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生物滤池 （一）生物滤池的构造 （二）生物滤池法的流程 （三）生物滤池的机理 （四）生物滤池的计算 （五）生物滤池系统的功能设计 （六）生物滤池的运行及其经验 （一）生物滤池的构造 1. 滤床 2. 布水设备 3. 排水系统 采用回转式布水器的普通生物滤池和塔式生物滤池 是两种典型的生物滤池。 塔式生物滤池 布水器 进水管 塔身 支座 滤床 底座 进水 出水 滤床 滤床由滤料组成。 理想滤料的特性： a. 能为微生物附着提供大量的表面积 b. 使污水以液膜状态流过生物膜 c.有足够的空隙率，保证通风和使脱落的生物膜 能随水流出滤池 d. 不被微生物分解，也不抑制其生长，有较好的 化学稳定性 e.有一定机械强度 f.价格低廉 环状塑料滤料 波纹状塑料滤料 布水设备 设置布水设备的目的是为了使污水能均 匀的分布在整个滤床表面上。 生物滤池的布水设备分为两类： 1. 移动式（常用回转式）布水器 2. 固定式喷嘴布水系统 排水系统 池底排水系统的作用： 1. 收集滤床流出的污水与生物膜 2. 保证通风 3. 支持滤料 （二）生物滤池法的流程 1) 低负荷生物滤池 2) 高负荷生物滤池 1) 传统普通生物滤池的流程 2) 交替式二级生物滤池法流程 3) 回转式生物滤池法流程 1. 分类 2. 流程 a. 单级滤池法 b. 二级滤池法 低负荷生物滤池 低负荷生物滤池又称为普通生物滤池， 在处理城市污水方面，有长期运行的经验。 优点：处理效果好，BOD去除率达90%以上， 出水BOD可降到25mg/L以下，硝酸盐含量在 10mg/L左右，出水水质稳定。 缺点：占地面积大，易堵塞，灰蝇很多，影响 环境卫生。 高负荷生物滤池 高负荷生物滤池采用了新型滤料，革新 流程，负荷率大大提高，体积大大缩小。包括 回转式生物滤池和塔式生物滤池。 优点：运行较灵活，可以通过调整负荷率和流 程，得到不同的处理效率（65%90%）。 缺点：负荷率高时，有机物转化较不彻底，排 出的生物膜容易腐化。 传统生物滤池法基本流程图 初沉池 馈水池 二沉池 进水井 污泥 生物滤池 污泥 污泥回流（需要时） 入流 交替式二级生物滤池法流程 初沉池 生物 滤池 生物 滤池 二沉池 二沉池 泵 泵 单级回转式滤池法流程 初沉池 生物 滤池 二沉池 初沉池 生物 滤池 二沉池 二级回转式滤池法流程 初沉池 一级 滤池 二沉池 二级 滤池 初沉池二沉池 一级 滤池 二级 滤池 （三）生物滤池的机理 1. 生物滤池的工作状况 2. 影响生物滤池性能的主要因素 生物滤池的工作状况 滤 料 生物膜 厌氧 好氧 附着 水层 流动 水层 空 气 CO2 CO2 H2O BOD O2 O2 O2 H2S NH3 生物膜的构成 a.细菌、真菌 表层多位异养菌、深层多为自养菌 b.微型生物 原生动物：如钟虫、附着型纤毛虫等； 后生动物：如线虫（有利于更新生物膜）。 c.滤池蝇 与线虫同为生物膜生长控制因素 影响生物滤池性能的 主要因素 1) 滤池高度 2) 负荷率 3) 回流 4) 供氧 滤池高度 随着滤床深度增加，微生物从低级趋向高 级，种类逐渐增多，生物膜量由多到少。 生物滤池的处理效率，在一定条件下随滤 床高度增加而增加，当高度超过某一数值（随 具体情况而定）后，处理效率提高微不足道， 不经济。 滤床不同深度处的微生物种群不同，反 映了滤床高度对处理效率的影响同污水水质有 关。 负荷率 a.水力负荷率（以流量为准） 单位： m3 (水)/ m3d b.表面水力负荷率（滤率为单位） 单位： m3 (水)/ m2d c.有机负荷率（BOD5为准） 单位： kg(BOD或特定物质)/ m3d 生物滤池的负荷率是一个集中反映生物滤池工作 性能的参数，同滤床的高度一样，负荷率直接影响生 物滤池的工作。 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，回流水量与进水量之比叫做回流比。 回流对生物滤池性能有下述影响： a. 回流可提高生物滤池的滤率 低负荷 高负荷； b. 提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭； c.可改善进水的腐化状况、提供营养元素和降低毒物浓 度； d. 调节和稳定进水。 供氧 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。 生物膜内氧和有机物浓度示意图 图a.进水有机物浓度较低 图b.氧基本满足要求 图c.有机物浓度较高，氧不足 图a. 进水有机物浓度较低 20 40 20406080100 2 4 6 8 10 有机物浓度/ (mg/L) 氧的浓度/(mg/L) 生物膜内的深度/ m 氧 有机物 COD=600mg/L qv=18L/h 图b.氧基本满足要求 20 60 20406080100 2 4 6 8 10 有机物浓度/ (mg/L) 氧的浓度/(mg/L) 生物膜内的深度/ m 氧 有机物 COD=400mg/L qv=18L/h 40 80 图c.有机物浓度较高，氧不足 20 60 20406080100 2 4 6 8 10 有机物浓度/ (mg/L) 氧的浓度/(mg/L) 生物膜内的深度/ m 氧 有机物 COD=500mg/L qv=18L/h 40 80 100 污水流过滤池时，污染物浓度的下降率每 单位滤床高度（h）去除污染物的量（以浓度 计 ），同该污染物的浓度成正比，即 积分，得 即 （4-1 ） （四）生物滤池的计算 式中： 污染物浓度（以CODB、BOD5或 特定指标表示）的下降率； 滤池进水污染物浓度，mg/L； 床深为h处水中的污染物浓度， mg/L； 离滤床表面的深度，m； 反映滤池处理效率的系数，同污 水性质，滤池的特性以及滤率有 关，布水方式也可能对其产生影 响。 可以用下式求得 （4-2） 式中： 滤池进水流量， m3/d； 滤床的面积，m2； 系数，与进水水质，滤率有关； 与进水水质有关的系数； 与滤池特性，滤率有关的系数。代入 前式可得： （4-3） 此式可直接用于无回流滤池的计算。 当采用回流滤池时，应考虑回流的影响，按示意图建立 物料恒算式： （4-4） 用回流比 代替 ，得： （4-5） （4-5）代入（4-3）得 解上式得： （4-6 ） 生化反应速度受温度影响，可以用下式校正： 生物滤池示意图 滤池 二沉池 污泥 (五) 生物滤池系统的功能设计 生物滤池处理系统包括生物滤池和二沉 池，有时还包括初沉池和回流泵。其功能设计 一般包括： 1. 滤池类型的选择 2. 流程的选择 3. 滤池个数和滤床尺寸的确定 4. 回转式布水器的计算 滤池类型的选择 1)低负荷生物滤池 基本不用，仅在污水量小、地区较偏僻 、石料不贵的场合。 2)高负荷生物滤池 分为回流式和塔式两种生物滤池，具体 选择要通过方案比较决定。占地面积、基建 费用和运行费用的比较，常起关键作用。 流程的选择 1)是否设初沉池 当废水含悬浮物较多，采用拳式填料时，需 有初沉池以防生物滤池堵塞。处理城市污水 一般有初沉池。 2)考虑二沉池出水回流 a. 入流有机物浓度较高，可能引起供氧不足； b. 水量很小，无法维持水力负荷率在最小经验值以 下时； c.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，应考虑回流。 滤池个数和滤床尺寸的确定 生物滤池的工艺设计内容是确定滤床的 总体积、面积和高度。 设计时可按负荷率计算，或经过试验后 用经验公式计算。 城市污水常用有机负荷率。 总体积、高度、校核。 滤床的总体积（V） 式中： 滤床总体积，m3； 污水进滤池前的BOD5平均值， mg/L 污水日平均流量， m3/d,采用回流 时，此项应为 有机负荷率，kg BOD5/ m3d 计算时应注意： a. 计算时采用的负荷率应与设计处理效 率相应 b. 影响处理效率的因素很多，除负荷率 之外，主要的还有污水浓度、水质、 温度、滤料特性和滤床高度。对于回 流滤池,还有回流比。 c. 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。 一般是根据经验或试验结果确定。 例如： 低负荷生物滤池 2m左右 两级回流生物滤池 1.01.8m 塔式生物滤池 8m以上 总体积、高度 总面积。总面积 不大时可采用1个或2个滤池。目前生物滤池最 大直径60m，通常35m以下。 滤床的高度确定 校 核 曝气生物滤池 类型功能参数取值 碳氧化曝气生物 滤池（C池） 降解污水中含碳有机物 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2h（m/h）3.06.0 BOD负荷kgBOD/m3d2.56.0 空床水力停留时间 min4060 碳氧化/部分硝 化曝气生物滤 池（C/N池） 降解污水中含碳有机物并对氨 氮进行部分硝化 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2h（m/h）2.54.0 BOD负荷kgBOD/m3d1.22.0 硝化负荷kgNH4-N/m3d0.40.6 空床水力停留时间 min7080 硝化曝气生物 滤池（N池） 对污 水中的氨氮进行硝化 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2h（m/h）3.012.0 硝化负荷kgNH4-N/m3d0.61.0 空床水力停留时间 min3045 前置反硝化生物 滤池（per-DN 池） 利用污水中的碳源对硝态氮进 行反硝化 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2h（m/h）8.010.0（含回流） 反硝化负荷kgNO-3-N/m3d0.81.2 空床水力停留时间 min2030 后置反硝化生物 滤池(post-DN 池） 利用外加碳源对硝态氮进行反 硝化 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2h（m/h）8.012.0 反硝化负荷kgNO-3-N/m3d1.53.0 空床水力停留时间 min1525 精处理曝气生 物滤池 对二级污 水处理厂尾水进行含 碳有机物降解及氨氮硝化 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2h（m/h）35.0 硝化负荷kgNH4-N/m3d0.30.6 空床水力停留时间 min3545 校 核 进水BOD5/mg L-1120150200 滤率/(m3 m2 d-1)252015 BOD5负荷/kg/(m-3 d-1) 0.20.3 生物滴滤-农村生活污水 回转式布水器的计算 1)布水横管根数与直径 2)孔口数和在布水横管的位置 3)布水器的转速 布水横管根数与直径 布水横管根数决定于池子和滤率的大小 ，布水量大时用4根，一般用2根。横管直径（ D1）计算公式为： 式中： 每根布水横管最大实际流量， m3 /s； 横管进水端流速， m/s； 回流比； 每个滤池处理的水量， m3 /s； 横管数。 孔口数和在布水横管的位置 假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： 式中： 孔口直径，一般为1015mm,孔口流 速2m/s左右或者更大些； 回转布水器直径，mm，比滤池内径 小200mm. 第i个孔口中心距滤池中心的距离（ri）为： 式中： 从池中心算起，任一孔口在布水横 管上的排列顺序。 布水器的转速 布水横管的回转速度与滤率、横管根数有 关，如下表 滤率/（m d-1 ） 转速/（r min- 1）（4根横管