水污染控制工程课件第十三章(三)

1、 一、一、 概述概述 19世纪末即有生物接触氧化法处理污水的试验研究；世纪末即有生物接触氧化法处理污水的试验研究； 1912年，德国人年，德国人Closs获得专利；获得专利； 之后，欧、美、日本、前苏联地区有广泛应用。之后，欧、美、日本、前苏联地区有广泛应用。 我国我国1975年开始试验，年开始试验，1977年开始工程实践。年开始工程实践。 生物接触氧化法又称浸没式曝气生物滤池，从生物滤池基础生物接触氧化法又称浸没式曝气生物滤池，从生物滤池基础 上发展起来。上发展起来。 目前，生物接触氧化法在有机工业废水、小型生活污水处目前，生物接触氧化法在有机工业废水、小型生活污水处 理中，成为主流工艺之一

2、。理中，成为主流工艺之一。 生物接触氧化法的特点生物接触氧化法的特点 生物接触氧化法是活性污泥法和生物滤池的结合技术，兼有生物接触氧化法是活性污泥法和生物滤池的结合技术，兼有 二者的特点，其主要优点：二者的特点，其主要优点： 1.1.填料比表面积大，充氧条件好，生物接触氧化池内生物固体填料比表面积大，充氧条件好，生物接触氧化池内生物固体 量大，有较高的容积负荷；量大，有较高的容积负荷； 2.2.无污泥回流，不会发生污泥膨胀，运行管理简便；无污泥回流，不会发生污泥膨胀，运行管理简便； 3.3.具有较强的耐冲击负荷能力；具有较强的耐冲击负荷能力； 4.4.池内有机物容积负荷较高时，其污泥负荷池内有

3、机物容积负荷较高时，其污泥负荷F/MF/M仍保持较低水仍保持较低水 平，污泥产率低，剩余污泥量少。平，污泥产率低，剩余污泥量少。 二、二、 生物接触氧化池的构造生物接触氧化池的构造 进水采用穿进水采用穿 孔管；设于孔管；设于 填料床上部填料床上部 或下部；或下部； 出水采用堰出水采用堰 式出水或穿式出水或穿 孔管出水。孔管出水。 呈圆形、矩形呈圆形、矩形 或方形；总高或方形；总高 4.55m其中其中 填料床高填料床高 3.03.5m 底部布气层高底部布气层高 0.60.7m 顶部稳定水层顶部稳定水层 高高0.50.6m。 填料要求：填料要求： 比表面积大比表面积大 空隙率高空隙率高 水力阻力小

4、水力阻力小 强度大强度大 化学和生物化学和生物 稳定性好稳定性好 能经久耐用能经久耐用 接触氧化池的主要部分接触氧化池的主要部分 池体池体 填料床填料床进出水装置进出水装置 多采用穿孔布多采用穿孔布 气管；气管； 设在填料床下设在填料床下 部或一侧；部或一侧； 用鼓风机或射用鼓风机或射 流器供气；流器供气； 也有采用表面也有采用表面 曝气机供气；曝气机供气； 留一定裕量以留一定裕量以 备加大气量备加大气量 布气装置布气装置 接触氧化池外观图接触氧化池外观图 接触氧化池反应区的构造接触氧化池反应区的构造 生生 物物 接接 触触 氧氧 化化 法法 纤纤 维维 填填 料料 新型的纤维网状填料新型的纤

5、维网状填料 新型的纤维网状填料新型的纤维网状填料 软性纤维填料的结构软性纤维填料的结构 . .栓接绳栓接绳 . .纤维束纤维束 . .中心绳中心绳 生物填料框架生物填料框架 框框 架架 与与 生生 物物 填填 料料 新新 型型 的的 三三 维维 立立 体体 网网 状状 填填 料料 聚乙烯生物填料聚乙烯生物填料 生物接触氧化池的布水布气形式生物接触氧化池的布水布气形式 底部进水、进气式底部进水、进气式 底部进水，中心曝气式底部进水，中心曝气式 侧部进气侧部进气、上部进水式上部进水式底部进水、表曝充氧式底部进水、表曝充氧式 反应区曝气系统的布置反应区曝气系统的布置 牛腿与槽钢的布置牛腿与槽钢的布置

6、 刚玉微孔刚玉微孔 曝气盘曝气盘 三、三、 生物接触氧化法的工艺流程生物接触氧化法的工艺流程 单级生物接触氧化法单级生物接触氧化法 原水原水 接触氧化池接触氧化池 二沉池二沉池 污泥污泥 处理水处理水 初沉池初沉池 填料填料 二级生物接触氧化法二级生物接触氧化法 原水原水 一级一级 接触氧化池接触氧化池二沉池二沉池 污泥污泥 处理水处理水 初沉池初沉池 填料填料 二级二级 接触氧化池接触氧化池 填料填料 中间沉淀池中间沉淀池 一级接触氧化池内：一级接触氧化池内： 微生物处于对数增殖期和微生物处于对数增殖期和 减速增殖期的前段，生物减速增殖期的前段，生物 膜增长快，膜增长快，BODBOD负荷高，

7、负荷高， 有机物降解速率快有机物降解速率快 二级接触氧化池内：二级接触氧化池内： 微生物处于减速增殖期的微生物处于减速增殖期的 后段或内源呼吸期，生物后段或内源呼吸期，生物 膜增长缓慢，膜增长缓慢，BODBOD负荷低，负荷低， 处理水水质逐步提高处理水水质逐步提高 四、四、 生物接触氧化法的设计计算生物接触氧化法的设计计算 0 3 () m /d kgBODmd e V V Q SS V L Q L 3 5 设计污水处理量， 填料容积负荷，/填料 1. 1. 池的有效容积（即填料体积）池的有效容积（即填料体积）V V 填料容积负荷的经验值：填料容积负荷的经验值： 单纯去除有机物时，取单纯去除有

8、机物时，取2.05.0 kgBOD5/m3d; 去除有机物去除有机物+脱氮时，取脱氮时，取0.22.0 kgBOD5/m3d 。 0 1 0 2 1 3.0m m V A h A N A h A 填料高度，一般用 单座池子面积， 2. 2. 池的总面积池的总面积A A和池数和池数N N 生物接触氧化法的氧化池一般不少于生物接触氧化法的氧化池一般不少于2个，并联运行，每个，并联运行，每 组由二级或二级以上的氧化池组成。组由二级或二级以上的氧化池组成。 V t Q 4. 4. 有效停留时间有效停留时间 t t 0 33 0 mm /m DD Q D 3 处理1污水所需空气量，取15 20 5. 5

9、. 供气量供气量 D D 和空气管道系统计算和空气管道系统计算 0123 1 2 3 0.5 0.6m 0.4 0.5m 0.5m hhhhh h h h 超高， 填料层以上水深， 填料层至池底的高度，一般采用 3. 3. 池深池深 h h 一、一、 曝气生物滤池曝气生物滤池 曝气生物滤池（曝气生物滤池（biological aerated filter，BAF），始于上），始于上 世纪世纪70年代末的欧洲。年代末的欧洲。 BAF最初用于污水二级处理后的深度处理，由于处理性能良最初用于污水二级处理后的深度处理，由于处理性能良 好，应用范围不断扩大。好，应用范围不断扩大。 20世纪世纪90年代，

10、年代，BAF在欧美快速发展，处理规模不断扩大，在欧美快速发展，处理规模不断扩大， 形成成熟的技术和设备产品。形成成熟的技术和设备产品。 我国目前我国目前BAF主要用于城市污水处理，工业废水处理和污水主要用于城市污水处理，工业废水处理和污水 回用的深度处理。回用的深度处理。 （一）（一） 概述概述 曝气生物滤池的特点：曝气生物滤池的特点： 优点：优点： 1. 投资费用低：投资费用低：BAF不需二沉池，水力负荷、容积负荷高，不需二沉池，水力负荷、容积负荷高， 停留时间短，布置紧凑，节约占地和建设费用；停留时间短，布置紧凑，节约占地和建设费用； 2. 工艺效果好：生物量大，抗冲击负荷，耐低温，无污泥

11、膨工艺效果好：生物量大，抗冲击负荷，耐低温，无污泥膨 胀，出水水质好；胀，出水水质好； 3. 易挂膜，启动快；易挂膜，启动快； 4. BAF中氧传输效率高，曝气量小，供氧的动力消耗低，自中氧传输效率高，曝气量小，供氧的动力消耗低，自 动化程度高，运行管理方便。动化程度高，运行管理方便。 曝气生物滤池的特点：曝气生物滤池的特点： 缺点：缺点： 1. 1. 要求进水要求进水SSSS浓度尽量低，以防滤料堵塞，所以对进水要浓度尽量低，以防滤料堵塞，所以对进水要 有预处理工艺；有预处理工艺； 2. 2. 曝气生物滤池内水力损失较大，对进水的提升水头要求曝气生物滤池内水力损失较大，对进水的提升水头要求 较

12、高；较高； 3. 3. 曝气生物滤池有反冲洗工序，操作烦琐，易引起滤料流曝气生物滤池有反冲洗工序，操作烦琐，易引起滤料流 失。失。 4. 4. 剩余污泥量大于活性污泥法，且污泥稳定性差，易腐烂。剩余污泥量大于活性污泥法，且污泥稳定性差，易腐烂。 （二）（二） 曝气生物滤池的构造及工作原理曝气生物滤池的构造及工作原理 布水系统布水系统 布气系统布气系统 反冲洗系统反冲洗系统 （气水联合）（气水联合） 滤层滤层 曝气生物滤池中的滤料既是生物膜的载体，又有截留悬浮曝气生物滤池中的滤料既是生物膜的载体，又有截留悬浮 物的作用，对处理功效有直接影响；此外，滤料费用占曝气生物的作用，对处理功效有直接影响；

13、此外，滤料费用占曝气生 物滤池处理系统建设费用的很大比例。物滤池处理系统建设费用的很大比例。 对滤料的要求：对滤料的要求： 1. 质轻，堆积容积小，机械强度高；质轻，堆积容积小，机械强度高； 2. 比表面积大，孔隙率高，不与污水中污染物发生反应；比表面积大，孔隙率高，不与污水中污染物发生反应； 3. 不含威胁人体健康的有害物质，化学稳定性好；不含威胁人体健康的有害物质，化学稳定性好； 4. 水头损失小，形状系数好，吸附能力强。水头损失小，形状系数好，吸附能力强。 常用滤料特性见教材常用滤料特性见教材P236的表的表13-7. （三）（三） 曝气生物滤池的工艺曝气生物滤池的工艺 预处理设施（格栅

14、、沉砂、初沉）预处理设施（格栅、沉砂、初沉） 曝气生物滤池曝气生物滤池 反冲洗系统反冲洗系统 无二沉池！无二沉池！ 反冲洗水进入初反冲洗水进入初 沉池泥水分离沉池泥水分离 进水悬浮物浓度进水悬浮物浓度 60 mg/L; 根据处理处理程度不同，分为碳氧化、硝化、反硝化。根据处理处理程度不同，分为碳氧化、硝化、反硝化。 按进水流向：按进水流向： 下向流式（池顶进水，水流与空气逆流）下向流式（池顶进水，水流与空气逆流） 上向流式（池底进水，水流与空气并流）上向流式（池底进水，水流与空气并流） BIOSTYRBIOSTYR（有脱氮功能）（有脱氮功能） 上部：上部： 曝气生化反应区曝气生化反应区(好氧好

15、氧). 下部：下部： 非曝气的过渡区非曝气的过渡区(缺氧缺氧). 曝气管曝气管 进水管进水管 处理水处理水 回流回流 （四）（四） 曝气生物滤池的主要工艺设计参数曝气生物滤池的主要工艺设计参数 负荷类别负荷类别碳氧化碳氧化硝化硝化反硝化反硝化 水力负荷水力负荷,m3/m2h210210- 最大容积负荷最大容积负荷 kgX/m3d 36 36 1.5 (10) 2.0 (20) 2 (10) 5 (20) 注意：碳氧化、硝化和反硝化时，注意：碳氧化、硝化和反硝化时，X分别代表分别代表BOD5、NH3-N、 NO3-N。 二、二、 生物流化床生物流化床 以砂、活性炭、焦炭等以砂、活性炭、焦炭等 比

16、重略大于比重略大于1.0的颗粒的颗粒 为载体充填于生物反应为载体充填于生物反应 器内，因载体表面附着器内，因载体表面附着 生物膜而使其质变轻，生物膜而使其质变轻， 当污水以一定流速从下当污水以一定流速从下 向上流动时，载体处于向上流动时，载体处于 流化状态，这种生物处流化状态，这种生物处 理技术即生物流化床。理技术即生物流化床。 美国美国Ecolotrol公司公司 19731975年研制成功年研制成功 HyFlo生物流化床生物流化床 固液两相固液两相 床层的三种状态床层的三种状态 液体流速增大，液体流速增大，P上升至稳定状态，上升至稳定状态， 颗粒被液体托起呈悬浮态颗粒被液体托起呈悬浮态 （二

17、）（二） 生物流化床的类型生物流化床的类型 三相生物流化床三相生物流化床 ( (以气流为动力以气流为动力) ) 两相生物流化床两相生物流化床 ( (以液流为动力以液流为动力) ) 根据生物流化床的供氧、脱膜和床体结构的根据生物流化床的供氧、脱膜和床体结构的 不同，好氧生物流化床主要有两种类型：不同，好氧生物流化床主要有两种类型： 1.1.两相生物流化床两相生物流化床 两相生物流化床以液流（污水）为动力使载体流化；两相生物流化床以液流（污水）为动力使载体流化； 在流化床体外设置充氧与脱膜装置。在流化床体外设置充氧与脱膜装置。 脱膜：两相生物流化床内仅仅依靠载体颗粒间的相互摩擦碰撞脱膜：两相生物流

18、化床内仅仅依靠载体颗粒间的相互摩擦碰撞 还不足以保证生物膜的更新，需设有专门的脱膜装置；还不足以保证生物膜的更新，需设有专门的脱膜装置； 主要有叶轮搅拌器、振动筛和刷形脱膜机等。主要有叶轮搅拌器、振动筛和刷形脱膜机等。 2.2.三相生物流化床三相生物流化床 三相生物流化床以气体为动力使载体流化，在反应器内有作三相生物流化床以气体为动力使载体流化，在反应器内有作 为污水的液相、作为生物膜载体的固相、作为空气或纯氧的气相为污水的液相、作为生物膜载体的固相、作为空气或纯氧的气相 三相互相接触。三相互相接触。 与两相流化床相比，三相流化床不另设充氧设备和脱膜设备，与两相流化床相比，三相流化床不另设充氧设备和脱膜设备， 载体表面的生物膜依靠气体的搅动作用，使颗粒之间激烈摩擦而载体表面的生物膜依靠气体的