滤池中有机物的降解过程同时发生着多过程同时发生着多过程有机物在污水有机物在污水和生物膜中的和生物膜中的传质过程传质过程有机物的好氧有机物的好氧和厌氧代谢过和厌氧代谢过程程氧在污水和生氧在污水和生物膜中的传质物膜中的传质过程过程生物膜的生长生物膜的生长和脱落等过程和脱落等过程这些过程的发生和发展决定了生物滤池净化污水的性能。影这些过程的发生和发展决定了生物滤池净化污水的性能。影响这些过程的主要因素有：响这些过程的主要因素有：滤池高度滤池高度负负 荷荷 率率回回流流供供氧氧影响生物滤池性能的主要因素影响生物滤池性能的主要因素滤池高度

20、滤池高度滤床上层滤床上层,污水中污水中有机物浓度较高有机物浓度较高,微微生物繁殖速率高生物繁殖速率高,种种属较低级属较低级,以细菌为以细菌为主主,生物膜量较多生物膜量较多,有有机物去除速率较高。机物去除速率较高。滤床的上层和下层相比滤床的上层和下层相比,生物膜量、微生物种类和去生物膜量、微生物种类和去除有机物的速率均不相同。除有机物的速率均不相同。滤滤床床滤床中的这一递变现象，滤床中的这一递变现象，类似污染河流在自净过程中类似污染河流在自净过程中的生物递变。的生物递变。随着滤床深度增随着滤床深度增加加,微生物从低级趋微生物从低级趋向高级，种类逐渐向高级，种类逐渐增多增多,生物膜量从多生物膜量从

21、多到少。到少。当滤床各层的进水水质当滤床各层的进水水质互不相同时互不相同时,各层生物膜的各层生物膜的微生物就不相同微生物就不相同,处理污水处理污水的功能也随之不同。的功能也随之不同。影响生物滤池性能的主要因素滤池高度影响生物滤池性能的主要因素影响生物滤池性能的主要因素负负 荷荷 率率生物滤池的负荷率有三种表达形式：生物滤池的负荷率有三种表达形式：水力负荷率：以流量为准，水力负荷率：以流量为准，m3(水水)/m3(滤料滤料)d。表面水力负荷率：表面水力负荷率：m3（水）（水）/（m2d），又称平均滤率，），又称平均滤率，m/d。33有机负荷率：以有机负荷率：以BOD 为准，为准，kg（BOD 或

22、特定污染物质）或特定污染物质）/（m d）。）。有机负荷率：以有机负荷率：以BOD 为准，为准，kg（BOD 或特定污染物质）或特定污染物质）/md。5555由于生物滤池的作用是去除污水中有机物或特定污染物，因此，它的负由于生物滤池的作用是去除污水中有机物或特定污染物，因此，它的负荷率通常以有机物或特定污染物质为准较合理。荷率通常以有机物或特定污染物质为准较合理。影响生物滤池性能的主要因素影响生物滤池性能的主要因素负负 荷荷 率率在在低负荷低负荷条件下，随着滤率的提高，污水中有机物的传质速率加快，生物膜条件下，随着滤率的提高，污水中有机物的传质速率加快，生物膜量增多，滤床特别是它的表面很容易堵

23、塞。量增多，滤床特别是它的表面很容易堵塞。在在高负荷高负荷条件下，随着滤率的提高，污水在生物滤床中停留的时间缩短，出水条件下，随着滤率的提高，污水在生物滤床中停留的时间缩短，出水水质将相应下降。水质将相应下降。影响生物滤池性能的主要因素影响生物滤池性能的主要因素回回 流流回流回流利用污水厂的出水或生物滤池出水稀释进水的做法称回流，回流水利用污水厂的出水或生物滤池出水稀释进水的做法称回流，回流水量与进水量之比叫回流比。量与进水量之比叫回流比。回流对生物滤池性能的影响：回流对生物滤池性能的影响：（1）回流可提高生物滤池的滤率，它是使生物滤池负荷率由低变高的方法）回流可提高生物滤池的滤率，它是使生物

24、滤池负荷率由低变高的方法之一；之一；（2）提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭；）提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭；（3）当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有有害物质时，回流可改善进）当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有有害物质时，回流可改善进水的腐化状况、提供营养元素和降低毒物质浓度；水的腐化状况、提供营养元素和降低毒物质浓度；（4）进水的质和量有波动时，回流有调节和稳定进水的作用。）进水的质和量有波动时，回流有调节和稳定进水的作用。影响生物滤池性能的主要因素影响生物滤池性能的主要因素供供氧氧生物滤池中，微生物所需的氧一般直接来自大气，靠自然通风供给。生物滤池中，微生物所需的氧一般直接来

25、自大气，靠自然通风供给。影响生物滤池通风的主要因素是滤床自然拔风和风速。影响生物滤池通风的主要因素是滤床自然拔风和风速。自然拔风的推动力是池内温度与气温之差以及滤池的高度。自然拔风的推动力是池内温度与气温之差以及滤池的高度。温度差越大，通风条件越好；温度差越大，通风条件越好；当水温较低，滤池内的温度低于气温时（夏季），池内气流向下流动；当水温较低，滤池内的温度低于气温时（夏季），池内气流向下流动；当水温较高，池内温度高于气温时（冬季），气流向上流动；当水温较高，池内温度高于气温时（冬季），气流向上流动；若池内外无温度差，则停止通风；若池内外无温度差，则停止通风；正常运行的生物滤池，自然通风可以

26、提供生物降解所需的氧量，自然通正常运行的生物滤池，自然通风可以提供生物降解所需的氧量，自然通风不能满足时，应考虑强制通风。风不能满足时，应考虑强制通风。生物滤池的计算生物滤池的计算计算公式计算公式生物滤池的设计，在条件允许时应尽量利用试验成果进行，没有条件进行试生物滤池的设计，在条件允许时应尽量利用试验成果进行，没有条件进行试验时，可借助于经验公式进行。验时，可借助于经验公式进行。图示表明：污水流过滤池时，污染物浓度的下降率图示表明：污水流过滤池时，污染物浓度的下降率单位滤床高度（单位滤床高度（h）去除的污染物的量（以浓度去除的污染物的量（以浓度S计）与该污染物的浓度成正比，即计）与该污染物的

27、浓度成正比，即d S?KSd h将式将式dS?KSdh积分，得积分，得S?Kh?eS0式中：式中：dS/dh污染物浓度的下降率；污染物浓度的下降率；S0滤池进水污染物的浓度，滤池进水污染物的浓度，mg/L；S床深为床深为h处水中的污染物浓度，处水中的污染物浓度，mg/L；h离滤床表面的深度，离滤床表面的深度，m；K反映滤池处理效率的系数，它同污水性质、滤池的特性（包括滤料的反映滤池处理效率的系数，它同污水性质、滤池的特性（包括滤料的材料、形状、表面积、孔隙率、堆砌方式和生物膜性质）以及滤率有关，材料、形状、表面积、孔隙率、堆砌方式和生物膜性质）以及滤率有关，布水方式（如均匀程度、进水周期等）也

28、对其有影响。布水方式（如均匀程度、进水周期等）也对其有影响。K可用下式求得：可用下式求得：K?K S(Q/A)m0n式中：式中：Q滤池进水流量，滤池进水流量，m3/d;A滤床的面积，滤床的面积，m2；K系数，与进水水质、滤率有关；系数，与进水水质、滤率有关；m与进水水质有关的系数；与进水水质有关的系数；n 与滤池特性、滤率有关的系数。与滤池特性、滤率有关的系数。将将K?K S(Q/A)m0n代入代入S?e?KhS0m0得得nS/S0?exp(?K S(Q/A)?h)上式可以直接用于无回流滤池的计算，解得：上式可以直接用于无回流滤池的计算，解得：ln(S0/Se)h?mnK S0(Q/A)当采用

29、回流滤池时，应考虑回流的影响，按图建当采用回流滤池时，应考虑回流的影响，按图建立物料衡算式：立物料衡算式：qV?Si?qVr?Se?(qV?qVr)?S0S0?qV?Si?qVr?SeqV?qVrS0?qV?Si?qVr?SeqV?qVr左式右边的分子和分母各除以qv，并以回流比r代替qvr/qv得：式中：si为滤池入流污水的污染浓度（mg/L）。?S0?Si?r?Se1?r考虑回流的影响，滤池进水流量为（1r）qv，得：?Se(1?r)1?r)qV?K?Si?r?Se?(?e?h?Si?r?Se1?rA?mn解此式得：h?K?Si?r?Seln?Se(1?r)mn?Si?r?Se?(1?r)

30、qV?1?r?A?生化反应速率受温度影响，可以用下式校正：?1.035T?20K?T?K(20)生物滤池的计算生物滤池的计算系数的确定系数的确定进行生物滤池设计，应先确定进行生物滤池设计，应先确定K、m和和n三个常数，通常是通过生三个常数，通常是通过生物滤池模型试验用图解法求得。物滤池模型试验用图解法求得。(1)(1)KKS0S0mm(qv/A A)n n式式?S/?S0?exp(?K?(qV/A)?h)mS0n取对数得：取对数得：ln?S/?S0?K?(qV/A)?h这是一直线方程，可以通过测定不同的这是一直线方程，可以通过测定不同的池深池深h h的的s s/s0s0，绘制绘制lnlns s

31、/s0s0和和h h关系曲线，关系曲线，其斜率就是其斜率就是Ks0s0mm(q qv v/A A)n n，参看右图。参看右图。mS0n生物滤池的计算系数的确定求求n n由于由于|斜率斜率|K Ks0s0mm(q qv v/A A)n n，两边取对两边取对数，得：数，得：log|斜率|?log K?mS0?nlog(qV/A)以以log|log|斜率斜率|与与log(log(q qv v/A A)作图，其斜率为作图，其斜率为n n。参看右图。参看右图。求求mm同上。同上。log|斜率|?log K(qnV/A)?mlog?S0以以log|log|斜率斜率|与与loglogs0s0作图，其斜率为作

32、图，其斜率为mm。参看右图。参看右图。求求Kln?/?mSS0?KS0(qV/A)n?h上式中各系数均已知，可以求出上式中各系数均已知，可以求出K。生物滤池系统的功能设计生物滤池系统的功能设计滤池类型和流程滤池类型和流程选择选择二次沉淀池的形式、二次沉淀池的形式、个数和工艺尺寸的确个数和工艺尺寸的确定定滤池个数和滤滤池个数和滤床尺寸的确定床尺寸的确定布水设备的计算布水设备的计算滤滤 池池 类类 型型 的的 选选 择择低负荷生物滤池现在已经低负荷生物滤池现在已经基本上不常用，仅在污水量小、基本上不常用，仅在污水量小、地区比较偏僻、石料不贵的场地区比较偏僻、石料不贵的场合尚有可能使用。合尚有可能使

33、用。大多采用高负荷生物滤池大多采用高负荷生物滤池两种类型两种类型回流式回流式塔式（多层式）塔式（多层式）滤池类型的选择，只有通过方案的比较，才能得出合理的结论。滤池类型的选择，只有通过方案的比较，才能得出合理的结论。占地面积，基建费用和运行费用的比较，常起关键作用。占地面积，基建费用和运行费用的比较，常起关键作用。流流 程程 的的 选选 择择确定流程时要解决的问题确定流程时要解决的问题是否设初次沉淀池是否设初次沉淀池当废水含悬浮物较当废水含悬浮物较多，采用拳状滤料时多，采用拳状滤料时,须有初次沉淀池须有初次沉淀池,以避以避免生物滤池阻塞。处免生物滤池阻塞。处理城市污水时理城市污水时,一般都一般

34、都设置初次沉淀池。设置初次沉淀池。采用几级滤池采用几级滤池是否采用回流，回流是否采用回流，回流方式和回流比的确定方式和回流比的确定下述三种情况应考虑用二次沉淀池出水回下述三种情况应考虑用二次沉淀池出水回流：流：入流有机物浓度较高，可能引起供氧不足时；入流有机物浓度较高，可能引起供氧不足时；水量很小，无法维持水力负荷率在最小经验水量很小，无法维持水力负荷率在最小经验值以下时；值以下时；污水中某种污染物在高浓度时，可能抑制微污水中某种污染物在高浓度时，可能抑制微生物生长的情况下。生物生长的情况下。滤 池 个 数 和 滤 床 尺 寸 的 确 定滤床总体积（滤床总体积（V V）S0Q?3V?10N式中

35、：式中：V V滤床总体积，滤床总体积，mm3 3；S0 0污水进滤池前的污水进滤池前的BODBOD5 5平均值，平均值，mg/Lmg/L；QQ污水日平均流量，污水日平均流量，mm3 3/d/d，采用回流式生物滤池时，此项应为，采用回流式生物滤池时，此项应为q qv v(1+(1+r r)，回，回流比流比r r可根据经验确定；可根据经验确定；NN有机负荷率，有机负荷率，kg BODkg BOD5 5/（mm3 3d d）。）。滤 池 个 数 和 滤 床 尺 寸 的 确 定计算滤床总体积（计算滤床总体积（V）时，应注意下述问题：）时，应注意下述问题：计算时采用的负荷率应与设计处理的效率相应。通常，

36、负荷率是影响处理效果的计算时采用的负荷率应与设计处理的效率相应。通常，负荷率是影响处理效果的主要因素，两者常相提并论。主要因素，两者常相提并论。下表所示数据是城市污水一般经验的概括。下表所示数据是城市污水一般经验的概括。8595影响处理效果的因素很多，除负荷率之外，主要的还有污水的浓度、水质、温度、滤影响处理效果的因素很多，除负荷率之外，主要的还有污水的浓度、水质、温度、滤7590料特性和滤床的高度。对于回流滤池，则还有回流比。料特性和滤床的高度。对于回流滤池，则还有回流比。6585没有经验可以援用的工业废水，应经过试验，确定其设计的负荷率。试验性生物滤池没有经验可以援用的工业废水，应经过试验

37、，确定其设计的负荷率。试验性生物滤池的滤料和滤床高度应与设计相一致。的滤料和滤床高度应与设计相一致。滤 池 个 数 和 滤 床 尺 寸 的 确 定（2 2）滤床高度的确定）滤床高度的确定根据计算结合经验确定。根据计算结合经验确定。在滤床的总体积和高度确定后，滤床的总面积可以算出。当总面积不大时，在滤床的总体积和高度确定后，滤床的总面积可以算出。当总面积不大时，可采用可采用2个滤池。个滤池。目前生物滤池的最大直径为目前生物滤池的最大直径为60m，通常是在，通常是在35m以下。以下。最后应该核算滤速，看它是否合理。回流生物滤池池深浅，滤速一般不超过最后应该核算滤速，看它是否合理。回流生物滤池池深浅

38、，滤速一般不超过30m/d，其滤率的确定与进水，其滤率的确定与进水BOD5有关，如下表所示。有关，如下表所示。进水进水BOD5/（mg L-1）滤率滤率/(m3m-2 d-1)120251502020015例例:已知某城镇人口已知某城镇人口80000人，排水量定额为人，排水量定额为100L/（人（人d），），BOD5为为20g/（人（人 d）。设有一座工厂，污水量为）。设有一座工厂，污水量为2000m3/d，其，其BOD5为为2200mg/L。拟混合采用回流式生物滤池进行处理，处理后出水的拟混合采用回流式生物滤池进行处理，处理后出水的BOD5要求达到要求达到30mg/L。解解:基本设计参数计量

39、基本设计参数计量（设在此不考虑初次沉淀池的计算）（设在此不考虑初次沉淀池的计算）生活污水和工业废水总水量：生活污水和工业废水总水量：80000?1003qV?m/d?2000 m3/d?10000 m3/d1000生活污水和工业废水混合后的生活污水和工业废水混合后的BOD5浓度：浓度：2000?2200?80000?20?S0?mg/L?600 mg/L10000由于生活污水和工业废水混合后由于生活污水和工业废水混合后BOD5浓度较高，应考虑回流，设回流稀释浓度较高，应考虑回流，设回流稀释后滤池进水后滤池进水BOD5为为300mg/L,回流比为：回流比为：600 qV?30 qVr?300(q

40、V?qVr)r?qVrqV600?300?1.1300?30生物滤池的个数和滤床尺寸计算生物滤池的个数和滤床尺寸计算设生物滤池的有机负荷率采用设生物滤池的有机负荷率采用1.2kgBOD5/（m3d），于是生物滤池总），于是生物滤池总体积为：体积为：10000?(1.1?1)?3003V?m?5250 m31000?1.2设池深为设池深为2.5m,则滤池总面积为：则滤池总面积为：52502A?m?2100 m22.5若采用若采用6个滤池，每个滤池面积：个滤池，每个滤池面积：21002A1?m?350 m26D?4 A1m?4?350m?21m3.14滤池直径为：滤池直径为：校核校核10000（1

41、.1?1）滤率?m/d?10 m/d2100经过计算，采用经过计算，采用6个直径个直径21m、高、高2.5m的高负荷生物滤池。的高负荷生物滤池。采用公式进行计算步骤采用公式进行计算步骤第一步是选定滤料和进水方式，然后进行试验，求得第一步是选定滤料和进水方式，然后进行试验，求得K、m和和n等常数值等常数值第二步确定是否回流，若需要回流，则要确定回流比第二步确定是否回流，若需要回流，则要确定回流比最后计算滤池的尺寸最后计算滤池的尺寸例例:已知某工业废水已知某工业废水CODB为为700mg/L，水量为，水量为7080m3/d。选用塑料滤料，。选用塑料滤料，在满足出水水质要求的条件下，其最小水力负荷为

42、在满足出水水质要求的条件下，其最小水力负荷为24.4m3/（m2 d），最大水），最大水力负荷为力负荷为244m3/（m2 d）。试验得到）。试验得到K=128、m=-0.45、n=-0.55。要求出。要求出水水CODB不大于不大于30 mg/L。由于入流污水浓度较高，应考虑用二次沉淀池回流。当回流比由于入流污水浓度较高，应考虑用二次沉淀池回流。当回流比为为1时，滤池进水时，滤池进水CODB365 mg/L。而回流比为。而回流比为2时，滤池进水时，滤池进水CODB253mg/L。回流比为回流比为1时：时：?700?30?ln?30(1?1)?h?0.55?0.45?(1?1)qV?700?30

43、?128?A?1?1?0.278?(2qV/A)?0.55解解:回流比为回流比为2时：时：?700?30?2?ln?30(1?2)?h?0.55?0.45?(1?2)qV?700?30?2?128?1?2A?0.201?(3qV/A)?0.55要求池子的最小面积为要求池子的最小面积为（70802）/244=58m2，最大面，最大面积为（积为（70802）/24.4=580m2。要求池子的最小面积为（要求池子的最小面积为（70803）/244=87m2，最大面积为，最大面积为（70803）/24.4=870m2。回转式布水器的计算回转式布水器的计算计算的主要内容计算的主要内容确定布水横管根确定布

44、水横管根数（一般是数（一般是2根和根和4根）和直径根）和直径布水管上的孔口数和在布水管上的孔口数和在布水横管上的位置布水横管上的位置布水器的转速布水器的转速1.1.布水横管根数与直径布水横管根数与直径布水横管根数布水横管根数:布水横管的根数决定于池子和滤速的大小，布水横管的根数决定于池子和滤速的大小，n n取偶数，布水水取偶数，布水水量大时用量大时用4 4根，一般用根，一般用2 2根。根。布水横管直径布水横管直径D D1 1：D1?4q?v式中：式中：q每根布水横管的最大设计流量，每根布水横管的最大设计流量，m3/s；v横管进水段流速，横管进水段流速，m/s；2.洒水孔数及在布水横管上的位置假

45、定每个出水孔口喷洒的面积基本相同，孔口数(m)的计算公式为：m?1?4d?1?1?2?D?2式中:d孔口直径，一般为1015mm，孔口流速2m/s左右或更大些；D2回转布水器直径，mm，比滤池内径小200mm。第i个孔口距滤池中心的距离（ri）为：D2ri?2im3.布水器的转速布水横管的回转速度与滤速、横管根数有关，如下表所示。滤率/（m d-1）转速/（rmin-1）(4根横管)转速/（rmin-1）(2根横管)152025也可以近似地用下式计算：122623434.78?10n?qV2md D2布水横管可以采用钢管或铝管，其管底离滤床表面的距离，一般为150250mm，以避免风力的影响。

46、布水器所需压力为0.51.0m。生物滤池的运行及其经验生物滤池的运行及其经验生物滤池正式运行之后，有一个生物滤池正式运行之后，有一个“挂膜挂膜”阶段，即培养生物膜的阶段。在阶段，即培养生物膜的阶段。在这个始运行阶段，洁净的无膜滤床逐渐长了生物膜，处理效率和出水水质不这个始运行阶段，洁净的无膜滤床逐渐长了生物膜，处理效率和出水水质不断提高，终于进入正常运行状态。当温度适宜时，始运行阶段历时约一周。断提高，终于进入正常运行状态。当温度适宜时，始运行阶段历时约一周。处理含有毒物质的工业废水时，生物滤池的运行要按设计确定的方案进行，处理含有毒物质的工业废水时，生物滤池的运行要按设计确定的方案进行，一般

47、说来，这种有毒物质正是生物滤池的处理对象，而能分解氧化这种有毒一般说来，这种有毒物质正是生物滤池的处理对象，而能分解氧化这种有毒物质的微生物常存在于一般环境中，无需从外界引入；但是，在一般环境中，物质的微生物常存在于一般环境中，无需从外界引入；但是，在一般环境中，它们在微生物群体中并不占优势，或对这种有毒物质还不太适应，因此，在它们在微生物群体中并不占优势，或对这种有毒物质还不太适应，因此，在滤池正常运行前，要有一个让它们适应新环境、繁殖壮大的始运行阶段，称滤池正常运行前，要有一个让它们适应新环境、繁殖壮大的始运行阶段，称为为“驯化挂膜驯化挂膜”阶段。阶段。驯化挂膜方式：驯化挂膜方式：一种方式

48、是从其他工厂废水站或城市废水厂取来活性污泥或生物膜碎屑一种方式是从其他工厂废水站或城市废水厂取来活性污泥或生物膜碎屑,进进行驯化，挂膜。行驯化，挂膜。另一种方式是用生活污水、城市污水、河水或回流出水代替部分工业废水另一种方式是用生活污水、城市污水、河水或回流出水代替部分工业废水进行运行，运行过程中把二次沉淀池中的污泥不断回流到滤池的进水中。进行运行，运行过程中把二次沉淀池中的污泥不断回流到滤池的进水中。转 盘第二节生 物生物转盘的工作特点生物转盘的工作特点1954年在联邦德国的年在联邦德国的 Heilbronn建成世界上第一座生物建成世界上第一座生物转盘污水处理厂。转盘污水处理厂。（1）不需曝

49、气和回流，运行时动力消耗和费用低；）不需曝气和回流，运行时动力消耗和费用低；（2）运行管理简单，技术要求不高；）运行管理简单，技术要求不高；（3）工作稳定，适应能力强；）工作稳定，适应能力强；（4）适应不同浓度、不同水质的污水；）适应不同浓度、不同水质的污水；（5）剩余污泥量少，易于沉淀脱水；）剩余污泥量少，易于沉淀脱水；（6）没有滤池蝇、恶臭、堵塞、泡沫、噪音等问题；）没有滤池蝇、恶臭、堵塞、泡沫、噪音等问题；（7）可多层立体布置；）可多层立体布置；（8）一般需加开孔防护罩保护、保温。）一般需加开孔防护罩保护、保温。生物转盘的构造生物转盘的构造生物转盘的主要组成部分生物转盘的主要组成部分盘片

50、盘片转动轴转动轴废水处理槽废水处理槽驱动装置驱动装置生物转盘的构造生物转盘的构造盘片：高强度、轻质、耐腐蚀。盘片：高强度、轻质、耐腐蚀。直径：直径：23m，转速，转速23r/min，间距，间距2030mm。受材料、污水与膜的接触均匀性、外缘膜易脱落等影响，直径不可能做大。受材料、污水与膜的接触均匀性、外缘膜易脱落等影响，直径不可能做大。转动轴：具有足够的强度和刚度，防止断裂和挠曲。转动轴：具有足够的强度和刚度，防止断裂和挠曲。直径：直径：50mm以上，长度以上，长度0.57m。处理槽：与盘片相吻合的半圆形或多边形，净空相距处理槽：与盘片相吻合的半圆形或多边形，净空相距2050mm，设排泥和放，