水污染控制工程生物转盘.ppt

第二节 生物转盘 一、生物转盘的构造 生物转盘的主要组成部分有转动轴、转盘、废水处理槽和驱动装置等。 生物转盘的主体是垂直固定在水平轴上的一组圆形盘片和一个同它配合的半圆形水槽。 盘片的材料要求质轻、耐腐蚀、坚硬和不变形。目前多采用聚乙烯硬质塑料或玻璃钢制作盘片。 水槽可以用钢筋混凝土或钢板制作，断面直径比转盘略大（一般为2040mm），使转盘既可以在槽内自由转动，脱落的残膜不致留在槽内。 驱动装置通常采用附有减速装置的电动机。根据具体情况，也可采用水轮驱动或空气驱动。,生物转盘的进水方式 （a）进水方向和转盘的旋转方向一致。这种进水方式的特点是废水在氧化槽中混合较均匀，水头损失小，但脱落的生物膜不易随水流出； （b）进水方向和转盘的旋转方向相反。这种进水方式废水混合较差，水头损失稍大，池中脱落的膜易顺利流出； （c）进水方向垂直于盘片。这种进水方式会造成第一级废水浓度高，微生物耗氧速度过快。往往出现溶解氧供应不足的情况。,二、生物转盘的设计计算 生物转盘工艺设计的内容有：转盘的面积、转盘片数、废水槽的有效长度、废水槽有效容积、转盘最小转速、停留时间。 工艺设计原则：以BOD5负荷或水力负荷进行估算，以停留时间进行核算。 生物转盘的负荷率与废水性质、废水浓度、气候条件及构造、运行等多种因素有关，设计时可以通过试验或根据经验值确定。 1、生物转盘的设计计算方法 通过实验求得需要的设计参数 用经验图表或经验值计算,2、按负荷率进行计算 转盘总面积,处理水量，m3/d,进水BOD5，mg/L,生物转盘的BOD5负荷率，g/m2d, 转盘盘片数,转盘直径，m, 废水处理槽有效长度,a盘片间净距，m，一般进水端为2535mm，出水端为1020mm； b盘片厚度，视材料强度决定，m； K系数，一般取1.2。, 废水处理槽有效容积（V）,净有效容积,当r/D0.1时，系数取0.294，r/D0.06时，系数取0.335。 式中： r中心轴与槽内水面的距离，m；盘片边缘与处理槽内壁的间距，m，一般取2040mm。, 转盘的转速n0,每个处理槽的设计水量，m3/d,三、生物转盘的进展和应用 1、生物转盘的进展 为降低生物转盘的动力消耗，节省工程投资和提高处理设施的效率，近年来生物转盘有了一些新的发展。主要有空气驱动的生物转盘、与沉淀池合建的生物转盘、与曝气池组合的生物转盘和藻类转盘等。 2、生物转盘的应用 生物转盘可作完全处理、不完全处理和工业废水的预处理。在我国，生物转盘主要用于处理工业废水。,3、生物转盘的优缺点 生物转盘同一般生物虑池相比，具有一系列的优点： 无堵塞现象； 生物膜与废水接触均匀，盘面面积的利用率高，无沟流现象； 废水与生物膜的接触时间较长，而且易于控制，处理程度比高负荷虑池和塔式虑池高，可调整转速改善接触条件和充氧能力； 同一般低负荷虑池相比，它占地较小，如采用多层布置，占地面积可同塔式生物虑池相媲美； 系统的水头损失小，能耗省。,但是，生物转盘也有它的缺点： 盘材较贵，投资达。从造价考虑，生物转盘仅适用于小水量低浓度的废水处理。 因无通风设备，转盘的供氧依靠盘面的生物膜接触大气，这样，废水中挥发性物质将会产生污染。采用从氧化槽的底部进水可以减少挥发物的散失，比从氧化槽表面进水好，但挥发物质依然存在。因此，生物转盘最好作为第二级生物处理装置。 生物转盘的性能受环境气温及其他因素影响较大，所以，在北方设置生物转盘时，一般置于室内，并采取一定的保温措施。建于室外的生物转盘应加设雨棚，防止雨水淋洗，使生物膜脱落。,第三节 生物接触氧化法 一、概述 生物接触氧化法的处理构筑物是浸没式生物滤池，也称生物接触氧化池。 生物接触氧化法的特点： 由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好。生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物虑池，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷； 生物接触氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨胀问题，运行管理简便； 由于生物固体量多，水流又属完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；, 生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产量较低。 二、生物接触氧化法的构造 生物接触氧化池的主要组成部分有池体、填料和布水布气装置。 填料要求比表面积大、空隙率大、水力阻力小、强度大、化学和生物稳定性好、能经久耐用。,三、生物接触氧化池的设计计算 生物接触氧化池工艺设计的主要内容是计算池子的有效容积和尺寸，空气量和空气管道系统计算。 1、生物接触氧化池的有效容积(即填料体积)V,qV平均日设计污水量，m3/d； S0，Se分别为进水与出水的BOD5，mg/L； NV有机容积负荷率，kg BOD5/m3d（城市污水可用1.01.8）。,2、生物接触氧化法的总面积A和座数n,h0填料高度，一般采用3.0m； A1每座池子的面积，m2，一般25m2。,3、池深h,h1超高，0.50.6m； h2填料层上水深，0.40.5m； h3填料至池底的高度，0.51.5m。,4、有效停留时间t,5、空气量D和空气管道系统计算,D01m3污水需气量，m3/m3，一般为1525m3/m3。 空气管道系统的计算方法与活性污泥法曝气池的空气管道系统计算方法相同。,第四节 生物流化床 生物流化床处理技术是借助流体（液体、气体）使表面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）呈流态化，同时进行去除和降解有机污染物的生物膜法处理技术。 一、基本原理,1、固定床阶段 2、流化床阶段 3、液体输送阶段,二、生物流化床的类型 根据生物流化床的供氧、脱膜和床体结构等方面的不同，好氧生物流化床主要有下述两种类型： 1、两相生物流化床 废水与回流水在充氧设备中与氧混合，使废水中的溶解氧达到3240mg/L（纯氧源）或9mg/L（空气源），然后进入流化床进行生物氧化反应，再由床顶排出。随着床的操作，生物粒子直径逐渐增大，定期用脱落器对载体机械脱膜，脱膜后的载体返回流化床，脱除的生物膜则作为剩余污泥排出。对于一般浓度的废水，一次充氧不足以保证生物处理所需要的氧量，必须回流水循环充氧。,回流比可以根据氧量计算来确定：,Si，Se分别为进水和出水BOD5浓度，mg/L； Oi，Oe分别为进水和出水的溶解氧浓度，mg/L； D去除每公斤BOD5所需的氧量（kg O2/kg BOD5 ），对于城市污水，D1.21.4kg O2/kg BOD5； qV废水水量，m3/d。,2、三相生物流化床 在反应器底部或器壁上直接通入空气供氧，形成气液固三相流化床。由于空气的搅动，载体之间的摩擦较强烈，自动脱膜，不需特别的脱膜装置。但载体易流失，气泡易聚并变大，影响充氧效率。为了控制气泡大小，有采用减压释放空气的方式充氧和射流曝气充氧。,三、生物流化床的优缺点 生物流化床的主要优点如下： 容积负荷高，抗冲击负荷能力强 微生物活性强 传质效果好 生物流化床的缺点是设备的磨损较固定床严重，载体颗粒在湍动过程中会被磨损变小。此外，设计时还存在着生产放大方面的问题，如防堵塞、曝气方法、进水配水系统的选用和生物颗粒流失等。,第十二章 稳定塘和污水的土地处理 第一节 稳定塘 一、概述 1、概念：稳定塘又名氧化塘或生物塘，其对污水的净化过程与自然水体的自净过程相似，是一种利用天然净化能力处理污水的生物处理设施。 2、分类 按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等分： 好氧塘 兼氧塘 厌氧塘 曝气塘 深度处理塘,3、稳定塘的有缺点 优点 在条件合适时（如有可利用的旧河道、沼泽地、峡谷及无农业利用价值的荒地等），建设周期短、基建投资少； 运行管理简单，能耗小，费用低； 能够实现污水综合利用，如稳定塘出水可用于农业灌溉，在稳定塘内养殖水产动物和植物，组成多级食物网的复合生态系统。 缺点 占地面积大，没有空闲余地时不宜采用； 净化效果在很大程度上受季节、气温、光照等自然因素的影响，在全年范围内，不够稳定； 设计运行不当时，可能会形成二次污染，如污染地下水，产生臭气等。,稳定塘中对污水起净化的生物有细菌、藻类、微型动物(原生动物和后生动物)、水生植物以及其他水生动物。稳定塘内对有机污染物的降解起主要作用的是细菌。除细菌外，藻类在稳定塘内起着十分重要的作用，他能够进行光合作用，是塘水中溶解氧的主要提供者，藻菌共生体系是稳定塘内最基本的生态系统。其他水生动物和水生植物的作用则是辅助性的，它们的活动从不同的途径强化了污水的净化过程。,二、好氧塘 1、好氧塘的种类 根据在处理系统中的位置和功能，好氧塘可分为三种类型。 高负荷好氧塘：设置在处理系统的前部，目的是处理污水和产生藻类。特点是塘的水深较浅，水力停留时间较短，有机负荷高。 普通好氧塘：用于处理污水，起二级处理作用。特点是有机负荷较高，塘的水深较高负荷好氧塘大，水力停留时间较长。 深度处理好氧塘：深度处理好氧塘设置在塘处理系统的后部或二级处理系统之后，作为深度处理设施。特点是有机负荷较低，塘的水深较高负荷好氧塘大。,2、基本工作原理,3、好氧塘内的生物种群 好氧塘内的生物种群主要有藻类、菌类、原生动物、后生动物、水蚤等微型动物。 4、好氧塘的设计 好氧塘的工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和个数。目前多采用经验数据进行设计。 好氧塘主要尺寸的经验值如下： 好氧塘多采用矩形，表面的长宽比为3:14:1，一般以塘的1/2处的面积作为计算塘面。塘堤的超高为0.61.0m。单塘面积不宜大于4ha。 塘堤的内坡坡度为1:21:3（垂直:水平），外坡坡度为1:21:5（垂直:水平）。 好氧塘的座数一般不少于3座，规模很小时不少于2座。,三、兼性塘 1、兼性塘的基本工作原理 兼性塘的有效水深一般为1.02.0m，通常由三层组成，上层好氧区、中层兼性区和底部厌氧区。,2、兼性塘的设计 兼性塘主要尺寸的经验值如下： 兼性塘一般采用矩形，长宽比为3:14:1 。塘的有效水深为1.22.5m，超高为0.61.0m，储泥区高度应大于0.3m。 兼性塘堤坝的内坡坡度为1:21:3（垂直:水平），外坡坡度为1:21:5（垂直:水平） 。 兼性塘一般不少于三座，多采用串联，其中第一塘的面积约占兼性塘总面积的3060，单塘面积应小于4ha，以避免布水不均匀或波浪较大等问题。,六、稳定塘系统的工艺流程 稳定塘处理系统由预处理设施、稳定塘和后处理设施等三部分组成。 1、稳定塘进水的预处理 常用设备有隔栅、普通沉砂池和沉淀池。若塘前有提升泵站，而泵站的隔栅间隙小于20mm时，塘前可不另设隔栅。原污水中的悬浮固体浓度小于100mg/L时，可只设沉砂池，以去除砂质颗粒。原污水中悬浮固体浓度大于100mg/L时，需考虑设置沉淀池。 2、稳定塘的流程组合,3、稳定塘塘体设计要点 塘的位置 稳定塘应设在居民区下风向200m以为