水污染控制工程1-5(27)

1、1第十三章第十三章 生物膜法生物膜法21. 什么是什么是“生物膜生物膜”？2. 什么是什么是“生物膜法生物膜法”？附着生长在惰性载体表面的由多种微生物形成的膜状生附着生长在惰性载体表面的由多种微生物形成的膜状生物聚集体。物聚集体。以生物膜作为去除废水的污染物主体的工艺，通称为生以生物膜作为去除废水的污染物主体的工艺，通称为生物膜法工艺；又称为固定膜法，是与活性污泥法并列的物膜法工艺；又称为固定膜法，是与活性污泥法并列的一类好氧生物处理技术。一类好氧生物处理技术。318931893年英国年英国CorbettCorbett在在SalfordSalford创建了第一个具有喷嘴布创建了第一个具有喷嘴布

2、水装置的生物滤池。水装置的生物滤池。生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物，是生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物，是一种被广泛采用的生物处理方法。一种被广泛采用的生物处理方法。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法的生物膜法的共同特点共同特点是微生物附着在介质是微生物附着在介质“滤料滤料”表面表面上，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污上，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为染物被微生物吸附转化为H H2 2OO、COCO2 2、NHNH3 3和微生物细和微生物细胞物质，

3、污水得到净化，所需氧气一般来自大气。胞物质，污水得到净化，所需氧气一般来自大气。 如果说活性污泥法是对水体自净的模拟和强化，生物膜如果说活性污泥法是对水体自净的模拟和强化，生物膜法则是对污水土地法的模拟和强化。法则是对污水土地法的模拟和强化。4生物膜的形成生物膜的机理 污水通过布水设备连续地、均匀地喷洒到滤床表面上，污水通过布水设备连续地、均匀地喷洒到滤床表面上，在重力作用下，污水以水滴的形式向下渗沥，或以波状薄膜在重力作用下，污水以水滴的形式向下渗沥，或以波状薄膜的形式向下渗流。最后，污水到达排水系统，流出滤池。的形式向下渗流。最后，污水到达排水系统，流出滤池。 污水流过滤床时，有一部分污水

4、、污染物和细菌附着在污水流过滤床时，有一部分污水、污染物和细菌附着在滤料表面上，微生物便在滤料表面大量繁殖，不久，形成一滤料表面上，微生物便在滤料表面大量繁殖，不久，形成一层充满微生物的黏膜，称为生物膜。这个起始阶段称为挂膜，层充满微生物的黏膜，称为生物膜。这个起始阶段称为挂膜，是生物滤池的成熟期。是生物滤池的成熟期。挂 膜56 生物滤池中有机物的降解过程生物滤池中有机物的降解过程 同时发生着多过程同时发生着多过程有机物在有机物在污水和生污水和生物膜中的物膜中的传质过程传质过程氧在污水氧在污水和生物膜和生物膜中的传质中的传质过程过程生物膜的生物膜的生长和脱生长和脱落等过程落等过程有机物的有机物

5、的好氧和厌好氧和厌氧代谢过氧代谢过程程7真真菌菌藻类藻类原生原生动物动物后生后生动物动物一些肉眼可见的蠕一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫虫、昆虫的幼虫（滤池蝇）（滤池蝇）细菌（好氧、细菌（好氧、厌氧、兼性）厌氧、兼性）生物膜的组成1.细菌与真菌：细菌对有机物分解起细菌与真菌：细菌对有机物分解起主要作用主要作用，真菌和丝状菌能降，真菌和丝状菌能降解难降解有机物，提高污染物的去除效果。解难降解有机物，提高污染物的去除效果。2.原生动物与后生动物：栖息在生物膜的好氧表层内。原生动物能原生动物与后生动物：栖息在生物膜的好氧表层内。原生动物能吞食游离细菌改善出水水质。原生动物与后生动物都能作为吞食游离细菌

6、改善出水水质。原生动物与后生动物都能作为指示指示生物生物检测出水效果。检测出水效果。3.滤池蝇：以微生物及生物膜为食料，抑制生物膜过度生长、是生滤池蝇：以微生物及生物膜为食料，抑制生物膜过度生长、是生物膜疏松脱落保持活性，物膜疏松脱落保持活性，防止滤床堵塞防止滤床堵塞。但其成虫飞散在滤池周。但其成虫飞散在滤池周围，对环境有不良影响。围，对环境有不良影响。4.藻类：仅出现于生物膜表层，对污水净化作用不大。藻类：仅出现于生物膜表层，对污水净化作用不大。8影响生物膜法的主要因素1.进水底物的组分和浓度：生物膜法具有较强的抗冲击负荷能力。进水底物的组分和浓度：生物膜法具有较强的抗冲击负荷能力。2. 营

7、养物质：营养物质：BOD5:N:P=100:5:1。3. 有机负荷及水力负荷：有机负荷及水力负荷：kgBOD5/m3(滤床滤床)d， m3(污水）污水）/m2(滤床滤床) d ，又称滤率，又称滤率m/d4. 溶解氧：供氧不足导致生物膜恶化变质。溶解氧：供氧不足导致生物膜恶化变质。5.生物膜量：生物膜厚度与密度。生物膜密度是指单位体积湿生物生物膜量：生物膜厚度与密度。生物膜密度是指单位体积湿生物膜被烘干后的质量。膜被烘干后的质量。6.pH:生物膜反应器具有较强的耐冲击负荷，一般在生物膜反应器具有较强的耐冲击负荷，一般在68，某些利，某些利用霉菌和酵母菌的生物膜工艺除外。用霉菌和酵母菌的生物膜工艺

8、除外。7.温度：温度：40以上生物膜将坏死脱落，以上生物膜将坏死脱落，5 以下失去生物活性。以下失去生物活性。8.有毒物质：生物膜具有较强的驯化和适应能力。有毒物质：生物膜具有较强的驯化和适应能力。9生物膜法的生物膜法的主要设施主要设施生物接触氧化池生物接触氧化池生物流化床生物流化床生生物物转转盘盘生生物物滤滤池池10第十三章第十三章 生物膜法生物膜法11第二节第二节 生生 物物 滤滤 池池12生物滤池与活性污泥法的比较生物滤池与活性污泥法的比较 实际上生物膜法中的生物滤池法早于活性污泥法，是在实际上生物膜法中的生物滤池法早于活性污泥法，是在污水灌溉的基础上发展起来的；活性污泥法的发明之初是以

9、污水灌溉的基础上发展起来的；活性污泥法的发明之初是以生物滤池的替代工艺出现的；但生物滤池至今仍有大量应用生物滤池的替代工艺出现的；但生物滤池至今仍有大量应用,主要用于中小规模污水处理。主要用于中小规模污水处理。项目项目生物膜法生物膜法活性污泥法活性污泥法基建费低较低运行费低较高气候的影响较大较小技术控制较易控制要求较高灰蝇和臭味蝇多、味大无最后出水负荷低时,硝化程度较高,但悬浮物较高悬浮物较少,但硝化程度不高剩余污泥量少大泡沫问题很少较多表表1 1 生物膜法与活性污泥法的比较生物膜法与活性污泥法的比较13生物滤池的基本原理生物滤池的基本原理 污水长时间以滴状喷洒在滤料层的表面，在污水流经的污水

10、长时间以滴状喷洒在滤料层的表面，在污水流经的表面上就会形成生物膜，待生物膜成熟后，栖息在生物膜上表面上就会形成生物膜，待生物膜成熟后，栖息在生物膜上的微生物即摄取流经污水中的有机物作为营养，从而使污水的微生物即摄取流经污水中的有机物作为营养，从而使污水得到净化。得到净化。14建设中的生物滤池生物滤池的基本结构生物滤池的基本结构15生物滤池的基本结构生物滤池的基本结构16生物滤池的基本结构生物滤池的基本结构17典型的生物滤池的构造 滤 床 布水设备排水系统18 滤床由滤料组成。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：备下述特

11、性： (1) (1)能为微生物附着提供大量的面积；能为微生物附着提供大量的面积； (2) (2)使污水以液膜状态流过生物膜；使污水以液膜状态流过生物膜； (3) (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；能随水流出滤池；(4)(4)不被微生物分解不被微生物分解, , 也不抑制微生物的生长，有较好的化学性能；也不抑制微生物的生长，有较好的化学性能； (5) (5)有一定的机械强度；有一定的机械强度； (6) (6)价格低廉。价格低廉。 滤料粒径并非越小越好，会造成堵塞，影响通风。早期主要以拳状碎滤料粒

12、径并非越小越好，会造成堵塞，影响通风。早期主要以拳状碎石为滤料，其直径在石为滤料，其直径在3 38cm8cm左右，空隙率在左右，空隙率在45455050左右，比表面左右，比表面积（可附着面积）在积（可附着面积）在6565100m100m2 2/m/m3 3之间。之间。 滤 床 19两种常见的塑料滤料 滤料比表面积在滤料比表面积在9898340m340m2 2/m/m3 3之间，孔隙率为之间，孔隙率为93939595 滤料比表面积在滤料比表面积在8181195m195m2 2/m/m3 3之间，孔隙率为之间，孔隙率为939395952021 国内目前采用的玻璃钢蜂窝状块状滤料，孔心间国内目前采用

13、的玻璃钢蜂窝状块状滤料，孔心间距在距在20mm20mm左右，孔隙率左右，孔隙率9595左右，比表面积在左右，比表面积在200m200m2 2/m/m3 3左右。左右。 2223滤床高度同滤料的密度有密切关系滤床高度同滤料的密度有密切关系 塑料滤料每立方米质量仅为塑料滤料每立方米质量仅为100kg100kg左右，孔隙率高达左右，孔隙率高达93939595，滤床高度不但可以提高，而且可以采用，滤床高度不但可以提高，而且可以采用双层或多层构造。双层或多层构造。 国外一般采用双层滤床，高国外一般采用双层滤床，高7m7m左右；国内常采用多左右；国内常采用多层的层的“塔式塔式”结构，高度在结构，高度在10

14、m10m以上。以上。 石质拳状滤料组成的滤床高度一般在石质拳状滤料组成的滤床高度一般在1 12.5m2.5m之间。之间。一方面是由于孔隙率低，滤床过高会影响通风；另一方一方面是由于孔隙率低，滤床过高会影响通风；另一方面由于太重面由于太重, , 过高会影响排水系统和滤池基础结构。过高会影响排水系统和滤池基础结构。24 布 水 设 备 设置目的设置目的为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上生物滤池的布水设备分为两类生物滤池的布水设备分为两类固定式喷嘴固定式喷嘴布水系统布水系统回转式布水器的中央是一根空回转式布水器的中央是一根空心的立柱，底端与设在池底下心的立柱

15、，底端与设在池底下面的进水管衔接。其所需水头面的进水管衔接。其所需水头在在0.60.61.5m1.5m左右。左右。固定式布水系统是由虹吸装置、固定式布水系统是由虹吸装置、馈水池、布水管道和喷嘴组成。馈水池、布水管道和喷嘴组成。这类布水系统需要较大的水头，这类布水系统需要较大的水头，约在约在2m2m左右。左右。移动式（常用回移动式（常用回转式）布水器转式）布水器2526旋转布水系统旋转布水系统27282930脉冲式生物滤池配水系统31 排 水 系 统 作用收集滤床流出的污水与生物膜保证通风支撑滤料32池底排水系统的组成池底池底排水假底排水假底集水沟集水沟 排水假底是用特制砌块或栅板铺成，排水假底

16、是用特制砌块或栅板铺成，滤料堆在假底上面。假底空隙率不小于滤滤料堆在假底上面。假底空隙率不小于滤池面积池面积58，高于池底，高于池底0.40.6m。 池底除支撑滤料外，还要排泄滤床上池底除支撑滤料外，还要排泄滤床上的来水，池底中心轴线上设有集水沟，两的来水，池底中心轴线上设有集水沟，两侧底面向集水沟倾斜，池底和集水沟的坡侧底面向集水沟倾斜，池底和集水沟的坡度约度约12。 集水沟要有充分的高度，并在任何时集水沟要有充分的高度，并在任何时候不会漫流，确保空气能在水面上畅通无候不会漫流，确保空气能在水面上畅通无阻，使滤池中空隙充满空气。阻，使滤池中空隙充满空气。333435又称低负荷生物滤池优点：处

17、理效果好，BOD5的去除率可达90以上，出水 BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐含量在10mg/L左右，出水水质稳定。缺点：占地面积大，灰蝇很多，影响环境卫生。36交替式二级生物滤池法的流程 交替式二级生物滤池法比并联流程负荷率可提高两三倍。交替式二级生物滤池法比并联流程负荷率可提高两三倍。 运行时，滤池是串联工作的，污水经初步沉淀后进入一级生运行时，滤池是串联工作的，污水经初步沉淀后进入一级生物滤池，出水经相应的中间沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物物滤池，出水经相应的中间沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物滤池，二级生物滤池的出水经过沉淀后排出污水厂。滤池，二级生物滤池的出水经过沉淀后排出

18、污水厂。 工作一段时间后，一级生物滤池因表面生物膜累积，即将出现工作一段时间后，一级生物滤池因表面生物膜累积，即将出现堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池。物滤池。高负荷生物滤池高负荷生物滤池37回流式二级生物滤池法的流程高负荷生物滤池高负荷生物滤池38高负荷生物滤池高负荷生物滤池高负荷生物滤池中，处理水回流的效应：高负荷生物滤池中，处理水回流的效应：（1）均化与稳定进水水质；）均化与稳定进水水质；（2）加大水力负荷，及时地冲刷过厚和老化的生物膜，）加大水力负荷，及时地冲刷过厚和老化的生物膜，加速生物膜更新，抑制

19、厌氧层发育，使生物膜经常保持加速生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生物膜经常保持较高的活性；较高的活性；（3）抑制滤池蝇的过渡滋长；）抑制滤池蝇的过渡滋长；（4）减轻散发的臭味。）减轻散发的臭味。39 国外的运行经验表明，在处理国外的运行经验表明，在处理城市污水时，回流式生物滤池的处城市污水时，回流式生物滤池的处理效率大致如下：理效率大致如下： 生物滤池的一个主要优点是运行简单，因此，适用于小生物滤池的一个主要优点是运行简单，因此，适用于小城镇和边远地区。城镇和边远地区。单级滤池法单级滤池法 当滤池负荷率在当滤池负荷率在1.7kg （BOD5）/(m3d)(滤料滤料)以下时，出水的以下时，出水的B

20、OD5约为滤池进水的约为滤池进水的 BOD5的的1/3。二级滤池法二级滤池法 如果一级滤池的进水不经沉如果一级滤池的进水不经沉淀直接流向二级滤池，则一级滤池出水淀直接流向二级滤池，则一级滤池出水的的BOD5为进水为进水BOD5的的1/2；二沉池的出；二沉池的出水的水的BOD5为二级池进水为二级池进水BOD5的的1/2。；40塔式生物滤池的流程从普通生物滤池发展而从普通生物滤池发展而来，具有负荷高、生物来，具有负荷高、生物相分层明显、滤床不易相分层明显、滤床不易堵塞、占地小等特点。堵塞、占地小等特点。一般高一般高812m。41塔式生物滤池4243影响生物滤池性能的主要因素 这些过程的发生和发展决

21、定了生物滤池净化这些过程的发生和发展决定了生物滤池净化污水的性能。影响这些过程的主要因素有：污水的性能。影响这些过程的主要因素有： 滤池高度负 荷 率回 流供 氧 生物滤池中有机物的降解过程生物滤池中有机物的降解过程 同时发生着多过程同时发生着多过程有机物在有机物在污水和生污水和生物膜中的物膜中的传质过程传质过程氧在污水氧在污水和生物膜和生物膜中的传质中的传质过程过程生物膜的生物膜的生长和脱生长和脱落等过程落等过程有机物的有机物的好氧和厌好氧和厌氧代谢过氧代谢过程程44滤 床影响生物滤池性能的主要因素滤池高度 滤床上层滤床上层, ,污水中污水中有机物浓度较高有机物浓度较高, ,微微生物繁殖速率

22、高生物繁殖速率高, ,种种属较低级属较低级, ,以细菌为以细菌为主主, ,生物膜量较多生物膜量较多, ,有有机物去除速率较高。机物去除速率较高。 随着滤床深度增随着滤床深度增加加,微生物从低级趋微生物从低级趋向高级，种类逐渐向高级，种类逐渐增多增多,生物膜量从多生物膜量从多到少。到少。 滤床的上层和下层相比滤床的上层和下层相比, 生物膜量、微生物种类和去生物膜量、微生物种类和去除有机物的速率均不相同。除有机物的速率均不相同。 滤床中的这一递变现象，滤床中的这一递变现象，类似污染河流在自净过程中类似污染河流在自净过程中的生物递变。的生物递变。 当滤床各层的进水水质当滤床各层的进水水质互不相同时互

23、不相同时,各层生物膜的各层生物膜的微生物就不相同微生物就不相同,处理污水处理污水的功能也随之不同。的功能也随之不同。滤 床45影响生物滤池性能的主要因素滤池高度46影响生物滤池性能的主要因素滤池高度有机物的去除效果随滤床深度的增加而提高有机物的去除效果随滤床深度的增加而提高47有机负荷率：以BOD5为准，kg（BOD5或特定污染物质）/m3d。影响生物滤池性能的主要因素负 荷 率 生物滤池的负荷率有三种表达形式：生物滤池的负荷率有三种表达形式： 表面水力负荷率：表面水力负荷率：m3（水）（水）/（m2d），又称），又称平均滤率平均滤率， m/d 。 由于生物滤池的作用是去除污水中有机物或特定污

24、染由于生物滤池的作用是去除污水中有机物或特定污染物，因此，它的负荷率通常以有机物或特定污染物质为准物，因此，它的负荷率通常以有机物或特定污染物质为准较合理。较合理。 有机负荷率：以有机负荷率：以BOD5为准，为准，kg（BOD5或特定污染物或特定污染物质）质）/（m3d）。）。 水力负荷率：以流量为准，水力负荷率：以流量为准，m3(水水)/m3(滤料滤料) d 。4849影响生物滤池性能的主要因素回 流 回流回流利用污水厂的出水或生物滤池出水稀释进水的利用污水厂的出水或生物滤池出水稀释进水的做法称回流，回流水量与进水量之比叫回流比。做法称回流，回流水量与进水量之比叫回流比。回流对生物滤池性能的

25、影响：回流对生物滤池性能的影响： （1）回流可提高生物滤池的滤率，它是使生物滤池负）回流可提高生物滤池的滤率，它是使生物滤池负荷率由低变高的方法之一；荷率由低变高的方法之一； （2）提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭；）提高滤率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有害物）当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有有害物质时，回流可改善进水的腐化状况、提供营养元素和降低毒质时，回流可改善进水的腐化状况、提供营养元素和降低毒物质浓度；物质浓度； （4）进水的质和量有波动时，回流有调节和稳定进水）进水的质和量有波动时，回流有调节和稳定进水的作用。的作用。50影响生物

26、滤池性能的主要因素供 氧 温度差越大，通风条件越好；温度差越大，通风条件越好；当水温较低，滤池内的温度低于水温时（夏季），池当水温较低，滤池内的温度低于水温时（夏季），池内气流向下流动；内气流向下流动；当水温较高，池内温度高于气温时（冬季），气流向当水温较高，池内温度高于气温时（冬季），气流向上流动；上流动；若池内外无温度差，则停止通风；若池内外无温度差，则停止通风；正常运行的生物滤池，自然通风可以提供生物降解所正常运行的生物滤池，自然通风可以提供生物降解所需的氧量，自然通风不能满足时，应考虑强制通风。需的氧量，自然通风不能满足时，应考虑强制通风。 生物滤池中，微生物所需的氧一般直接来自大气，

27、靠自然生物滤池中，微生物所需的氧一般直接来自大气，靠自然通风供给。通风供给。自然通风的推动力是池内温度与气温之差、滤池的高度和自然通风的推动力是池内温度与气温之差、滤池的高度和滤料孔隙率。滤料孔隙率。51300mg/L400mg/L500mg/L进进水水有有机机物物浓浓度度对对供供氧氧的的影影响响高高52生物滤池系统的功能设计 滤池类型和滤池类型和流程选择流程选择滤池个数和滤池个数和滤床尺寸的滤床尺寸的确定确定二次沉淀池的形二次沉淀池的形式、个数和工艺式、个数和工艺尺寸的确定尺寸的确定布水设备的计算布水设备的计算53滤 池 类 型 的 选 择 低负荷生物滤池现低负荷生物滤池现在已经基本上不常用

28、，在已经基本上不常用，仅在污水量小、地区比仅在污水量小、地区比较偏僻、石料不贵的场较偏僻、石料不贵的场合尚有可能使用。合尚有可能使用。大多采用高负荷生物滤池大多采用高负荷生物滤池两种类型两种类型回流式回流式塔式（多层式）塔式（多层式） 滤池类型的选择，只有通过方案的比较，才能得出滤池类型的选择，只有通过方案的比较，才能得出合理的结论。合理的结论。 占地面积，基建费用和运行费用的比较，常起关键占地面积，基建费用和运行费用的比较，常起关键作用。作用。 54 流 程 的 选 择 确定流程时要解决的问题确定流程时要解决的问题是否设初次沉淀池是否设初次沉淀池采用几级滤池采用几级滤池是否采用回流，回流是否

29、采用回流，回流方式和回流比的确定方式和回流比的确定 当废水含悬浮当废水含悬浮物较多，采用拳物较多，采用拳状滤料时状滤料时,须有初须有初次沉淀池次沉淀池,以避免以避免生物滤池阻塞。生物滤池阻塞。处理城市污水时处理城市污水时,一般都设置初次一般都设置初次沉淀池。沉淀池。 下述三种情况应考虑用二次沉淀下述三种情况应考虑用二次沉淀池出水回流：池出水回流：入流有机物浓度较高，可能引起入流有机物浓度较高，可能引起供氧不足时；供氧不足时；水量很小，无法维持最小经验值水量很小，无法维持最小经验值以下的水力负荷率时；以下的水力负荷率时；污水中某种污染物在高浓度时，污水中某种污染物在高浓度时，可能抑制微生物生长的

30、情况下。可能抑制微生物生长的情况下。55滤 池 个 数 和 滤 床 尺 寸 的 确 定滤床总体积（滤床总体积（V V）0VS QVL式中：V滤床总体积，m3；S0污水进滤池前的BOD5平均值，g/L；Q污水日平均流量，m3/d，采用回流式生物滤池时，此项应为Q(1+r)，回流比r可根据经验确定；LV容积负荷率， kg BOD5/（m3d）。56滤 池 个 数 和 滤 床 尺 寸 的 确 定859575906585 计算滤床总体积（计算滤床总体积（V）时，应注意下述问题：）时，应注意下述问题： 计算时采用的负荷率应与设计处理的效率相应。通常，负荷计算时采用的负荷率应与设计处理的效率相应。通常，负

31、荷率是影响处理效果的主要因素，两者常相提并论。率是影响处理效果的主要因素，两者常相提并论。下表所示数据是城市污水一般经验的概括。下表所示数据是城市污水一般经验的概括。影响处理效果的因素很多，除负荷率之外，主要的还有污水的影响处理效果的因素很多，除负荷率之外，主要的还有污水的浓度、水质、温度、滤料特性和滤床的高度。对于回流滤池，则浓度、水质、温度、滤料特性和滤床的高度。对于回流滤池，则还有回流比。还有回流比。没有经验可以援用的工业废水，应经过试验，确定其设计的负没有经验可以援用的工业废水，应经过试验，确定其设计的负荷率。试验性生物滤池的滤料和滤床高度应与设计相一致。荷率。试验性生物滤池的滤料和滤

32、床高度应与设计相一致。滤床总体积（V）57根据计算结合经验确定。根据计算结合经验确定。低负荷生物滤池下层（粒径低负荷生物滤池下层（粒径60100mm）厚）厚0.2m，上层，上层（粒径（粒径3050mm）厚）厚1.31.8m，高负荷生物滤池一般下层，高负荷生物滤池一般下层（粒径（粒径70100mm）厚）厚0.2m，上层（粒径，上层（粒径4070mm）厚不大）厚不大于于1.8m，填料塔一般，填料塔一般812m，每层不大于，每层不大于2m。滤 池 个 数 和 滤 床 尺 寸 的 确 定（2 2）滤床高度的确定）滤床高度的确定 nmeieei0AQR1R1RSSKR1SRSSh)()(ln58在滤床的

33、总体积和高度确定后，滤床的总面积可以算出。在滤床的总体积和高度确定后，滤床的总面积可以算出。目前生物滤池的最大直径为目前生物滤池的最大直径为60m60m，通常是在，通常是在35m35m以下。以下。最后应该核算滤速，看它是否合理。回流生物滤池池深浅，最后应该核算滤速，看它是否合理。回流生物滤池池深浅，滤率一般不超过滤率一般不超过30m/d30m/d，其滤率的确定与进水，其滤率的确定与进水BODBOD5 5有关，有关，如下表所示。如下表所示。 滤 池 个 数 和 滤 床 尺 寸 的 确 定（2 2）滤池面积和个数）滤池面积和个数进水进水BOD5/（mg L-1）120150200滤率滤率/(m3

34、m-2 d-1)252015回流式生物滤池的水力负荷回流式生物滤池的水力负荷59已知某城镇人口已知某城镇人口8000080000人，排水量定额为人，排水量定额为100L/100L/（人（人d d），），BODBOD5 5为为20g/20g/（人（人 d d）。设有一座工厂，污水量为）。设有一座工厂，污水量为2000m2000m3 3/d/d，其，其BODBOD5 5为为2200mg/L2200mg/L。拟混合后采用回流式。拟混合后采用回流式生物滤池进行处理，设回流稀释后滤池进水生物滤池进行处理，设回流稀释后滤池进水BODBOD5 5为为300mg/L300mg/L，处理后出水的，处理后出水的B

35、ODBOD5 5要求达到要求达到30mg/L30mg/L。设池深。设池深为为2.5m2.5m，有机负荷率采用，有机负荷率采用1.2kgBOD1.2kgBOD5 5/ /（mm3 3d d），计算回），计算回流比、生物滤池容积等参数。流比、生物滤池容积等参数。例:60 已知某城镇人口已知某城镇人口80000人，排水量定额为人，排水量定额为100L/（人（人d），），BOD5为为 20g/（人（人 d）。设有一座工厂，污水量为）。设有一座工厂，污水量为2000m3/d，其，其BOD5为为2200mg/L。拟混合采用回流式生物滤池进行处理，处理后出水的拟混合采用回流式生物滤池进行处理，处理后出水的B

36、OD5要求达到要求达到30mg/L。 基本设计参数计量基本设计参数计量（设在此不考虑初次沉淀池的计算）（设在此不考虑初次沉淀池的计算） 生活污水和工业废水总水量：生活污水和工业废水总水量： 生活污水和工业废水混合后的生活污水和工业废水混合后的BOD5浓度：浓度： 由于生活污水和工业废水混合后由于生活污水和工业废水混合后BOD5浓度较高，应考虑回流，设回流稀释浓度较高，应考虑回流，设回流稀释后滤池进水后滤池进水BOD5为为300mg/L,回流比为：回流比为：例:解:33380000100m /d2000m /d10000m /d1000Qmg/Lmg/L600100002080000220020

37、00S01130300300600QQRQQ300Q30RRR.)(600Q61 生物滤池的个数和滤床尺寸计算生物滤池的个数和滤床尺寸计算 设生物滤池的有机负荷率采用设生物滤池的有机负荷率采用1.2kgBOD5/（m3d），于是生物滤池总），于是生物滤池总体积为：体积为： 设池深为设池深为2.5m,则滤池总面积为：则滤池总面积为： 若采用若采用6个滤池，每个滤池面积：个滤池，每个滤池面积： 滤池直径为：滤池直径为： 校核校核 经过计算，采用经过计算，采用6个直径个直径21m、高、高2.5m的高负荷生物滤池。的高负荷生物滤池。33m5250m2 .11000300)11 .1 (10000V22

38、m2100m5.25250A221m350m62100Am21m3.143504m41ADm/d10m/d210011 .110000）（滤率62回转式布水器的计算计算的主要内容计算的主要内容确定布水横确定布水横管根数和直管根数和直径径布水管上的孔口布水管上的孔口数和在布水横管数和在布水横管上的位置上的位置布水器的转速布水器的转速6364 1. 1. 布水横管根数与直径布水横管根数与直径 布水横管根数布水横管根数 布水横管的根数决定于池子和滤速的大小，布水横管的根数决定于池子和滤速的大小，n n取偶数，布水水量大时用取偶数，布水水量大时用4 4根，一般用根，一般用2 2根。根。布水横管直径布水

39、横管直径 D D1 1：vQ2000D1式中：式中：Q每根布水横管的最大设计流量，每根布水横管的最大设计流量，m3/s； v横管进水段流速，横管进水段流速，m/s； Q每个滤池处理的水量，每个滤池处理的水量，m3/s； n横管数。横管数。652. 2. 洒水孔数及在布水横管上的位置洒水孔数及在布水横管上的位置 假定每个出水孔口喷洒的面积基本相同，孔口数假定每个出水孔口喷洒的面积基本相同，孔口数( (mm) )的的计算公式为：计算公式为：22Dd4111m式中式中: :d d孔口直径，一般为孔口直径，一般为1015mm1015mm，孔口流速，孔口流速2m/s2m/s左右或更大些；左右或更大些；

40、D D2 2回转布水器直径，回转布水器直径，mmmm，比滤池内径小，比滤池内径小200mm200mm。第第i i个孔口距滤池中心的距离（个孔口距滤池中心的距离（r ri i）为：）为：miDri2266 3. 3. 布水器的转速布水器的转速 布水横管的回转速度与滤速、横管根数有关，如下表所示。布水横管的回转速度与滤速、横管根数有关，如下表所示。 布水横管可以采用钢管或铝管，其管底离滤床表面的距离，布水横管可以采用钢管或铝管，其管底离滤床表面的距离，一般为一般为150150250mm250mm，以避免风力的影响。布水器所需压力为，以避免风力的影响。布水器所需压力为0.50.51.0m1.0m。

41、也可以近似地用下式计算：也可以近似地用下式计算：滤率滤率/（m d-1）转速转速/（r min-1）(4根横管根横管) 转速转速/（r min-1）(2根横管根横管)151220232524134.786QDmd0n2267生物滤池正式运行之后，有一个生物滤池正式运行之后，有一个“挂膜挂膜”阶段，即培养生物膜阶段，即培养生物膜的阶段。在这个始运行阶段，洁净的无膜滤床逐渐长了生物膜，的阶段。在这个始运行阶段，洁净的无膜滤床逐渐长了生物膜，处理效率和出水水质不断提高，终于进入正常运行状态。当温处理效率和出水水质不断提高，终于进入正常运行状态。当温度适宜时，始运行阶段历时约一周。度适宜时，始运行阶段

42、历时约一周。处理含有毒物质的工业废水时，生物滤池的运行要按设计确定处理含有毒物质的工业废水时，生物滤池的运行要按设计确定的方案进行，一般说来，这种有毒物质正是生物滤池的处理对的方案进行，一般说来，这种有毒物质正是生物滤池的处理对象，而能分解氧化这种有毒物质的微生物常存在于一般环境中，象，而能分解氧化这种有毒物质的微生物常存在于一般环境中，无需从外界引入；但是，在一般环境中，它们在微生物群体中无需从外界引入；但是，在一般环境中，它们在微生物群体中并不占优势，或对这种有毒物质还不太适应，因此，在滤池正并不占优势，或对这种有毒物质还不太适应，因此，在滤池正常运行前，要有一个让它们适应新环境、繁殖壮大

43、的始运行阶常运行前，要有一个让它们适应新环境、繁殖壮大的始运行阶段，称为段，称为“驯化挂膜驯化挂膜”阶段。阶段。生物滤池的运行及其经验68 驯化挂膜方式：驯化挂膜方式：一种方式是从其他工厂废水站或城市废水厂取来活性污泥或生一种方式是从其他工厂废水站或城市废水厂取来活性污泥或生物膜碎屑物膜碎屑,进行驯化，挂膜。进行驯化，挂膜。另一种方式是用生活污水、城市污水、河水或回流出水代替部另一种方式是用生活污水、城市污水、河水或回流出水代替部分工业废水进行运行，运行过程中把二次沉淀池中的污泥不断分工业废水进行运行，运行过程中把二次沉淀池中的污泥不断回流到滤池的进水中。回流到滤池的进水中。生物滤池的运行及其

44、经验69作业作业 某工业废水量为某工业废水量为600m600m3 3/d/d，进水，进水BODBOD5 5=430 mg/L=430 mg/L，设回流稀释后滤池进水设回流稀释后滤池进水BODBOD5 5为为300 mg/L300 mg/L，要求出水要求出水BODBOD5 530mg/L30mg/L。设池深为。设池深为2.0m2.0m，有机负荷率采用，有机负荷率采用1.0 1.0 kgBODkgBOD5 5/ /（mm3 3d d），），计算高负荷生物滤池尺寸。计算高负荷生物滤池尺寸。70生物滤池的计算（1）计算公式 图示表明：污水流过滤池时，污染物浓度的下降率图示表明：污水流过滤池时，污染物浓

45、度的下降率单位滤床高度（单位滤床高度（h）去除的污染物的量（以浓度）去除的污染物的量（以浓度S计）与该污计）与该污染物的浓度成正比，即染物的浓度成正比，即KShSdd 生物滤池的设计，在条件允许时应尽量利用试验成果进生物滤池的设计，在条件允许时应尽量利用试验成果进行，没有条件进行试验时，可借助于经验公式进行。行，没有条件进行试验时，可借助于经验公式进行。71式中：式中：dS/dh污染物浓度的下降率；污染物浓度的下降率；S0滤池进水污染物的浓度，滤池进水污染物的浓度，mg/L ；S床深为床深为h处水中的污染物浓度，处水中的污染物浓度，mg/L ；h离滤床表面的深度，离滤床表面的深度，m；K反映滤

46、池处理效率的系数，它同污水性质、滤池的特性（包括滤料反映滤池处理效率的系数，它同污水性质、滤池的特性（包括滤料的材料、形状、表面积、孔隙率、堆砌方式和生物膜性质）以及滤率有关，的材料、形状、表面积、孔隙率、堆砌方式和生物膜性质）以及滤率有关，布水方式（如均匀程度、进水周期等）也对其有影响。布水方式（如均匀程度、进水周期等）也对其有影响。式中：Q滤池进水流量，m3/d;A滤床的面积，m2；K系数，它与进水水质、滤率有关；m与进水水质有关的系数；n 与滤池特性、滤率有关的系数。K可用下式求得：将式积分，得Kh0SS enmAQSKK)/(0KShSdd72 当采用回流滤池时，应考虑回流的当采用回流滤池时，应考虑回流的影响，按图建立物料衡算式：影响，按图建立物料衡算式：将代入得)/(exp(/00hAQSKSSnm 上式可以直接用于无回流滤池的计上式可以直接用于无回流滤池的计算，解得：算，解得：nm0AQSKSSh)/()/ln(0e00ei)(SQQSQQSRRRR0QQSQQSSeinmAQSKK)/(0Kh0SS e73 生化反应速率受温度影响，可以用下式校正：生化反应速率受温度影响，可以用下式校正：20(20)1.035TK TKRRSSSei01解得：nmei