第5章 生物膜5.1-5.3

1、第五章第五章 污水的好氧生物处理（二）污水的好氧生物处理（二）生物膜法生物膜法5.1 概述概述生物膜法：生物膜法：是与活性污泥法并列的一种污水的好氧生物处是与活性污泥法并列的一种污水的好氧生物处理技术，这种处理方法的实质是使细菌和菌类一类微生物如原理技术，这种处理方法的实质是使细菌和菌类一类微生物如原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥生物膜生物膜。污水与生物。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物质被生物膜上的微膜接触，污水中的有机污染物，作为营养

2、物质被生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁殖。一般，生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁殖。一般，这个过程所需的氧气直接来自大气。这个过程所需的氧气直接来自大气。生物滤池生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上发展起来的人工生物处理技术，是对上述过程的强化。发展起来的人工生物处理技术，是对上述过程的强化。生物膜技术的发展和分类1893年，首先出现在英国，在粗滤料上喷洒污水，进行净化。年，首先出现在英国，在粗滤料上喷洒污水，进行净化。20世纪世纪2030年代，生物滤池为主的生物膜法得到了广泛应用。年代，生物滤

3、池为主的生物膜法得到了广泛应用。20世纪世纪4050年代，由于活性污泥法的发展，生物膜法工艺出现停年代，由于活性污泥法的发展，生物膜法工艺出现停滞状态。滞状态。20世纪世纪60年代以后，因为新型的有机合成材料开始大量生产，如聚氯乙年代以后，因为新型的有机合成材料开始大量生产，如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等等，出现了各种有机合成的高效填料，如列管烯、聚苯乙烯、聚酰胺等等，出现了各种有机合成的高效填料，如列管型、蜂窝形、波纹型填料，具有高比表面积和空隙率，生物膜法获得了型、蜂窝形、波纹型填料，具有高比表面积和空隙率，生物膜法获得了新的发展。新的发展。20世纪世纪70年代以后，各种新型工艺相继出现，

4、生物膜法成为和活性污泥年代以后，各种新型工艺相继出现，生物膜法成为和活性污泥法并列的污水生物处理技术，得到广泛应用。法并列的污水生物处理技术，得到广泛应用。目前的生物膜工艺普通生物滤池，也叫滴滤普通生物滤池，也叫滴滤池。池。Tickling Filters另外还有在其工艺上发展另外还有在其工艺上发展起来的高负荷生物滤池起来的高负荷生物滤池(高高效生物滤池效生物滤池)和塔式生物滤和塔式生物滤池。池。生物转盘（RBC）淹没式生物滤池也叫生物接触氧化法，也叫生物接触氧化法，Submerged Biofilm Reactor生物流化床（Fluid Bed）移动床生物膜反应器（Moving Bed Bi

5、ofilm Reactor）也叫生物移动床也叫生物移动床 是在生物滤池和流化床的工艺是在生物滤池和流化床的工艺基础上发展起来的。主要原理基础上发展起来的。主要原理是污水连续经过装有移动填料是污水连续经过装有移动填料的反应器，在填料上形成生物的反应器，在填料上形成生物膜，生物膜上微生物大量繁殖膜，生物膜上微生物大量繁殖，起到净化污水的作用。，起到净化污水的作用。 气提式生物膜反应器（气提式生物膜反应器（Air-Lifts）复合式活性污泥生物膜反应器复合式活性污泥生物膜反应器（Hybrid Activated Sludge Biofilm Reactor）序批式生物膜反应器序批式生物膜反应器（Se

6、quencing Biofilm Reactor）升流式厌氧污泥床升流式厌氧污泥床厌氧生物滤池厌氧生物滤池（UASBAF）附着生长稳定塘（附着生长稳定塘（Attached-growth ponds）生物膜法的分类按生物膜与废水的接触方式不同，可分为：按生物膜与废水的接触方式不同，可分为：填充式生物膜法和浸渍式生物膜法填充式生物膜法和浸渍式生物膜法填充式生物膜法：填充式生物膜法：废水、空气沿固定的填料或转动的盘片表废水、空气沿固定的填料或转动的盘片表面流过。面流过。浸渍式生物膜法：浸渍式生物膜法：生物膜载体完全浸没在水中，通过鼓风曝气生物膜载体完全浸没在水中，通过鼓风曝气供氧。供氧。如果载体固定

7、，称为：如果载体固定，称为：接触氧化法接触氧化法如果载体流化，称为：如果载体流化，称为：生物流化床生物流化床生物膜法工艺特性（1）微生物相特征：）微生物相特征：参与净化反应的微生物多种多样参与净化反应的微生物多种多样;生生物的食物链长物的食物链长;多分段运行，每一段的生物种群都不同。多分段运行，每一段的生物种群都不同。（2）工艺特性：）工艺特性：抗冲击负荷能力强。抗冲击负荷能力强。污泥沉降性能良好，易于固液分离。污泥沉降性能良好，易于固液分离。能够处理低浓度污水。能够处理低浓度污水。易于维护运行。易于维护运行。5.2 生物膜模型生物膜生物膜:指以附着在惰性载体表面生长的，以微生物为主，包含微指

8、以附着在惰性载体表面生长的，以微生物为主，包含微生物及其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的无机及生物及其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的无机及有机物等组成，并具有较强的吸附和生物降解性能的结构。有机物等组成，并具有较强的吸附和生物降解性能的结构。生物膜上的菌类生物膜上的菌类5.2 生物膜模型生物膜特性：生物膜特性：1）无论从物理学还是微生物学角度观察都是非常复杂的非常复杂的，也不可能全面的研究其空间的各个方面。2）一般而言，生物膜可以分为两个区：可以分为两个区：基膜、表膜基膜、表膜。这两部分包含微生物和其他黏附着胞外聚合物（微生物排泄产生的，一种生物絮凝剂）的颗粒物的集合。基膜与表膜的厚

9、度与系统水力学特性、微生物种类有关。3）生物膜内生物体的分布不均匀分布不均匀，且孔隙率和密度分布也是不均匀的。细胞簇间的空间形成了竖直方向和水平方向的孔隙，竖直方向形成孔，水平方向形成沟。传质过程复杂，单一参数（如有效扩散系数）来描述基质、电子受体等在生物膜内的传质是不充分的。4）生物膜内存在物种的竞争物种的竞争，生物膜的外部以活性生物体为主，内部以生物体残骸为主。生物膜中的竞争在两种生物的生物膜中，当唯一共享资源是空间时，快在两种生物的生物膜中，当唯一共享资源是空间时，快速速(物种物种B)和慢速（物种和慢速（物种A）生长细菌相对分布模拟结果）生长细菌相对分布模拟结果生物膜内快速生长的细菌可生

10、物膜内快速生长的细菌可以取代慢速生长的细菌。但以取代慢速生长的细菌。但是，同时生物膜内部的细菌是，同时生物膜内部的细菌不受表面剪切作用的影响，不受表面剪切作用的影响，因此受到保护，他们也能够因此受到保护，他们也能够在生物膜内得以生存，但是在生物膜内得以生存，但是不能够单独形成生物膜。不能够单独形成生物膜。v生物膜的成熟：生物膜的成熟：生物膜沿水流方向的分布，在其上由细菌及各种微生物组成的生态系统以及其对有机物的降解能力都达到了平衡和稳定的状态。一般，生物膜从开始到成熟要经历潜伏和生长（挂膜）两个阶段。v老化的生物膜老化的生物膜：当厌氧层逐渐加厚，并达到一定程度后，其代谢物增多，破坏了好氧层的生

11、态系统的稳定，又因气态代谢产物不断逸出，减弱了生物膜在滤料上的固着力，这种状态的生物膜称为老化的生物膜。生物膜结构模式图生物膜结构模式图生物膜内的硝化和厌氧过程因为存在空间和溶解氧的竞争，当液相主体内的有机质浓度超过因为存在空间和溶解氧的竞争，当液相主体内的有机质浓度超过27mg/L（以（以COD计）计）时，硝化细菌不能够在生物膜内生存，但是，低于此浓度时，硝化细菌和异养菌可以在时，硝化细菌不能够在生物膜内生存，但是，低于此浓度时，硝化细菌和异养菌可以在生物膜内共存。生物膜内共存。生物膜传质过程单一营养物条件下，理想基质浓度分布示意图单一营养物条件下，理想基质浓度分布示意图)(SSSBWWSS

12、SLDJJS通量通量DW扩散系数扩散系数DW/LW= kL液相传质系数液相传质系数可以用下面的方程描述基质到生可以用下面的方程描述基质到生物膜的传递过程。物膜的传递过程。在含有两种或两种以上组分的流体内部，如果有在含有两种或两种以上组分的流体内部，如果有浓度梯度存在，浓度梯度存在，则每一种组分都有向低浓则每一种组分都有向低浓度方向转移，以减弱这种浓度不均匀的趋势。混合物的组分在浓度梯度作用下由高浓度向度方向转移，以减弱这种浓度不均匀的趋势。混合物的组分在浓度梯度作用下由高浓度向低浓度方向的转移过程称为低浓度方向的转移过程称为传质传质，亦称，亦称质量传递质量传递。 dxdSDJSWSdxdSDJ

13、SeSdxdSS/生物膜内的传质可以用自由扩散的生物膜内的传质可以用自由扩散的Fick定律来描述。定律来描述。为浓度梯度而生物膜中的过程要比自由扩散复杂得多，因此，用有效扩而生物膜中的过程要比自由扩散复杂得多，因此，用有效扩散系数散系数De代替扩散系数代替扩散系数DWDe不应当只视为扩散作用的结果。可以视为综不应当只视为扩散作用的结果。可以视为综合作用对物质传递的影响系数。合作用对物质传递的影响系数。在大多数情况下，基质（有机污染物）的去除受传质的控制比生物反受传质的控制比生物反应一项影响更大。应一项影响更大。5.3生物滤池Tickling Filters通过布水器将废水均匀分通过布水器将废水

14、均匀分布在滤池表面，滤池中装布在滤池表面，滤池中装满了填料（滤料），废水满了填料（滤料），废水沿滤池空隙从上向下流动沿滤池空隙从上向下流动到池底，通过集水沟，排到池底，通过集水沟，排水渠流出池外。水渠流出池外。生物滤池基本工艺流程生物滤池基本构造v池体池体v滤床滤床v布水装置布水装置v排水系统排水系统池体v普通生物滤池的池体在平面上多呈方形、矩形或圆形。普通生物滤池的池体在平面上多呈方形、矩形或圆形。v池壁多用砖石构造，一般高出滤料表面池壁多用砖石构造，一般高出滤料表面0.50.9m，具有维护滤料的作用，并防止风力对池表面均匀布水的具有维护滤料的作用，并防止风力对池表面均匀布水的影响。影响。v

15、池底一般具有池底一般具有1%2%的坡度，支持滤料同时排出污的坡度，支持滤料同时排出污水水v池底四周设有通风孔。池底四周设有通风孔。滤床滤床：滤床：是普通生物滤池的主体，是微生物生长栖息的场所，上面铺有滤料。理是普通生物滤池的主体，是微生物生长栖息的场所，上面铺有滤料。理想的滤料应有以下几个特征想的滤料应有以下几个特征：表面积大、孔隙率大、生物不能分解，也不能抑制表面积大、孔隙率大、生物不能分解，也不能抑制生物生长、有较好的化学稳定性、有一定机械强度、抗冰冻、价格低廉，适合就生物生长、有较好的化学稳定性、有一定机械强度、抗冰冻、价格低廉，适合就地取材。地取材。以前一般采用碎石、卵石、炉以前一般采

16、用碎石、卵石、炉渣、焦炭等实心拳状无机滤料。渣、焦炭等实心拳状无机滤料。现在已经广泛使用由现在已经广泛使用由聚氯乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺聚苯乙烯、聚酰胺等材料制成等材料制成的波纹板、多孔筛、蜂窝状的波纹板、多孔筛、蜂窝状人人工有机滤料工有机滤料。人工有机滤料优势：人工有机滤料优势：比表面积大（比表面积大（100200m2/m3）、）、孔隙率高（孔隙率高（80%90%）、密度）、密度小小。一些填料的形状布水装置目的目的：为了使污水能够均匀的分布在整个滤床表面上。主要分两类：移动式（常用为回转式）布移动式（常用为回转式）布水器；固定式喷嘴布水系统。水器；固定式喷嘴布水系统。固定式布水系统构

17、成：虹吸装置、馈水池、虹吸装置、馈水池、布水管道、喷嘴布水管道、喷嘴等。布水管铺设在滤池表面下0.5-0.8m，其上有一系列规则排列伸出池面0.15-0.20m的竖管，竖管顶部安装有喷嘴。旋转式布水器（回转式布水器）旋转式布水器（回转式布水器）：由中间固定不动的：由中间固定不动的进水竖管进水竖管，配水短配水短管管和可以转动的和可以转动的布水横管布水横管所组成。多用于圆形或多边形的生物滤池。所组成。多用于圆形或多边形的生物滤池。排水系统排水系统：排水系统：位于滤池底部，主要包括：渗水装置、汇水沟、排水沟等部件。位于滤池底部，主要包括：渗水装置、汇水沟、排水沟等部件。其主要作用其主要作用：收集滤床

18、流出的污水与生物膜。：收集滤床流出的污水与生物膜。 保证通风，使生物滤池中微生物有好的复氧条件。保证通风，使生物滤池中微生物有好的复氧条件。 支持滤料，防止滤料泄漏。支持滤料，防止滤料泄漏。渗水装置（排水假底）渗水装置（排水假底）：一般采用混凝土板式装置，排水空隙率总表：一般采用混凝土板式装置，排水空隙率总表面积不低于滤池表面积的面积不低于滤池表面积的20%，与池底之间的距离不小于，与池底之间的距离不小于0.4m，其主要，其主要的作用在于支持滤料，排出滤池处理后的污水，并保证通风良好。的作用在于支持滤料，排出滤池处理后的污水，并保证通风良好。池底以池底以1%2%的坡度斜向汇水沟，汇水沟再以的坡

19、度斜向汇水沟，汇水沟再以0.5%-10%的坡度斜向总的坡度斜向总排水沟，总排水沟坡度不小于排水沟，总排水沟坡度不小于0.5%，沟内流速应大于，沟内流速应大于0.7m/s，以免发生，以免发生沉积和堵塞现象。沉积和堵塞现象。一般规定：一般规定： 1.普通生物滤池的个数或分格数不应少于普通生物滤池的个数或分格数不应少于2个，并按同时工作设计，设计个，并按同时工作设计，设计流量按平均日污水流量计算，当处理对象为生活污水时，流量按平均日污水流量计算，当处理对象为生活污水时，BOD5的容积的容积负荷可按表所列数据选用，水力负荷为负荷可按表所列数据选用，水力负荷为0.93.7m3(m2d)。对于工业。对于工

20、业废水应通过实验来确定。普通生物滤池的计算公式见下页表。废水应通过实验来确定。普通生物滤池的计算公式见下页表。2.池壁高度比滤料表面层高出池壁高度比滤料表面层高出0.50.9m，用以挡风，保证布水均匀。，用以挡风，保证布水均匀。3.池底四周开设通风孔，其总面积不小于滤池表面积的池底四周开设通风孔，其总面积不小于滤池表面积的1。普通生物滤池的设计计算4.普通生物滤池填料普通生物滤池填料层分层分工作层和承托层工作层和承托层两两个部分，工作层厚个部分，工作层厚1.31.8m，滤料粒径，滤料粒径2540mm，承托层厚，承托层厚0.2m，粒径粒径70100mm。例题：例题：Q=2000m3/d,进水进水

21、BOD5=160mg/L，出水，出水BOD5不高不高于于20mg/L，冬季平均水温，冬季平均水温t=10，当地平均气温，当地平均气温1111，试，试设计普通生物滤池。设计普通生物滤池。解：年平均气温解：年平均气温11，得出其容积负荷为，得出其容积负荷为200gBOD/m200gBOD/m3 3d d。1、滤料体积：、滤料体积：)(1400200)20160(2000)(3mMLtLaQV总设两池并联设两池并联)(7002140023mVV总单例题：例题：Q=2000m3/d,进水进水BOD5=160mg/L，出水，出水BOD5不高不高于于20mg/L，冬季平均水温，冬季平均水温t=10，当地平

22、均气温，当地平均气温1111，试，试设计普通生物滤池。设计普通生物滤池。2、滤池尺寸：设滤池中滤料层高、滤池尺寸：设滤池中滤料层高h2=2m，超高，超高h1=0.8m，底，底部构造层高部构造层高h3=1m。单池面积：单池面积：滤池采用方形，每池边长：滤池采用方形，每池边长：)(350270022mhVA单单m197 .18单Aa滤池总高：滤池总高：)( 8 . 3128 . 0321mhhhH例题：例题：Q=2000m3/d,进水进水BOD5=160mg/L，出水，出水BOD5不高不高于于20mg/L，冬季平均水温，冬季平均水温t=10，当地平均气温，当地平均气温1111，试，试设计普通生物滤

23、池。设计普通生物滤池。校核表面水力负荷：校核表面水力负荷：dmmAQqF23/857. 22/单在允许范围之内（在允许范围之内（0.9-3.7）普通生物滤池的优缺点普通生物滤池的优点普通生物滤池的优点：v处理效果好，BOD5的去除率可达95以上；v运行稳定、易于管理、节省能源。其主要缺点是：其主要缺点是：v负荷低、占地面积大、处理水量小、滤池易堵塞、易产生池蝇、散发臭味、卫生条件差。一般适用于处理每日污水量不高于1000m3的小城镇污水和工业有机污水。影响生物滤池性能的因素v滤池高度滤池高度v负荷滤负荷滤v回流回流v供氧供氧v温度温度v布水器构型布水器构型v污水水质和介质类型污水水质和介质类型

24、滤池高度滤床上层下层的生物膜量、微生物种类、去除有机物的速度是不相同的。滤床上层下层的生物膜量、微生物种类、去除有机物的速度是不相同的。上层污水中有机污染物浓度较高，微生物繁殖速度高，种属以低级菌种为主，生上层污水中有机污染物浓度较高，微生物繁殖速度高，种属以低级菌种为主，生物膜量较多，有机物去除率高。物膜量较多，有机物去除率高。随着滤床深度增加，微生物从低级到高级进化，类似河流中的自净过程中生物的随着滤床深度增加，微生物从低级到高级进化，类似河流中的自净过程中生物的递变。递变。多污带：细菌种类多、数量大，每毫升有几亿个细菌。例如硫酸盐还原菌与产多污带：细菌种类多、数量大，每毫升有几亿个细菌。

25、例如硫酸盐还原菌与产甲烷菌等，此外还有颤蚯蚓、蚊蝇幼虫甲烷菌等，此外还有颤蚯蚓、蚊蝇幼虫 ；-污带：天蓝喇叭虫、椎尾水轮虫、独缩虫、颤藻、小球藻等；污带：天蓝喇叭虫、椎尾水轮虫、独缩虫、颤藻、小球藻等；-污带：代表性生物有藻类的水花束丝藻、变异直链硅藻、舟形藻；原生动物污带：代表性生物有藻类的水花束丝藻、变异直链硅藻、舟形藻；原生动物的草履虫、聚缩虫；微型后生动物的腔轮虫、水蚤；的草履虫、聚缩虫；微型后生动物的腔轮虫、水蚤； 寡污带：指示生物由鱼腥蓝细菌、黄群藻、玫瑰旋轮虫、钟虫。寡污带：指示生物由鱼腥蓝细菌、黄群藻、玫瑰旋轮虫、钟虫。有机物去除率沿池深方向呈指数形式下降。有机物去除率沿池深方

26、向呈指数形式下降。在一定条件下。随着滤池高度增加，处理的效率也相应增加，但是超过某一在一定条件下。随着滤池高度增加，处理的效率也相应增加，但是超过某一值（随具体条件而定）后，处理效率提高不明显。值（随具体条件而定）后，处理效率提高不明显。污水流过滤池时，污染物浓度的下降率（每单位滤床高度污水流过滤池时，污染物浓度的下降率（每单位滤床高度h去去除的污染物的量）同该污染物的浓度成正比。除的污染物的量）同该污染物的浓度成正比。ssKdhdKhsse0K反应滤池处理效率的系数，同污水性质、滤床特性、反应滤池处理效率的系数，同污水性质、滤床特性、布水方式等有关。布水方式等有关。nVmsAqKK0K，m，

27、n可以通过实验获得。可以通过实验获得。思考题：滤料层高为思考题：滤料层高为2m的生物滤池，进出水的生物滤池，进出水BOD分别为分别为160mg/L,20mg/L。求：滤床深为。求：滤床深为1m处和处和0.5m处的污水处的污水BOD为多少？为多少？负荷率m3(水水)/m2 d 水力负荷率水力负荷率 m3(水水)/m2 d 表面水利负荷率又称平均滤速表面水利负荷率又称平均滤速。kg(BOD5或特定物质或特定物质)/m3d 有机负荷率有机负荷率更合理，更能体现水处理的本质。更合理，更能体现水处理的本质。当滤速不超过4m/d时，随着滤速的提高，污水中有机物传质速率加快，生物膜量增多，滤床容易堵塞。但是

28、当滤速大于8m/d时，由于流量较大，有一定冲刷作用，滤床的堵塞现象会得到改善，但出水水质会下降，可以采用回流或提高滤床高度来保证出水水质。生物滤池运行低负荷时，会出现硝化现象，出水中硝酸盐含量会提高。生物滤池运行低负荷时，会出现硝化现象，出水中硝酸盐含量会提高。回流回流：回流：这里指利用污水厂的出水或生物滤池的出水稀释进水的做法称为回流。回流水量与进水量之比称为回流比回流比。回流对生物滤池的影响主要为：回流对生物滤池的影响主要为：1.回流可以提高生物滤池的滤率，使普通生物滤池转变为高负荷生物滤池。回流可以提高生物滤池的滤率，使普通生物滤池转变为高负荷生物滤池。2.有利于防止产生灰蝇和减少恶臭。

29、有利于防止产生灰蝇和减少恶臭。3.当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有害物质时，回流可以改进进水的当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有害物质时，回流可以改进进水的腐化状况，提供营养元素和降低毒物浓度。腐化状况，提供营养元素和降低毒物浓度。4.进水水质、水量有波动时，回流有调节和稳定进水的作用。进水水质、水量有波动时，回流有调节和稳定进水的作用。进水进水BOD5/mgL400-500mg/L），），生物滤池会出生物滤池会出现供氧不足的现象现供氧不足的现象。所以普通生物滤池的进水。所以普通生物滤池的进水COD应小于应小于400mg/L。可以通过回流来保证有机污染物浓度在一定低的范围内。可以通过回流

30、来保证有机污染物浓度在一定低的范围内。温度普通生物滤池性能冬天会明显下降生物滤池对温度敏感（以前的结论）普通生物滤池性能冬天会明显下降生物滤池对温度敏感（以前的结论）现在最新研究表明，大多数情况下，生物滤池（生物膜工艺）去除基质（有机污染物）的过程，其主要控制因素是传质的过程和效率主要控制因素是传质的过程和效率，并不是生物反应的快慢。温度对物质传递的影响通常很小，而且，污水的温度变化不是很大，以前普通生物滤池的性能下降，是由于过去工艺不合理，使污水在冬天温度产生突降引起的。所以通过改进工艺，减少污水热损失可以使生物滤池在冬天也有很好的效果。主要措施：主要措施：1.建造深度大、横截面积小的滴滤池

31、，减少回流量。建造深度大、横截面积小的滴滤池，减少回流量。2.边壁向上延伸，要高出布水器边壁向上延伸，要高出布水器1.52m，减少风对滤池的影响。，减少风对滤池的影响。3.覆盖滤池。覆盖滤池。4.加强通风控制装置，如调节气阀。或改用强制通风仪器，如鼓风机。加强通风控制装置，如调节气阀。或改用强制通风仪器，如鼓风机。布水器构型旋转布水器一般比固定喷嘴布水器具有更好的性能。旋转布水器一般比固定喷嘴布水器具有更好的性能。其主要优点：其主要优点：1.水分布均匀。水分布均匀。2.会产生瞬时水力负荷速率（对于滤床而言，会有一个瞬时的会产生瞬时水力负荷速率（对于滤床而言，会有一个瞬时的冲击），产生冲洗作用，

32、可以去除滤池中过量的微生物，因冲击），产生冲洗作用，可以去除滤池中过量的微生物，因此可以维持生物膜停留在一个比较薄的、活性好的阶段。此可以维持生物膜停留在一个比较薄的、活性好的阶段。污水水质和介质类型容易降解的有机污染物浓度高容易降解的有机污染物浓度高出水水质好，生物膜状态好，出水水质好，生物膜状态好，工艺运行稳定，有机负荷率高。工艺运行稳定，有机负荷率高。适合运用该工艺。适合运用该工艺。难降解的污染物（或有毒污难降解的污染物（或有毒污染物）浓度高染物）浓度高出水水质一般，生物膜发展受出水水质一般，生物膜发展受抑制。工艺运行不平稳，有机抑制。工艺运行不平稳，有机负荷率下降。负荷率下降。进水水质

33、影响进水水质影响介质类型影响介质类型影响石料介质石料介质随机介质随机介质易生长较厚（可能几厘米厚）的生物膜，生物种易生长较厚（可能几厘米厚）的生物膜，生物种类多，容易导致高度厌氧作用，生物净增长率低。类多，容易导致高度厌氧作用，生物净增长率低。容易堵塞。容易堵塞。具有很好的流动重新分布特性，但是也会出现干具有很好的流动重新分布特性，但是也会出现干燥区和积水区，介质表面未完全利用。燥区和积水区，介质表面未完全利用。积水区会导致厌氧发生，产生臭气。积水区会导致厌氧发生，产生臭气。干燥区会滋生飞蝇。干燥区会滋生飞蝇。高负荷生物滤池高负荷生物滤池：高负荷生物滤池：是为解决普通生物滤池在净化功能和是为解

34、决普通生物滤池在净化功能和运行中存在的实际负荷低、易堵塞等问题而开发出来的。运行中存在的实际负荷低、易堵塞等问题而开发出来的。是生物滤池的第二代工艺。是生物滤池的第二代工艺。 高负荷生物滤池是通过限制进水高负荷生物滤池是通过限制进水BOD5值和在运行值和在运行上采取处理水回流等技术来提高有机负荷率和水力负荷上采取处理水回流等技术来提高有机负荷率和水力负荷率，有机负荷率和水力负荷率分别为普通生物滤池的率，有机负荷率和水力负荷率分别为普通生物滤池的68倍和倍和l0倍。倍。 采用处理水回流技术具有下列作用：采用处理水回流技术具有下列作用：v(a)均化与稳定进水水质；均化与稳定进水水质；v(b)加大水

35、力负荷，及时冲刷过厚和老化的生物加大水力负荷，及时冲刷过厚和老化的生物膜加速生物膜的更新，抑制厌氧层发育，使生物膜加速生物膜的更新，抑制厌氧层发育，使生物膜保持较高的活性；膜保持较高的活性；v(c)抑制池绳的滋长；抑制池绳的滋长；v(d)减轻臭味的散发。减轻臭味的散发。高负荷生物滤池的流程高负荷生物滤池的流程高效生物滤池的设计计算高效生物滤池的设计计算一般规定：一般规定：1. 滤池个数（格数）不应小于滤池个数（格数）不应小于2个，且按并联运行。个，且按并联运行。2. 进水进水BOD5浓度不应大于浓度不应大于200mg/L，否则宜采用处理后水回，否则宜采用处理后水回流稀释。流稀释。3. 滤料层厚

36、度一般滤料层厚度一般24m。自然通风时，滤料层不大于。自然通风时，滤料层不大于2m，工作层厚工作层厚1.8m。滤料粒径。滤料粒径4070mm；承托层厚；承托层厚0.2m，粒，粒径径70100mm。4. 容积负荷一般不宜大于容积负荷一般不宜大于1200gBOD5/m3 d5. 水力负荷率一般为水力负荷率一般为936m3/m2 d，面积负荷率一般为，面积负荷率一般为11002000gBOD5/m2 d高效生物滤池的设计计算高效生物滤池的设计计算污水冬季平均温度污水冬季平均温度/年平均气温年平均气温/滤池滤料层高度滤池滤料层高度/m2.02.53.03.54.08101464.45.77.59.61

37、2 值选用表（面积负荷法）值选用表（面积负荷法）1、面积负荷法：、面积负荷法：1）确定面积负荷：一般在）确定面积负荷：一般在1100-2000gBOD5/m2d2)确定回流比确定回流比R。当。当BOD5大于大于200mg/L需要回流需要回流eaSSeaaSSSSR0高效生物滤池的设计计算高效生物滤池的设计计算MSRQAa) 1(滤池面积：滤池面积：滤池体积：滤池体积：AhV2h2：滤料层高，：滤料层高，2-4m校核容积负荷与表面水力负荷校核容积负荷与表面水力负荷VSRQNaV) 1(ARQNq) 1(370-1840gBOD5/m3d9-36m3/m2d尺寸计算：尺寸计算：nAA单单AD432

38、1hhhH作业vQ=5500m3/d，进水BOD5=305mg/L，要求出水BOD5小于20mg/L，试设计生物滤池处理后处理后水水BOD5/mgLBOD5容积负荷容积负荷/kgBOD5/m3 d滤层高滤层高3m滤层高滤层高4m污水冬季平均水温污水冬季平均水温101213151620101213151620151.151.301.551.501.752.10201.351.551.851.802.102.50251.651.852.202.102.452.90301.852.102.502.452.853.40402.152.503.002.903.204.00高负荷生物滤池（人工塑料滤料）容

39、积负荷选用表（容积负荷法）高负荷生物滤池（人工塑料滤料）容积负荷选用表（容积负荷法）旋转式布水器（回转式布水器）：由中间固定旋转式布水器（回转式布水器）：由中间固定不动的进水竖管，配水短管和可以转动的布水不动的进水竖管，配水短管和可以转动的布水横管所组成。多用于圆形或多边形的生物滤池。横管所组成。多用于圆形或多边形的生物滤池。布水横管距离滤料表面为布水横管距离滤料表面为0.15-0.25m，数目大多为，数目大多为2-4个，也可以更多或者在横管个，也可以更多或者在横管上再设分叉管。横管一侧开上再设分叉管。横管一侧开直径为直径为10-15mm的小孔。孔的小孔。孔间隙从池中心最大向池边逐间隙从池中心

40、最大向池边逐渐减小，来保证布水均匀。渐减小，来保证布水均匀。污水在一定水头（约污水在一定水头（约0.25-1m）的作用下，喷出小孔，并产的作用下，喷出小孔，并产生反作用力，从而推动布水生反作用力，从而推动布水横管向水流相反方向转动。横管向水流相反方向转动。如果水头太小，不足以推动如果水头太小，不足以推动布水器，也可以采用电机驱布水器，也可以采用电机驱动。动。旋转布水器的设计计算旋转布水器的设计计算一般规定：一般规定：1.旋转布水器按最大设计污水量计算。旋转布水器按最大设计污水量计算。2.每架布水器的布水管数为每架布水器的布水管数为24根。根。3.布水器直径布水器直径D2=D-200mm（D为池内径），布水横管长为池内径），布水横管长L=0.5D24.布水横管直径布水横管直径D1一般为一般为50250mm。5.横管上布水小孔直径横管上布水小孔直径d一般为一般为10-15mm。6.布水横管高出滤料层表面布水横管高出滤料层表面0.150.25m。7.布