污水好氧生物处理

污水好氧生物处理

—生物膜法内容1概述2生物滤池自然条件下水体自净－天然水体和氧化塘;土壤净化－污水灌溉好氧生物法人工条件下悬浮生物法－活性污泥法及其变种、氧化塘、氧化沟固着生物法－生物滤池、生物转盘、接触氧化、好氧生物流化床自然条件下高温堆肥、厌氧塘厌氧生物法人工条件下悬浮生物法－厌氧消化、高温堆肥、化粪池、上流式厌氧污泥床固着生物法－厌氧滤池、厌氧流化床污水生化处理的基本类型1概述生物膜法与活性污泥法均属于好氧生物处理技术。共同特点：是在有氧的条件下，利用好氧微生物来氧化分解污水中可生物降解的有机物。不同之处：微生物在处理构筑物中的生存方式有所不同。微生物生存方式：活性污泥法：曝气池中微生物以絮状体形式，悬浮于曝气池混合液中不断生长繁殖（悬浮生长）。生物膜法：反应器中微生物附着在载体的表面上形成一种生物膜，当废水流经其表面时，生物膜、水和空气相互接触，发生生物化学反应（附着生长）。固着于固体表面上的微生物对废水水质、水量的变化有较强的适应性；和活性污泥法相比，管理较方便；由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度较慢的微生物也能生息，从而构成了稳定的生态系。1概述生物膜法分为以下三类：1）润壁型生物膜法废水和空气沿固定的或转动的接触介质表面的生物膜流过，如生物滤池和生物转盘等；2）浸没型生物膜法接触滤料固定在曝气池内，完全浸没在水中，采用鼓风曝气，如生物接触氧化；3）流动床型生物膜法使附着有生物膜的活性炭、砂等小粒径接触介质悬浮流动于曝气池中，如生物流化床。2生物滤池生物滤池于1889年在劳伦斯实验厂首先开始研究，1910年后期在美国开始了大规模的应用，20世纪70年代逐步被好氧法代替，随着新型滤料的不断诞生，生物滤池又得到了的改进，应用范围不断扩大。2.1.生物滤池的构造

生物滤池由滤床、布水装置和排水系统三部分组成。池壁滤料布水系统排水系统1、滤床滤床由滤料组成。滤料是微生物生长栖息的场所，理想的滤料应具备下述特性：①单位体积滤料的表面积要大；

能为微生物附着提供大量的表面积：②使污水以液膜状态流过生物膜；③有足够的空隙率，保证通风（即保证氧的供给）和使脱落的生物膜能随水流出滤池；④物理化学性质稳定，对微生物的增殖无危害作用不被微生物分解，也不抑制微生物生长

；⑤有一定机械强度；⑥价格低廉。滤料1、滤料特性2、常见滤料3、滤料的重要参数粒径比表面空隙率4、滤料的发展趋势早期主要以拳状碎石为滤料，此外，碎钢渣、焦炭等也可作为滤料，其粒径在3～8cm左右，空隙率在45%一50%左右，比表面积（可附着面积）在65～100m2/m3之间。从理论上，这类滤料粒径愈小，滤床的可附着面积愈大，则生物膜的面积将愈大，滤床的工作能力也愈大。但粒径愈小，孔隙就愈小，滤床愈易被生物膜堵塞，滤床的通风也愈差，可见滤料的粒径不宜太小。经验表明在常用粒径范围内，粒径略大或略小些，对滤池的工作没有明显的影响。60年代中期塑料工业发展起来以后，塑料滤料开始被广泛采用。(图1)和(图2)是两种常见的塑料滤料。图2所示滤料。国内目前采用的玻璃钢蜂窝状块状滤料，孔心间距在20mm左右，孔隙率95%左右，比表面积在200m2/m3左右。环状滤料比表面积在98-340m2/m3之间，空隙率为93%～95%波纹板状滤料比表面积在81～195m2/m3之间，空隙率为93%一95%布水设备布水设备有固定式（图）和可动式（图）两种。固定式布水装置由虹吸装置、馈水池、布水管道和喷嘴组成，喷水是间隙的，所以布水不均匀，配水的水头要高，配水池也较高（配水面高0.9～2.1m），故目前应用较少。可动式布水器组成及重要参数：水竖管和可旋转的布水横管组成，横管可以是多根，布水小孔的直径10～15mm，布水横管距滤料表面的高度0.15～0.25m，喷水旋转所需的水头0.6～1.5m，布水器在水压反推动力下旋转。

旋转布水器的特点：布水比较均匀，淋水周期短，水力冲刷作用强；缺点时喷水孔易堵，低温时要采用防冻措施，仅适用于圆形池。旋转布水器排水系统

排水系统的作用：收集滤床流出的污水与生物膜；保证通风；支撑滤料

排水系统组成：池子底面及开设于其上的沟渠。

重要参数：池子底面坡度(0.01～0.03)；排水沟坡度0.005～0.02。排水总渠坡度0.003～0.005。

重要提示：要保证不积淤流速(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。2.2生物滤池的工艺类型及典型应用生物滤池分为普通生物滤池、高负荷生物滤池和超负荷生物滤池（塔式生物滤池）。普通生物滤池(低负荷滤池)1．主要结构参数：（1）滤料一般为天然滤料：碎石、炉渣、卵石等（2）滤料高度1.3~1.8m

滤料直径d=25~70mm

承托厚度0.2m，滤料总高1.5~2.0米（3）布水：采用固定式喷嘴布水系统

2．工艺设计参数：

水力负荷q=1~3（m3/m2d）;有机负荷Fw=0.1~0.25kgBOD/m3d;BOD去除率80~95%;出水BOD<25mg/L,NO-3<10mg/L3.主要优缺点：优点：（1）处理效果较好（2）运行稳定，节约能源（3）操作方便，易维护管理缺点：占地面积大，仅适合＜1000m3/d以下小型污水处理厂；滤料易堵塞；易产生灰蝇，卫生条件差；喷洒污水，散发臭味。高负荷生物滤池、回流式生物滤池、塔式滤池（第二代工艺）1.结构特征：（同普通滤池）2.结构参数：工作层高1.8m滤料粒径40~100mm

承托层0.2m粒径70~100mm

通风方式为：自然通风和机械通风。布水装置：多采用旋转布水器3.工艺特征：有较高的水力负荷（一般为10~30m3/m2d）和有机负荷（0.8~1.2kgBOD/m3·d）,较普通生物滤池提高数倍；池子体积小，占地面积省；抑制了灰蝇生长，改善了卫生条件；

BOD5去除率一般为75~90%；缺点：进水BOD5应＜200mg/L，出水BOD5＞30mg/L。

特点总结：1)BOD负荷高的滤池，生物膜增长快，对水力冲刷的要求也就迫切。增大水力冲刷的主要途径是加大表面负荷，其办法有二：一是增加滤料层高度，二是将处理后的废水回流到生物滤池的进水中去。所以，低负荷生物滤池的滤料层高度通常只有2～3m左右，而且多不采用回流措施；塔式滤池的高度达20m之多，而且常采用回流措施。2)BOD负荷高的滤池，要求通风条件好，在采用自然通风的条件下，就要求滤料的孔隙率大和阻力小。所以，低负荷滤池的滤料粒径较小(25～70mm)，高负荷滤池的滤料粒径较大(40～100mm)，对于塔式生物滤池，最好采用塑料滤料。3)BOD负荷低的生物滤池的氧化分解程度就高，污泥量少而稳定，出水中有较高的溶解氧，有硝酸盐，BOD5浓度可低于20mg/L；高负荷生物滤池的氧化分解程度低，污泥量多而不稳定，出水中溶解氧低，没有或很少有硝酸盐，BOD5浓度高于30mg／L，塔式生物滤池的情况可能更差些。2、组成系统初沉池、生物滤池、二次沉淀池组合而成，其组合型式有单级运行系统、多级运行系统和交替运行系统。生物滤池单级运行图图(a)为单级直流系统，多用于低负荷生物滤池图(b)、(c)、(d)均为单级回流系统，多用于高负荷生物滤池。图(b)的处理水回流至生物滤池前，用以加强表面负荷，又不加大初沉池的容积，但二次沉淀池要适当大些。图(c)是生物滤池出水直接回流到生物滤池前，可加大表面负菏，又利用生物接种，促进生物膜更新，这个系统的两个沉淀池都比较小。图(d)是不设二次沉淀池，滤池出水回流到初沉池前，加强初沉池生物絮凝作用，促进沉淀效果。理论依据：据实验和分析多级运行系统，第一级生物滤池处理效率达70%，第二级处理效率可达20%，第三、四级的处理效率很低，在5%左右。应用：一般取两级。图(a)、(b)均为二级直流系统。二级串联工作的生物滤池的优点是：滤层深度可适当减小，通风条件好，两次洒水充氧，出水水质较好些。缺点是增加了提升泵，加大了占地面积。一般第一级生物滤池采用粒径较大的滤料，后一级采用粒径较小的滤料。图(c)和(d)是二级回流系统。生物滤池多级运行图二级交替运行图二级交流运行系统的每一生物滤池可交替作为一级和二级使用，循环往复，负荷率比一般二级系统提高2～3倍。思考题：如何选择滤池类型和运行系统？工艺选择：低负荷生物滤池的体积大、占地多、滤料的需要量大、易堵塞、常出现池蝇和臭味，仅在水量小的地区选用。目前大多数采用高负荷生物滤池。塔式生物滤池多用于工业有机废水的处理。流程的选择

在确定流程时，通常要解决的问题是：①是否设初次沉淀池；②采用几级滤池；③是否采用回流，回流方式和回流比的确定。

当废水含悬浮物较多，采用拳状滤料时，需有初次沉淀池，以避免生物滤池阻塞。处理城市污水时，一般都设置初次沉淀池。