水污染控制与设备运行-第七章

高职高专系列教材配套电子教案,水污染控制与设备运行,高等教育出版社,高等教育电子音像出版社,主编 郭正,（高职版）,主编 郭正 张宝军,高职高专系列配套电子教案 目录,第一章 概论,第二章 废水的物理处理,第三章 废水的生物处理,第四章 废水的化学处理及深度处理,第五章 污泥处理与处置,第六章 典型污水处理设备设计与运行,第七章 污水生物处理设备设计与运行,第八章 废水处理常用机械设备,第九章 水处理厂常用电气与仪表,第十章 污水处理厂（站）的调试与运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,第二节 污泥回流设备,第三节 生物滤池,知识目标 了解污水生物处理常见构筑物、设备设计和应用条件； 了解活性污泥法和生物膜法的曝气过程； 掌握曝气设备、污泥回流处理的设计、参数选择和运行调试 掌握活性污泥法和生物膜法运行管理；能力目标 能够进行曝气池、生物滤池的结构设计 能进行相关水处理设备的调试、运行管理,第四节 生物转盘,第五节 污水生物处理运行实例分析,第一节 曝气池与曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,活性污泥法处理污水的主要构筑物是各种不同结构的曝气池，为了保证曝气量及曝气效果，需要选择适宜的曝气设备以及其他附属装置。,一、曝气池,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,曝气池按混合液在曝气池中的流态可分为推流式、完全混合式和循环混合式三种；按平面几何形状可分为长方形、廊道形、圆形、方形和环形跑道四种；按所采用的曝气方法可分为鼓风曝气式、机械曝气式和两种曝气方法联合使用的联合式三种；按曝气池与二次沉淀池的关系可分为分建式和合建式两种。,1、推流式曝气池 推流式曝气池为长方廊道形池子，常采用鼓风机曝气，扩散装置排放在池子的一侧。,一、曝气池,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,水流在池中呈螺旋状前进，增加气泡和水接触时间。为了帮助水流旋转，池侧面两墙的墙顶和墙脚一般都外凸呈斜面。为了节约空气管道，相邻廊道的扩散装置常沿公共隔墙布置。,曝气池的数目与污水站（厂）规模和处理流量有关，在结构上可以分成若干单元，每个单元包括几个池子，每个池子常由一至四个折流的廊道组成。,一、曝气池,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,1、推流式曝气池,曝气池的池长可达100m，为了防止短流，廊道长度和宽度之比应大于5，甚至大于10。为了使水流更好地旋转前进，宽深比常在1.52之间。池深常在35m。,一、曝气池,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,1、推流式曝气池,曝气池进水口一般淹没在水面以下，以免污水进入曝气池后沿水面扩散，造成短流，影响处理效果。曝气池出水设备可用溢流堰或出水孔。通过出水孔的水流流速一般较小(0.10.2m/s)，以免污泥受到破坏。在曝气池半深处和距池底1/3深处以及池底处设置放水管。前两者备间歇运行(培养活性污泥)时用；后者备池子清洗放空用。长方廊道形鼓风曝气池多用于大中型污水处理厂。,一、曝气池,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,2、完全混合曝气池,完全混合曝气池常常用于工业有机废水的生物处理，一般采用叶轮供氧，多以圆形、方形或多边形池子作单元。,由曝气区、导流区、沉淀区和回流区四部分组成。,池子入口在中心，出口在池周。在曝气筒内污水和回流污泥同混合液得到充分、迅速的混合，然后经导流区流入沉淀区，澄清水经出流堰排出，沉淀下来的污泥则沿曝气筒底部四周的回流缝回流入曝气池。导流区的作用是使污泥凝聚并使气水分离，为沉淀创造条件。在导流区中常设径向障板(整流板)，以阻止在惯性作用下从窗孔流入导流区和沉淀区的液流绕池子轴线旋转，有利于气水和泥水的分离。曝气筒下端设池裙，以避免死角，设顺流圈以增加阻力，减少混合液和气泡甩入沉淀区的可能。为了控制回流污泥量，曝气区出流窗孔设有活门，以调节窗孔的大小。,一、曝气池,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,2、完全混合曝气池,循环混合式曝气池多采用转刷供氧，其平面形状如环形跑道。循环混合式曝气池也称为氧化沟，是一种简易的活性污泥系统，属于延时曝气法。,3、循环混合式曝气池,一、曝气池,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,氧化沟是20世纪50年代初荷兰的pasveer首先研究开发的，第一座氧化沟污水处理厂是于1954年在荷兰的建造的。氧化沟是活性污泥法的一种变形,3、循环混合式曝气池,一、曝气池,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,转刷设置在氧化沟的直段上，转刷旋转时混合液在池内循环流动，流速保持在0.3m/s以上，使活性污泥呈悬浮状态。,氧化沟可分为间歇运行和连续运行两种方式。,3、循环混合式曝气池,一、曝气池,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池的结构,氧化沟的流型为环状循环混合式，污水从环的一端流出。一般混合液的环流量为进水量的数百倍以上，接近于完全混合，具备完全混合曝气池的若干特点。氧化沟的断面可做成梯形或矩形。沟的有效深度常为0.91.5m，有的深达2.5m。沟宽与转刷长度相适应。,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,曝气方法可分成三种：一是气泡曝气，曝气系统由加压设备(鼓风机)、布气设备和管道三部分组成；二是机械曝气，借叶轮、转刷等对液面进行搅动，以达到曝气的目的；三是气泡机械曝气 。,对曝气池的要求：供氧能力强；搅拌均匀；构造简单；能耗小；价格低廉；性能稳定；耐腐蚀性强,(一)曝气方法及其设备,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,鼓风曝气就是用鼓风机(或空压机)向曝气池充入一定压力的空气(或氧气)。鼓风曝气系统包括鼓风机(空压机)、风管和曝气装置。,风机的选择国产风机有罗茨鼓风机、离心风机等。,离心式鼓风机噪声较小，一般可达85dB，且效率较高，适用于大中型污水厂。,罗茨(定容式)鼓风机中小型污水厂最常用，国产单机风量80m3/min以下，风压有3.5、5、7、9、11m，而以5m者运行最稳定，采用最多。罗茨鼓风机噪声大，必须采取消音、隔音措施。,1、鼓风曝气,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,风管系统计算a.风管系统包括由风机出口至充氧装置(曝气头)的管道。一般用焊接钢管。b.曝气池的风管宜联成环网，以增加灵活性。风管接入曝气池(或污泥池时)时，管顶应高出水面至少0.5m，以免回水。c.风管中空气流速一般采用：干、支管 1015m/s。 竖管、小支管45m/s。流速不宜过高，以免发出噪声。,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,d.风管的总阻力h h=h1+h2 式中 h1风管的沿程阻力(mmH20mm，1mmH209.8Pa) h2风管的局部阻力(mmH20)。,e.风机所需压力(相对压力) ：,hl、h2同前；h3充氧装置(曝气头)以上的曝气池水深(m)；h4充氧装置的阻力(m)，根据试验数据或有关资料；,d.风管的总阻力h h=h1+h2 式中 h1风管的沿程阻力(mmH20mm，1mmH209.8Pa) h2风管的局部阻力(mmH20)。,e.风机所需压力(相对压力)，可按下式计算：,hl、h2同前；h3充氧装置(曝气头)以上的曝气池水深(m)；h4充氧装置的阻力(m)，根据试验数据或有关资料；,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,曝气装置即空气扩散设备。按气泡直径大小可分为小、中、大三种气泡型；按曝气装置布置的水深，又可分为浅层、中层和深层曝气三种。,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,小气泡扩散器,扩散器,用多孔性材料制成的薄板，有陶土、塑料或其他材料制成的，其形状可做成方形或长方形。氧利用率约10,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,中气泡扩散器,穿孔布气管,穿空管是穿有小孔的钢管或塑料管，小孔直径一般为35mm，孔开于管下侧与垂直面呈45夹角处，孔距1015mm，穿孔管单设于曝气池一侧，高于池底1020cm处。氧利用率约610。,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,大气泡扩散器,大气泡扩散器常用竖管。竖管是在曝气池的一侧布置以横管分支成梳形的竖管。氧利用率仍在67之间 。,工程中经常用到的曝气装置,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,水力剪切扩散装置,用泵打入混合液，在射流器的喉管处形成高速射流，与吸入或压出的空气强烈混合搅拌，将气泡粉碎为100m左右，使氧迅速转移至混合液中。,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,1、鼓风曝气,工程中经常用到的曝气装置,2、机械曝气,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,（1）卧轴曝气刷卧式表面曝气机的转轴与水面平行。在垂直于转动轴的方向装有不锈钢丝(转刷)或板条曝气转盘，用电机带动。转动时，钢丝或板条把大量液滴抛向空中，并使液面剧烈波动，促进氧的溶解；同时推动混合液在池内回流，促进溶解氧的扩散。,2、机械曝气,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,（2）立式（竖式）曝气机,对于较小的曝气池，采用机械曝气装置减少动力费用，并省去鼓风机曝气所需的管道系统和鼓风机等设备，维护管理也较方便。但这类装置转速高，所需动力随池子的加大而迅速增大，所以池子不宜太大，而且需要较大的表面积以便能从空气中吸氧。曝气池中如有大量泡沫产生，则可能严重降低叶轮的充氧能力。鼓风曝气供应空气的伸缩性较大，曝气效果也较好，一般用于较大的曝气池。,2、机械曝气,二、主要曝气设备,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,(一)曝气方法及其设备,曝气设备的比较,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,曝气池设计曝气装置系统设计污泥回流设计二沉池设计,活性污泥系统由曝气池、二沉池、污泥回流系统和曝气系统构成。其工艺设计主要包括：曝气池容积、供气量、曝气器布置、二沉池水面积、污泥回流量、剩余污泥量、污泥回流系统和空气管路系统等 。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池设计,曝气池设计主要是计算曝气池的有效容积、供气量、污泥回流比和剩余污泥量。推流式和完全混合式的运行效果相近，究竟采用哪种类型要视具体情况而定。曝气池系统的计算方法中，负荷法应用最广泛。负荷率法根据所选定的污泥负荷率或容积负荷率计算曝气池的容积、污泥产量和需氧量等。,1、污泥负荷（Ns）和容积负荷（Nv）污泥负荷是指污泥在单位时间内所能承受的有机物量叫做污泥负荷率，简称污泥负荷。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池设计,Ns污泥负荷，kgBOD5/(kgMLSSd)；Q曝气池进水流量，m3/d；cs0进水有机物浓度，kgBOD5/m3；cx曝气池混合液污泥浓度，kg/m3；V曝气池的有效容积，m3；t曝气池有效水力停留时间，d。,式中 P污泥净增量（剩余污泥量），kg/d； a污泥合成系数，去除率1kgBOD5合成的污泥量kg/kg； b污泥自身氧化系数，d-1；一般地，生活污水.a=030-0.72，b=0.02-0.18d-1。工业废水的a、b值需通过试验确定。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池设计,2、曝气池容积 曝气池容积计算式为：,3、剩余污泥排放量剩余污泥排放量等于污泥净增长量，为污泥合成量与内源代谢消耗量之差。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池设计,4、需氧量活性污泥的生长过程需要氧气。总需氧量包括有机物去除的需氧量与内源代谢需氧量之和，即：,系统的需氧量，kgO2/d；去除有机物的需氧系数，即每去除1kgBOD5所需要的氧量，kgO2/kgBOD5（ 一般为0.25-0.76 ）；污泥自身氧化需氧系数，kgBOD5/(kgMLSSd)。（一般为0.1-0.37）,处理生活污水及水质相似污水几种活性污泥法的基本参数表,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）曝气池设计,5、有机负荷有机负荷应通过试验确定，但在工程实践中，受实验条件的限制，一般根据经验值选取。,生活污水的有机负荷率为0.20.4 kgBOD5/(kgMLSSd)时，BOD5去除率可达90%以上。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（二）曝气系统的设计,曝气系统的设计包括曝气设备的选择、布置及空气管网的计算等。,以鼓风曝气系统的设计为例。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,1.曝气器 曝气器有多种类型，选择曝气器要考虑的因素有氧利用率、阻力损失、混合效果和是否堵塞等。性能良好的曝气器应具有氧利用率高，阻力损失小，混合效果好和不易发生堵塞的特点。螺旋曝气器和隔膜曝气头是目前应用较多的曝气器，其中隔膜曝气头应用最多。隔膜曝气头直径约250mm，服务面积约为0.4m2/个左右，即每平方米水面需要2.5个曝气头才能达到较好的混合效果。,（二）曝气系统的设计,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（二）曝气系统的设计,根据曝气池水面面积和曝气头的服务面积，可以计算出曝气头的数量。,式中 n曝气头数量，个； A曝气池水面积，m2； A0曝气头服务面积，m2/个。,隔膜曝气头的工作风量为23m3/（个h），据此可计算出曝气池的工作风量。隔膜曝气头一般均匀布置于池底，隔膜离池约250mm。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（二）曝气系统的设计,2、管网设计曝气头定位后，池外用无缝钢管，池内用镀锌钢管或ABS管连成环状管网。环状管网可使各曝气头的进气压力相等，以达到沿池面均匀曝气的效果。,一般取总管流速10m/s，支管流速取5m/s。,隔膜曝气头管网布置,确定后根据风量和选取的流速计算管道直径和阻力损失。再根据所需的供风量和管路的阻力损失，选择风机。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（二）曝气系统的设计,3、风机的选择小型污水处理站一般选用罗茨风机，风压为5000mmH2O。此时，曝气池的有效水深为4.0m左右。大型污水处理站还可选用离心风机。为保证运行的灵活性，风机一般选3台以上，其中2台并联运行，1台备用。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（三）污泥回流设备的设计污泥从二沉池回流到曝气池需要提升设备。污泥提升设备目前常用的是螺旋泵，螺旋泵的选用参见有关手册。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（四）二次沉淀池的设计活性污泥法的二次沉淀池在功能上既要满足澄清又要满足污泥浓缩的需要。二沉池可以采用平流式、辐流式、竖流式和异向流斜管沉淀池等形式。二沉池的设计方法与一般的沉淀池区别不大，但要注意以下几点。1、 布水均匀，流速适当，创造良好的絮凝条件。2、 出水堰负荷要小，一般控制在10m3/(mh)以下，以防污泥流失。3、 泥斗的浓缩时间一般控制在2h。太短浓缩效果不好；太长影响微生物活力。并发生反硝化反应使污泥上浮。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,4、 沉淀池面积可用下式计算：,（四）二次沉淀池的设计,式中A沉淀池面积，m3；Q污水流量（不含回流污泥量），m3/h；q表面负荷率，m3/(m2h)，一般那取1.11.8 m3/(m2h) ，斜管沉淀池可取2.03.0 m3/(m2h) 。,5、 泥斗容积可用下式计算： V=rQt 式中 V 泥斗容积，m3； r 污泥回流比；t 浓缩时间，h。6、 沉降区的沉降时间一般为1.52.5h。,三、活性污泥系统的工艺设计,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（四）二次沉淀池的设计,四、活性污泥法系统的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）活性污泥的培养与驯化,1、活性污泥的培养 首先引生活污水调节BOD5至200300mgL，在曝气池内进行连续曝气，一般在1520下经一周，出现活性污泥絮体，及时换水和排放剩余污泥，以补充营养和排除代谢产物。当出现大量絮体时停止曝气，静止沉淀1l.5h，排水约占总体积6070，调节生活污水进水量，继续曝气，当沉降比接近30时，说明池中混合液污泥浓度已满足要求。从引水曝气曝气污泥成熟具良好凝聚和沉降性。一般710天为周期，BOD5去除率达85%左右。 通过扩大培养，连续换水曝气投入使用，回流50%，两周成熟，投入正常运行。,四、活性污泥法系统的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（一）活性污泥的培养与驯化,2.活性污泥的驯化 如果进行工业废水处理，则在培养成熟的活性污泥中逐渐增加工业废水的比例，直到满负荷，活性污泥正常运行为止。,四、活性污泥法系统的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（二）活性污泥法运行中常见的问题,1、污泥膨胀问题正常的活性污泥沉降性能好，其SVI约为50150之间为正常。SVI=活性污泥体积/MLSS，当SVI200并继续上升时，将出现污泥膨胀。污泥膨胀分为：,（1）丝状菌繁殖引起的膨胀（2）非丝状菌膨胀,四、活性污泥法系统的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第一节 曝气池与曝气设备,（二）活性污泥法运行中常见的问题,（1）丝状菌繁殖引起的膨胀原因主要是污泥中丝状菌过渡增长繁殖的结果，丝状菌作为菌胶团的骨架，细菌分泌的外酶通过丝状菌的架桥作用将千万个细菌凝结成菌胶团吸附有机物形成活性污泥的生态系统。但当丝状菌大量生长繁殖，活性菌胶团结构受到破坏，形成大量絮体而漂浮于水面，难于沉降。这种现象称为丝状菌繁殖膨胀。丝状菌增长过快的原因：溶解氧过低，25mm）中送入，污泥被升液管（75mm）送到污泥回流渠。,空气提升器,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池(一) 生物滤池的一般构造,普通生物滤池主要包括滤床、布水系统、排水系统等三部分。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池(一) 生物滤池的一般构造,1、滤料滤料是挂膜介质，对生物滤池的工作效能影响极大。对滤料的基本要求是：(1)单位体积滤料的表面积要大；(2)孔隙率要高；(3)材质轻而强度高；(4)物理化学性质稳定，对微生物的增殖无危害作用；(5)价廉，取材方便。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池(一) 生物滤池的一般构造,1、滤料滤料按形状可分为块状、板状和纤维状。碎石、矿渣、碎砖、焦炭等属于天然块状滤料，陶瓷环属于人工块状滤料。木板、纸板和塑料板属于板状滤料。软性塑料填料属于纤维状滤料。滤料粒径越小，表面积就越大，所能挂的生物膜也就越多，但是会因污泥的沉积而造成堵塞，影响通风。 通常采用的滤料粒径如下：普通生物滤池为2550mm；高负荷生物滤池为5060mm。滤池底部集水孔板以上设垫料层高2030cm，粒径为100150mm。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池(一) 生物滤池的一般构造,1、滤料塑料球滤料几乎能满足滤料全部要求，表面积达100200m2/m3，孔隙率高达8095，空气流通好，所以在布水均匀时可承受高负荷。塑料板和纸板是新型高效能滤料，形状有波纹状、蜂窝状、管状等数种。,(a)波纹状(b)管状(c)蜂窝状,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池(一) 生物滤池的一般构造,2.池壁 池壁起围挡滤料保护布水的作用。通常用砖、毛石、混凝土或预制砌块等筑。塔式滤池多采用钢架与塑料面板的池壁。池壁应高出滤料层表面0.50.9m，以防风力干扰，保证布水均匀。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池(一) 生物滤池的一般构造,3.池底 池底包括支承渗水结构、底部空间、排水系统、排水口和通风口等。,支承渗水结构起支承滤料和渗水的作用。常用的支承渗水结构是架在混凝土梁或砖垫上的穿孔混凝土板。支承渗水结构除应坚固耐用外，还必须有足够的渗水和通风面积。一般认为，这个面积应等于滤池横截面积的1520，负荷高的滤池，开孔面积应适当大些。底部空间的作用是通气和布气。对于面积较大的滤池，底部空间应适当地加高一些，以增大通风量，并使气流均匀地进入滤料层。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池(一) 生物滤池的一般构造,4.布水设备布水设备的作用是在规定的表面负荷下，将废水均匀分配到整个滤池表面上。只有布水均匀，才能充分发挥全部滤料的净化作用。布水设备有两种:固定式可动式(旋转式),第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池(一) 生物滤池的一般构造,固定式布水装置间断布水，所以布水不均匀，配水的水头要高，配水池也较高(配水面高0.92.1m)，目前应用较少 。常用的可动式布水装置是旋转布水器(图7-20)，它由进水竖管和可旋转的布水横管组成。,旋转布水器1进水竖管，2水封，3配水短管，4布水横管，5布水小孔，6旋转竖管，7上部轴承，8钢丝拉绳，9滤料,旋转布水器的优点:布水比较均匀，淋水周期短，水力冲刷作用强；缺点是喷水孔易堵，低温时要采用防冻措施，仅适用于圆形池。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池(一) 生物滤池的一般构造,5.排水系统 排水系统包括池子底面及开设于其上的沟渠。池子底面应有一定的坡度(0.0l0.03)，使渗下的水汇集于排水支沟；排水支沟的坡度可采用0.0050.02。最后，废水经排水总渠而流走，其坡度可采用0.0030.005。设计排水渠道时，最重要的是要保证不淤流速(通常采用0.6m/s)。 排水渠穿过池壁的地方，应设排水和通风孔洞，通风面积应不小于过水断面。排水口可设于池壁的一侧或数侧，但通风口必须均匀分布于池壁的两对边或四周。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池,（二）生物滤池的设计,1.主要设计参数 工作层填料的粒径为2540mm，厚度为1.31.8m；承托层填料的粒径为70100mm，厚度为0.2m。 在正常气温条件下，处理城市废水时，表面水力负荷为13 m3/m2.d，BOD5容积负荷为0.150.30kgBOD5/m3.d，BOD5的去除率一般为8595%； 池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的1%； 滤池数不应小于2座。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,一、普通生物滤池,（二）生物滤池的设计,2.计算公式,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,二、高负荷生物滤池,高负荷生物滤池构造与一般生物滤池基本相同。只是当污水中BOD5大于200mg/L时，要求有污水回流。采用回流的优点是：(1)增大水力负荷、促进生物膜的脱落飞防止堵塞；(2)废水被稀释，降低了基质浓度；(3)可向生物滤池连续接种，促进生物膜的生长；(4)提高进水的溶解氧；(5)由于进水量增加，有可能采用水力旋转布水器；(6)防止滤池滋生蚊蝇。缺点是：缩短废水在滤池中的停留时间；洒水量大，将降低生物膜吸附有机物的速度；回流水中难降解的物质会产生积累,以及冬天使池中水温降低等。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,二、高负荷生物滤池,单级回流的回流比r按下平衡式计算,式中Q废水量rQ回流量入流废水BOD5浓度 出流废水BOD5浓度 为混合水BOD5浓度。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,二、高负荷生物滤池,高负荷生物滤池的回流比,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,二、高负荷生物滤池,1.主要设计参数 以碎石为滤料时，工作层滤料的粒径应为4070mm，厚度不大于1.8m，承托层的粒径为70100mm，厚度为0.2m；当以塑料为滤料时，滤床高度可达4m； 正常气温下，处理城市废水时，表面水力负荷为1030 m3/m2.d，BOD5容积负荷不大于1.2kgBOD5/m3.d，单级滤池的BOD5的去除率一般为7585%；两级串联时，BOD5的去除率一般为9095%； 进水BOD5大于200mg/l时，应采取回流措施； 池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的2%； 滤池数不应小于2座。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,二、高负荷生物滤池,2.计算公式,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,三、塔式生物滤池,1-进水管2-布水器3-塔身4-滤料5-支撑（滤料）-进风口7-集水池8-出水管,塔式滤池也是一种高负荷滤池，其负荷比高负荷滤池还要高,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,三、塔式生物滤池,1.主要设计参数： 一般常用塑料滤料，滤池总高度为812m，也可更高；每层滤料的厚度不应大于2.5m径高比为1：（68）； 容积负荷为1.03.0kgBOD5/m3.d，表面水力负荷为80200 m3/m2.d，BOD5的去除率一般为6585%； 自然通风时，塔滤四周通风口的面积不应小于滤池横截面积的7.510%；机械通风时，风机容量一般按气水比为（100150）：1进行设计； 塔滤数不应小于2座。,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,三、塔式生物滤池,2.主要计算公式,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,三、塔式生物滤池,2.主要计算公式,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,（一）挂膜生物滤池的投入运行之前，先要检查各项机械设备（水泵、布水器等）和管道，然后用清水代替污水进行试运行，发现问题时需作必要的整修。 生物滤池的投产与活性污泥处理装置投产相类似，有一个生物膜的培养与驯化的阶段。这一阶段一方面是使微生物生长、繁殖直到滤料表面长满生物膜，微生物的数量满足污水处理的要求；另一方面则是使微生物能逐渐适应所处理的污水水质，即驯化微生物。,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,可先将生活污水投配入滤池，待生物膜形成后（夏季时约2-3周即达成熟）再逐渐加入工业废水，或直接将生活污水与工业废水的混合液投入滤池或向滤池投配其他废水处理厂的生物膜或活性污泥等。当处理工业废水时，通常先投20%的工业废水量和80%生活污水量来培养生物膜。当观察到一定的处理效果时，逐渐加大工业废水量和生活污水量的比值，直到全部是工业废水时为止。当生物膜的培养与驯化结束，生物滤池便可按设计方案正常运行。,（一）挂膜,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,（二）生物滤池运行中异常问题及其处理措施,1、滤池积水（1）滤池积水的原因：滤料的粒径太小或不够均匀；由于温度的骤变使滤料破裂以致堵塞孔隙； 初级处理设备运转不正常，导致滤池进水中的悬浮物浓度过高；生物膜的过度剥落堵塞了滤料间的孔隙；滤料的有机负荷过高。,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,（二）生物滤池运行中异常问题及其处理措施,1、滤池积水（2）滤池积水的预防和处理措施耗松滤池表面的滤料； 用高压水流冲洗滤料表面；停止运行布水器，让连续废水流将滤料上的生物膜冲走；向滤池进水中投配一定量的游离氯（15毫克/升），历时数小时，隔周投配。投配时间可在晚间低流量时期，以减小氯的需要量；停转滤池一天或更长一些时间以便使积水滤干；对于有水封墙和可以封住排水渠的滤池，可用污水淹没滤池并持续至少一天的时间；以上方法无效时，更换滤料，这样做能比清洗旧滤料更经济。,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,（二）生物滤池运行中异常问题及其处理措施,2、滤池蝇问题,防治滤池蝇的方法：滤池连续进水不可间断；按照与减少积水相类似方法减少过量的生物膜；每周或隔周用污水淹没滤池一天；,滤池蝇是一种小型昆虫，幼虫在滤池的生物膜上滋生，成体蝇在池周围飞翔。滤池蝇的生长周期随气温的上升而缩短，从15 的22天到29的七天不等。在环境干湿交替条件下发生最频。滤池蝇的危害主要是影响环境卫生。,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,（二）生物滤池运行中异常问题及其处理措施,2、滤池蝇问题防治滤池蝇的方法：彻底冲淋滤池暴露部分的内壁，如尽可能延长布水横管，使废水能洒布于壁上，若池壁保持潮湿，则滤池蝇不能生存；在厂区内消除滤池蝇的避难所；在进水中加氯，使余氯为0.51mg/L，加药周期为12周，以避免滤池蝇完成生命周期；在滤池壁表面施杀欲进入滤池的成蝇，施药周期约46周，即可控制池蝇。但在施药前应考虑杀虫剂对受纳水体的影响。,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,（二）生物滤池运行中异常问题及其处理措施,3、臭味 滤池是好氧的，一般不会有严重的臭味，若有臭皮蛋味，则表明有厌气的条件。 臭味的防治措施： 维护所有设备（包括沉淀和废水系统）均为好氧状态；降低污泥和生物膜的积累量；当流量低时向滤池进水中短期加氯；出水回流；保持整个污水厂的清洁；,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,（二）生物滤池运行中异常问题及其处理措施,3、臭味 臭味的防治措施：避免出现堵塞的下水系统；清洗所有滤池通风口；将空气压入滤池的排水系统以加大通风量；避免高负荷冲击，如避免牛奶加工厂、罐头厂高浓度废水的进入，以免引起污泥的积累；在滤池上加盖并对排放气体除臭。,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,（二）生物滤池运行中异常问题及其处理措施,4、滤池表面结冰问题 滤池在冬天不仅处理效率低，有时还可能结冰，使其完全失效。 防止滤池结冰的措施： 减少出水回流倍数，有时可完全不回流，直至气候暖和为止；调节喷嘴，使之布水均匀；在上风向设置挡风屏；及时清除滤池边表面出现的冰块；当采用二级滤池时，可使其并联运行，减少回流量或不回流，直至气候转暖。,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,（二）生物滤池运行中异常问题及其处理措施,5、布水管及喷嘴的堵塞问题 布水管及喷嘴的堵塞使废水在滤料表面上分布不均，结果进水面积减少，处理效率降低严重时大部分喷嘴堵塞，会使布水器内压增高而爆裂。 布水管及喷嘴堵塞的防治措施：清洗所有孔口；提高初次沉淀池对油脂和悬浮物的去除率；维持滤池适当的水力负荷以及按规定布水器进行涂油润滑等 。,四、生物滤池的运行管理,第七章典型污水生物处理设备,第三节 生物滤池,（二）生物滤池运行中异常问题及其处理措施,6、生物膜过厚的问题 生物膜内部厌氧层的异常增厚，可发生硫酸盐还原，污泥发黑发臭，可导致生物膜活性低下，大块脱落，使滤池局部堵塞，造成布水不均，不堵的部位流量及负荷偏高，出水水质下降。 防止生物膜过厚的措施： 加大回流量，借助水力冲脱过厚的生物膜；采取两级滤池串联，交替进水；低频进水，使布水器的转速减慢，从而使生物膜下降。,第七章典型污水生物处理设备,第四节 生物转盘,一、生物转盘构造,生物转盘设备包括转动、传动、固定三大部分。,生物转盘的转动部分包括轴和固定在轴上的圆盘。圆盘是生物转盘的主体，它是挂膜介质。圆盘组平行安装于轴上，盘间净距采用1525mm。,固定部分包括废水槽和进出水设备。,传动部分包括电机和变速装置。圆盘的转速采用0.83r/min，最大线速以不超过20m/min为宜。,第七章典型污水生物处理设备,二、生物转盘运行特点,第四节 生物转盘,（一）生物转盘的优点1、转盘上微生物量大，可折算成活性污泥混合液浓度即为1000020000mg/L。2、BOD5负荷高达1020，高出活性污泥1倍多。3、由于微生物浓度高，F/M值低0.020.5左右，微生物基本处于内源呼吸，形成污泥量少。4、耐冲击负荷适应力强，pH4.89.5，温度1323 。5、工作可靠，不易堵塞，污泥不易膨胀，氧利用率高。,第七章典型污水生物处理设备,二、生物转盘运行特点,第四节 生物转盘,（二）生物转盘的缺点：1、适于处理水量小的废水，占地大。2、传动、转动、盘片损耗大，检修困难。3、卫生条件差，易厌氧。,三、生物转盘的设计,第七章典型污水生物处理设备,第四节 生物转盘,生物转盘的工艺设计主要包括盘片面积、盘片数、氧化槽长度、氧化槽容积及转盘转数等。设计参数主要有停留时间、水力负荷和面积负荷率等。停留时间指污水充满氧化槽净有效容积（盛水量）所需时间，为氧化槽净有效容积与进水量之比；水力负荷指单位时间单位氧化槽净有效容积处理的水量，单位为m3/（m2d）；面积负荷指单