水质生物净化工程-生物膜法

第四章生物膜法内容提要：1、生物膜的基本概念；生物膜与活性污泥的异同点；生物膜的构造及其对有机物的降解作用。2、几种生物膜法：生物滤池（普通式，高负荷，塔式），生物转盘，生物接触氧化法。3、生物膜法新工艺。又一生物处理法§4.1概述一、生物膜的构造及其对有机物的降解1、生物膜——由细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物在滤料或某些载体上生长繁育，所形成的膜状生物性污泥（稠密粘膜）。通过与污水的接触，生物膜上的微生物能摄取污水中的有机污染物作为营养，从而使污水得到净化。（活性污泥——大量微生物群体所构成的絮凝体（絮状微粒），在曝气池内呈悬浮状态，和污水接触，使污水得到净化。）§4.1一、生物膜的构造及其对有机物的降解（续1）2、生物膜的构造生物膜：两膜厌氧膜好氧膜两水附着水层流动水层靠近滤料或载体内层为厌氧膜，外层为好氧膜，在好氧膜上粘着一层附着水层，最外层使流动水层。滤料或载体厌氧膜好氧膜附着水层(亲水)流动水层O2BODH2OCO2H2S,NH3,CH4空气§4.1一、生物膜的构造及其对有机物的降解（续2）3、有机物的降解过程⑴生物膜的形成——挂膜污水长期与滤料或载体流动接触，在其表面形成生物膜并逐渐成熟。⑵生物膜降解有机物——物质传递，新陈代谢（生物膜为亲水物质，污水流经时，存在着一层附着水层。）①生物膜繁殖有大量的各种类型的微生物和微型动物。形成“有机污染物→细菌→原生动物（后生动物）的食物链。——好氧膜作用②氧的传递：空气中的氧→流动水层→附着水层→生物膜。③污水中的有机物→流动水层→附着水层→生物膜→代谢降解有机物。§4.1一、生物膜的构造及其对有机物的降解（续3）④使流动水层在其不断地流动过程中逐步得到净化。⑤代谢产物随水排走或逸出水层。⑶厌氧膜的形成随着有机物降解，微生物不断增殖，生物膜的厚度不断增加，在增加到一定程度，在氧不能透入的里侧深部转变为厌氧状态，形成厌氧膜。（这样生物膜便由好氧和厌氧两层组成。）好氧膜厚度一般为2mm左右，有机物的降解主要在好氧膜内进行。⑷老化脱落，生成新的生物膜随着厌氧膜层的逐渐增厚，其代谢产物也逐渐增多，此时的生物膜呈老化状，又因气态代谢物的不断逸出，减弱了生物膜在滤料或载体上的固着力，再加上水的流动，促使生物膜脱落。老化生物膜脱落后，又开始生成新的生物膜。→(1)(2)(3)(4)§4.1二、生物膜法的特征1、微生物相方面：⑴生物相多样化——稳定的环境，“污泥龄”长，生物类型丰富，种属繁多：丝状菌，真菌，硝化菌，藻类，微型动物。⑵生物相分层——各层有独特的优等的微生物种。⑶生物量多——生物膜生长着大量的微生物及微型动物。⑷食物链长——有机物→细菌→原生动物→后生动物→昆虫。⑸能够生长硝化菌——硝化作用。§4.1二、生物膜法的特征（续1）2、处理工艺方面⑴适应性强——对于变化的水质、水量、水温等有较好的适应性。进水高，低浓度均适应。⑵易于固液分离——丝状菌的繁殖不会引起污泥膨胀。脱落下来的生物膜多含动物成分，易沉淀。⑶产泥量少——较活性污泥法少1/4。（食物链长）⑷动力费用低——可自然通风供氧，无污泥回流。⑸具有硝化、脱氮功能——硝化细菌、硝化功能→脱氮。§4.1二、生物膜法的特征（续2）

我国污水处理长期以来几乎都采用活性污泥法。而污水处理事业发达的美国在1970年代主要采用生物膜法，70%的污水厂采用高负荷生物滤池，其造价低，运行稳定，能耗小。后来由于出水标准提高，生物滤池不能满足要求，逐渐被活性污泥法所代替。但到1980年代，后期出现了新的生物膜法工艺，不仅具有生物膜法固有的优点，而且出水水质良好。因此，近年来国际上出现了重新重视生物膜法的新动向。§4.2生物滤池一、生物滤池的基本概念与类型污水长期以滴状洒布在滤料的表面，在污水流经的表面上会形成生物膜，生物膜成熟后，栖息在生物膜上的微生物即摄取污水中的有机物作为营养，从而使污水得到净化。(洒滴滤池)污水滤料出水风风水①不淹没滤料②自然通风供氧③布水间歇喷洒连续喷洒④出水至沉淀池固液分离（分离生物膜——老化、脱落的生物膜）§4.2一、生物滤池的基本概念与类型（续）类型：BOD容积负荷Nv水力负荷Nq(KgBOD5/m3滤料·d)(m3/m2滤池·d)①普通生物滤池0.1~0.41~4

②高负荷生物滤池0.5~2.55~40

③塔式生物滤池1~280~200——最早出现的生物滤池，负荷低——运行方面采取措施，提高负荷——向高度发展，通风畅，占地少§4.2二、普普通生生物滤滤池㈠构造P.204Fig5––2由滤料料、池池体、、布水水系统统、排排水系系统四四部分分组成成。滤料出水通风投配池池虹吸装装置喷嘴排水系系统布水管管系0.15~0.2m0.5~0.8m§4.2二、普普通生生物滤滤池（（续1）1、滤料料滤料材材料：：碎石石、卵卵石、、炉渣渣、焦焦碳等等。粒径30~100mm总厚度度约1.5~2.0m其中工工作层层厚1.3~1.8m，d=30~50mm承拖层厚0.2m，d=60~100mm滤料要求质质坚——高强，耐腐腐蚀，抗冰冰冻比表面积较较大——长生物膜矛矛盾盾比比表面积积↑→空隙隙率↓适宜的空隙隙率——通风，供氧氧适适宜的空隙隙率45%左右就地取材——便于加工、、运输比比表面面积65~100m2/m3(铁轨下的碎碎石)§4.2二、普通生生物滤池（（续2）2、池体：砖砖或毛石砌砌筑，超高高0.5~0.9m。3、布水系统多采用间歇歇喷洒布水水系统（固固定式），，要求布水水均匀，由由投配池、、布水管、、喷嘴组成成。投配池的作作用——使布水自动动间歇进行行（虹吸脉脉冲配水））。4、排水系统统作用排排出处处理水保证滤池的的通风渗水装置→→集水沟→→总排水沟沟（渗水装置置常采用混混凝土板式式。P.205.Fig5––4）§4.2二、普通生生物滤池（（续3）㈡设计（滤料料容积的计计算）滤料的容积积按BOD容积负荷确确定，用水水力负荷校校核。①污水量按按平均日流流量——设计污水量量。②滤料的BOD容积负荷(P.205T.5-2)(处理生活污污水或以生生活污水为为主的城市市污水)100~200gBOD5/m3滤料·d在正常气温温下，一般般为150~300gBOD5/m3滤料·d③生活污水，，水力负荷荷q=1~3m3/m2滤池·d§4.2二、普通生生物滤池（（续4）解:取容积负荷荷Nv=170gBOD5/m3滤料·d⑴滤料容积（（滤池体积积）由Nv=，V=V==9400m3⑵滤池有效面面积FF==4700m2BODVBODNv20gBOD5/人·d×80000人170gBOD5/m3滤料·dVHH=2m94002例:已知Q=8000m3/d,N=80000人,S=20gBOD5/人·d§4.2二、普通生生物滤池（（续5）⑶滤池面积校校核（校核核水力负荷荷）Nq===1.7m3/m2·d（在1~3m3/m2·d内）㈢优缺点及及适用范围围优点：效果果好，稳定定，易管理理。缺点：负荷荷低，易堵堵，产生滤滤池蝇，臭臭味。适用：适用用于小城镇镇污水和有有机工业废废水，Q＜1000m3/d。QF80004700§4.2三、高负荷荷生物滤池池在运行上采取取措施，提提高负荷，，避免普通通滤池的缺缺点。1、措施：①采用回流流稀释的办办法提高负荷，（使生物物膜更新快快；进水水质稳定，限制进水水的BOD5浓度Sa＜200mg/L，抑制臭味。）②增加滤料料粒径d=40~70mm（普通30~50mm），防止堵塞（空隙率↑↑且冲刷↑↑）§4.2三、高负荷荷生物滤池池（续1）2、高负荷生生物滤池的的运转方式式（典型流流程）→见见P.207Fig5-5①②③初沉滤池二沉池回流水进水排放可避免加大初沉池负荷初沉滤池二沉池进水排放有助于生物膜接种，促生物膜更新初沉滤池进水排放省二沉池，可提高初沉池的沉淀效果当污水浓度度较高或对对出水水质质要求较高高时，可采采用两段（（两级）高高负荷生物物滤池系统统。P.208Fig5-6§4.2三、高负荷荷生物滤池池（续2）3、构造特点点滤料——多采用人工工滤料（塑塑料波形板板，蜂窝）），质轻，，高强，比比表面积大大100~200m2/m3，空隙率高80~95%。池体——多呈圆形。。布水系统——多采用旋转转布水器。。（P.210Fig5-8P.216Fig5-10）=轴承固定定部部分分转动动部部分分滚珠珠固定定杯杯布水水横横管管水银银封封剖面面旋转方向喷水方向平面面§4.2三、、高高负负荷荷生生物物滤滤池池（（续续3）4、需需氧氧与与供供氧氧（（P.209~P.211）生物物滤滤池池生生物物膜膜的的供供氧氧，，通通常常靠靠自自然然通通风风的的办办法法来来提提供供。。（（下下面面我我们们来来看看自自然然通通风风能能否否满满足足要要求求））⑴生生物物膜膜量量的的计计算算（（估估算算））生物物膜膜:含水水率率98%，滤滤料料粒粒径径d=50mm，球形形率率φ=0.78，每每m3滤料料的的表表面面积积80m2。滤池池上上层层，，膜膜厚厚2mm，每每m3滤料料有有3.2Kg干生生物物膜膜(固体体)。[80m2×0.002=0.16m3，r=1,0.16××(1-98%)=0.0032T=3.2Kg]滤池池下下层层，，膜膜厚厚0.5mm，每每m3滤料料有有0.8Kg干生生物物膜膜。。取其其平平均均值值为为(3.2+0.8)/2=2.0Kg生物物膜膜/m3滤料料。。§4.2三、、高高负负荷荷生生物物滤滤池池（（续续4）⑵生物物滤滤池池的的需需氧氧量量（KgO2/m3滤料料·d）O2=a′′BODr+b′′P（KgO2/m3滤料料·d）a′′————降解解1KgBOD5的需需氧氧量量。。对对于于城城市市污污水水a′′=1.46KgO2/KgBOD5b′′————自身身氧氧化化耗耗氧氧系系数数，，即即单单位位重重量量生生物物膜膜自自身身氧氧化化的的需需氧氧系系数数。。b′′为0.18KgO2/Kg生物物膜膜·dBODr———在生生物物滤滤池池上上去去除除的的BOD5(Kg)P————每m3滤料料上上覆覆盖盖着着的的活活性性生生物物膜膜量量(Kg/m3滤料料)当BOD容积积负负荷荷为为1.2KgBOD5/m3滤料料·d，η=90%时，，需氧氧量量为为：：O2=1.46××1.2××0.9+0.18××2=1.94KgO2/m3滤料料·d§4.2三、、高高负负荷荷生生物物滤滤池池（（续续5）⑶生物物滤滤池池的的供供氧氧空气气流流速速与与池池内内外外温温差差关关系系v=0.075ΔΔT-0.15(m/min)为ΔT=2℃℃时，，v=0，通常常ΔT=6℃℃，空气气流流速速v=0.075××6––0.15=0.3m/min=432m/d即在在1m2滤池池表表面面积积通通风风量量为为432m3空气气/m2·d提供供的的氧氧量量为为432××21%=87m3O2/m2·d滤料料T1T2冬季季T1＞T2风滤料料T1T2夏季季T1＜T2风T1接近近水水温温，，T2大气气温温度度§4.2三、、高高负负荷荷生生物物滤滤池池（（续续6）若氧氧的的转转移移率率为为5%（氧氧容容重重1.43Kg/m3）则提提供供的的氧氧量量为为87××1.43××0.05≈≈6KgO2/m2滤池池·d滤料料高高度度H=2m,V=A××H每m3滤料料能能利利用用的的氧氧量量为为3KgO2/m3滤料料·d需氧量量为1.94KgO2/m3滤料·d可见，，供氧氧量完完全可可以满满足需需氧量量的要要求。。§4.2三、高高负荷荷生物物滤池池（续续7）5、设计计与计计算⑴池体体①负荷荷的几几种表表示1°容积负负荷NV——单位容容积滤滤料每每日所所能接接受的的有机机物量量[g(Kg)BOD5/m3滤料·d]2°面积负负荷NA——单位滤滤池表表面每每日所所能接接受的的有机机物量量[g(Kg)BOD5/m2滤池·d]3°水力负负荷Nq——单位滤滤池表表面每每日所所能接接受的的污水水量（（m3/m2滤池·d）§4.2三、高高负荷荷生物物滤池池（续续8）②设计参参数设计流流量Q———按平均均日污污水量量Q进入滤滤池污污水的的BOD5，SaSa＜200mg/L容积负负荷NVNV≯1.2KgBOD5/m3滤料·d面积负负荷NANA=1.1~2.0KgBOD5/m2·d水力负负荷NqNq=10~30m3/m2·d滤料厚厚度HH=2~4m自然通通风为为2m工作层层1.8m，d=40~70mm承托层层0.2m，d=70~100mm§4.2三、高高负荷荷生物物滤池池（续续9）③计算方方法按容积积负荷荷计算算，校校核面面积负负荷与与水力力负荷荷。V=Nv——容积负负荷（（gBOD5/m3滤料·d）Q———设计流流量（（原污污水流流量））m3/dSa————稀释后后进生生物滤滤池的的BOD5（mg/L）n———回流稀稀释系系数Q(n+1)SaNv滤料容容积（（m3）§4.2三、高高负荷荷生物物滤池池（续续10）高负荷荷生物物滤池池的典典型流流程滤池二沉池进水出水(n+1)Q(n+1)QQSeQ，S0SanQ，Se回流稀释水n———回流稀稀释倍倍数物料平平衡：：QS0+nQSe=(n+1)QSan=S0-SaSa-SeS0——原污水水BOD5浓度Se————出水BOD5浓度Sa————稀释后后进滤滤池的的BOD5浓度Sa=ααSeα————系数数，，与与温温度度和和滤滤料料层层高高度度有有关关（（P.212,T.5-5）Sa=(S0+nSe)/(1+n)§4.2三、、高高负负荷荷生生物物滤滤池池（（续续11）④例题题：：已知知：：N=80000人，，排排污污标标准准100L/人·日，，BOD5=20g/人·日，，Q工=2000m3/d，BOD5=600mg/L，T=14℃℃（水温温）），，气气温温8℃℃，H=2m，Se≤≤25mg/L，求求滤池池容容积积，，校校核核水水力力负负荷荷。。解：：1°°混合合污污水水平平均均日日流流量量Q=Q生+Q工（设设计计流流量量））Q=+2000=10000m3/d2°°混合合污污水水之之BOD5浓度度S0（原污污水水S0）———水质质S0=(80000××20+2000××600)/10000=280mg/L80000××1001000§4.2三、、高高负负荷荷生生物物滤滤池池（（续续12）3°°回流流稀稀释释后后混混合合污污水水要要求求的的BOD5浓度度Sa（回流流稀稀释释后后Sa）Sa=ααSe查表表T.5––5αα=4.4（P.212）Sa=ααSe=4.4××25=110mg/L4°°回流流稀稀释释倍倍数数nn===25°°滤料料总总体体积积VV=，取取Nv=1.0KgBOD5/m3·dV==3300m3S0-SaSa-Se280-110110-25Q(n+1)SaNv10000(2+1)××1101000§4.2三、、高高负负荷荷生生物物滤滤池池（（续续13）6°°滤池池总总面面积积FF==1650m27°校核面积积负荷NA===2KgBOD5/m2·d（1.0~2.0）8°校核水力力负荷Nq===18.18m3/m2·d（10~30）（校核面积积负荷、、水力负负荷不满满足要求求时，可可调整滤滤料深度度，改变变面积））VHH=2m33002Q(n+1)SaF10000(2+1)×1101650Q(n+1)F10000(2+1)1650§4.2三、高负负荷生物物滤池（（续14）9°单个滤池池面积F1采用4个滤池，，单个F1=F=××1650=413m210°滤池直径径DFDF===23m（P213例题5-2自看）14144F1π4×4133.14§4.2三、高负负荷生物物滤池（（续15）⑵旋转布水水器的设设计与计计算计算内容容：a）工作水头头的确定定；b)旋转布水水器直径径D′;c）出水孔数数目（m）及其距池池中心的的距离rI;d）布水横管管的转速速n。①工作水头头（H）的计算H=h1+h2-h3h1=α1——沿程阻力力（竖管管及布水水横管的沿程阻阻力）=H固定竖管D”D′转动竖管管100滤池池径径Dq2D′K2§4.2三、高负负荷生物物滤池（（续16）h2=α2——局部阻力力（布水水横管出出水孔口口的局部部阻力））h3=α3——恢复水头头（布水水横管的的流速恢恢复水头头。）由由于流量量沿布水横横管从池池中心向向周边逐逐渐降低低——沿线泄流流，流速速逐渐减减慢所形形成的流流速恢复复水头。。q2m2d4q2D”4qvq逐渐↓，v逐渐↓流速恢复水水头hf=iL－Δ§4.2三、高负荷荷生物滤池池（续17）q——每根布水横横管的污水水流量（L/s）m——每根布水横横管上布水水孔口个数数d——布水孔口的的直径（mm），D”———布水横管管管径（mm）D′——旋转布水器器直径（滤滤池直径D–200mm）α1，α2，α3——系数K——流量模数（（与管径有有关）P.216T.5–6orK=D””2·CR（L/s）C——谢才系数，R——布水横管水水力半径π4§4.2三、高负荷荷生物滤池池（续18）h1，h2，h3可由水力学学基本公式式得：h1=iL=··L=··=α1·（沿程）h2=ξ0=ξ0=··=α2h3=ξ=ξ=··=α3系数α1，α2，α3通过试验确确定（前苏苏联），从从而可求H=h1+h2–h3实际水头应应比上述计计算值增加加50~100%。q2K2q2K2D′2q2D′K2v022g12gm·d2π4q2π4ξ0·2g2q2m2d4q2m2d4v22g12gD”2π4q2π4ξ·2g2q2D”4q2D”4（局部）（恢复）§4.2三、高负荷荷生物滤池池（续19）②孔口数目m的确定（假定每个个孔口所喷喷洒的面积积基本相等等根根据每个孔孔口所服务务的面积相相等进行推推算。）OD′bb′池边由于每个孔孔口服务的的面积相等等，有：总面积=m×每个孔口服服务相等的的面积（同心圆环环状）D′=m×D′′-(D′-2b′)π42π4π422最末端孔口口的服务面面积b≈b′′§4.2三、高负荷荷生物滤池池（续20）b——最末端两孔孔口间距b′———最末端孔口的的喷水宽度度（服务宽宽度）b′≈b，令2b=a从而D′D′-(D′-a)=π42π4π422m=aD′1-21-1式中a=2b′≈2b为最末端的两两个孔口间距距的两倍。a值的取值为80mm。根据每个孔口口所喷洒的面面积基本相等等，孔口间距距在池中心处处大，向池边边渐小，中心孔口口间距300mm池边孔口间距距40mm§4.2三、高负荷生生物滤池（续续21）③任一孔口距滤池中中心的距离ri（从池中心算起起，孔口排列列序号i与孔口总数m之比等于由池池中心到该孔孔口为半径的的圆面积与以以布水器半径径R′的圆面积之比比。）R′riOim设A0为每个孔口喷喷洒的服务面面积（相等，，均为A0）则有：i·A0m·A0=πriπR′22§4.2三、高负荷生生物滤池（续续22）从而imri=R′第i个孔距池中心心的距离D′2R′=i——从池中心算起起，某一孔口口在布水横管管上的排列序序号。m——每根横管的孔孔口数。为了减少布水水横管中水头头变化造成的的影响，应使使横管采用较较低的设计流流速（如0.5--1m/s），而孔口采用较较高的设计流流速（＞1m/s）。布水横管的根根数，布水量量大时采用4根，一般用2根。§4.2三、高负荷生生物滤池（续续23）④横管的转速n（转/分）布水器之所以以旋转，是因因为孔口喷水水的动量矩守守恒，孔口喷喷水造成的反反力使其旋转转。v——孔口出流流速速32vq旋转方向旋转的线速度度v32m·d2π4q×106v=（（m/s）q(m3/s)，d(mm)[L××v××L/2=1/2××L××v（3/2）×L（2/3），动量矩矩守恒恒]而L/2L/2L(2/3)§4.2三、高高负荷荷生物物滤池池（续续24）线速度度=n··2πR′=n··ππD′′转速n==线速度度v··60(m/min)πD′′32πD′′(m)=××××32m··d2π4q×10660πD′′≈（（转/分）md2D′34.78×106×q§4.2四、塔塔式生生物滤滤池1、主要要特征征1950年代，，德国国化学学工程程师舒舒尔兹兹应用气气体洗洗涤塔塔原理理，创创立了了塔式式生物物滤池。。D/H=1/8~1/6D=1~3.5mH=8~24m①负荷高高水力负负荷Nq=80~200m3/m2·d（高负荷荷滤池池10~30m3/m2·d）容积负负荷Nv=1.0~2.0KgBOD5/m3·d（高负荷荷滤池池0.8~1.2KgBOD5/m3·d）=2.0m进水通风集水§4.2四、塔塔式生生物滤滤池（（续1）②通风风好，，占地地少。。（烟烟囱拔拔风，，向空空中发发展））③传质质效率率高。。（水水、气气、生生物膜膜接触触好——膜状））④生物物相分分层，，耐冲冲击负负荷。。（上上部适适应高高浓度度，下下部适适应低低浓度度）⑤适应应条件件1°适用于于小型型污水水厂。。2°生活污污水和和城市市污水水。3°工业污污水，，近年年还用用于含含氰、、酚废废水。。4°常用于于高浓浓度有有机污污水二二段生生物处处理的的第一一段。。§4.2四、塔塔式生生物滤滤池（（续2）2、构造造⑴塔身身：砖砖砌\混凝土土浇筑筑或预预制\钢结构构，用用格栅栅分层层，层层高2m。⑵滤料自自然滤滤料：：碎石石，矿矿渣，，焦碳碳。人工滤滤料：：波纹纹板，，蜂窝窝，瓷瓷环，，陶粒粒。塑料⑶布水水系统统：旋旋转布布水器器。⑷通风风：自自然通通风，，高0.4~0.6m的通风风口。。F孔＞7.5~10%F池§4.2四、塔塔式生生物滤滤池（（续3）3、设计计与计计算按BOD容积负负荷Nv计算。。⑴填料料体积积V=⑵表面面面积F=H———塔滤工工作高高度，，与进进水BOD浓度有有关S0QNvS0——进水BOD5(Kg/m3)Q———平均日日污水水量(m3/d)Nv——BOD容积负负荷Nv=1.0~2.0KgBOD5/m3·dVHS0(mg/L)250300350450＞500H(m)8101214＞16当BOD＞500mg/L时，生生物膜膜繁殖殖快，，易堵堵，必必须采采取回回流水水稀释释措施施。§4.2四、塔塔式生生物滤滤池（（续4）⑶校核水水力负负荷Nq校Nq校=Nq校=Nq（经验值值范围围，OK）Nq校＞Nq，适当减减少滤滤池高高度（F=V一定，，H↓，F↑，Nq↓）Nq校＜Nq，增大高高度，，或采采用回回流或或多级级串联联QFVH五、曝曝气生生物滤滤池P.221,Fig.5-15,构造与与给水水处理理的快快滤池池相类类似,集生物物降解解,固液分分离于于一体体.设有曝曝气生生物滤滤池的的污水水处理理系统统P.222,Fig.5-16§4.3生物转转盘——生物膜膜法的的一种种，1960年代代在在原原联联邦邦德德国国开开创创的的。。我我国国从从1970年代代引引进进。。———在化化纤纤，，石石化化，，印印染染，，制制革革，，造造纸纸，，煤煤气气站站等等行行业业的的工工业业废废水水处处理理中中得得到到应应用用，，取取得得了了较较好好的的效效果果。。§4.3一、、净净化化原原理理(同生生物物膜膜)①盘盘片片的的上上半半部部敞敞露露在在空空气气中中，，下下半半部部浸浸没没在在水水槽槽中中。。②当当盘盘片片转转动动时时，，附附着着在在盘盘片片上上的的生生物物膜膜，，交交替替地地与与水水槽槽内内的的污污水水和和空空气气接接触触，，将将污污水水中中的的有有机机物物吸吸附附，，不不断断地地氧氧化化分分解解，，从从而而使使污污水水得得到到净净化化。。③生生物物膜膜逐逐渐渐变变厚厚，，衰衰老老的的生生物物膜膜在在剪剪切切力力下下剥剥落落，，至至下下一一级级，，即即二二沉沉池池沉沉淀淀。。剥剥落落后后重重新新长长新新的的生生物物膜膜。。===出水O2污水吸附BOD吸O2空气（O2）降解，分解有机物=特点点:P.223,Fig.5-18§4.3二、、主主要要特特征征1、微微生生物物浓浓度度高高，，MLVSS=40~60g/L。（微生生物物多多，，F/M之比比仅仅为为0.05~0.1————内源源呼呼吸吸））2、生生物物相相分分级级（（多多级级转转盘盘））。。3、污污泥泥龄龄长长，，有有硝硝化化菌菌生生长长，，可可进进行行硝硝化化与与反反硝硝化化。。4、可处理理高浓度度（至10g/L）与低浓度度（至10mg/L）污水，耐耐冲击负负荷。5、食物链链长，剩剩余污泥泥量少（（F/M低），去去除每KgBOD5产泥约为为0.25Kg。§4.3二、主要要特征（（续）6、动力消消耗低（（不需曝曝气，勿勿需回流流，去除除1KgBOD5耗电0.7KW·h。7、便于管理理（无污污泥膨胀胀，无复复杂的机机械设备备）。8、无滤池池蝇，无无臭味。。9、流态单单级为为完全混混合型多级串联联为推流流式§4.3三、构造造及其技技术条件件1、盘片形状：圆圆形（平平板、波波纹板）），直径径2.0~3.6m（可达5.0m）间距：标标准值30mm；多级转盘盘前前级级：25~35mm后级：10~20mm材质：聚聚氯乙烯烯、聚酯酯玻璃钢钢、低发发泡聚苯苯乙烯板板材2、接触反反应槽：：半圆形形，盘片片直径的的40%浸入槽内内污水中中。材料：可可采用钢钢板焊制制，或者者是毛石石混凝土土或砌体体，水泥泥砂浆抹抹面。3、转轴及及驱动轴长0.5~7.0m，φ50~80mm转速0.3~3.0转/min，线速度10~20m/min。§4.3四、生物物转盘的的布置与与工艺流流程1、布置形形式单轴单级级单单轴多多级多多轴多多级※实践证明明：对同同一污水水，如盘盘片面积积不变，，多级串串联运行行能够提提高出水水水质和和水中溶溶解氧含含量。§4.3四、生物物转盘的的布置与与工艺流流程（续续1）2、工艺流流程⑴基本流流程污水→格格栅→沉沉砂池→→初沉池池→生生物转转盘→→二二沉池→→出水污泥处理理P.226,Fig5–19⑵二级处理理流程P.227Fig5––22§4.3四、生物物转盘的的布置与与工艺流流程（续续2）⑶逐级减减少的生生物转盘盘处理流流程P.227Fig5––23逐级净化化（负荷荷逐渐减减少）⑷生物转转盘脱氮氮的工艺艺流程O———A———OBOD降解,硝化厌厌氧脱脱氮反硝硝化BOD降解,溶解氧↑↑含氮有机机物→NH3→HNO2→HNO3→NO2-→N2O→N2↑§4.3五、设设计与与计算算计算内内容：：转盘盘盘片的的总面面积、、总片片数，，氧化化槽的的容积积、轴轴长，，停留留时间间。计算方方法：：负荷法法、经经验公公式与与经验验图表表法。。1、负荷荷法⑴BOD面积负负荷（（NA）——单位盘盘片表表面积积（m2）在1日内所所接受受的并并能达达到预预期处处理效效果的的BOD量。（（gBOD5/m2·d）NA=A=S0——原污水水的BOD5（mg/L——g/m3）A———盘片总总表面面积（（m2）QS0AQS0NA§4.3五、设设计与与计算算（续续1）⑵水力力负荷荷（Nq）——单位盘盘片表表面积积（m2）在1日内所所能所所接受受的并并能达达到预预期处处理效效果的的污水水量。。（m3/m2·d）Nq=A=⑶平均接接触时时间（（t）——污水在在氧化化槽内内与转转盘的的接触触并进进行净净化反反应的的时间间（d）（与转速速、浸浸没率率、容容积面面积比比有关关）t=QAQNqVQ氧化槽槽容积积处理水水量§4.3五、设设计与与计算算（续续2）⑷容积面面积比比（G）——氧化槽槽的实实际容容积V与转盘盘总表表面积积A之比（（L/m2）G=××1000（L/m2）（当采用用较厚厚的发发泡材材料做做转盘盘时，，应减减去盘盘片所所占容容积））对于城城市污污水，，G=5~9L/m2⑸各负荷值的的确定可参照P.229T.5–9，T5––10及Fig5–25，5–26，5–27等。一般城市污污水之NA=10～20gBOD5/m2·dNq=50～100L/m2·d处理工业污污水时，可可参照同类类污水的已已有数据或或试验确定定。VA§4.3五、、设设计计与与计计算算（（续续3）2、计计算算公公式式⑴转转盘盘盘盘片片总总面面积积A=或取取A大者者A=⑵总盘盘片片数数M==0.637两面面D————转盘盘直直径径可根根据据转转盘盘级级数数，，确确定定每每级级转转盘盘的的片片数数m。QS0NAQNqπ4D2×2AAD2§4.3五、、设设计计与与计计算算（（续续4）⑶转轴轴长长度度（（每每台台转转盘盘的的长长度度））l=m(d+b)··K单台台盘盘片片数数间间距距盘盘片片厚厚考考虑虑循循环环沟沟道道的的系系数数，，取取1.2⑷反应应槽槽容容积积（（氧氧化化槽槽容容积积））V=··(D+2δδ）-（D+2δδ）·r··l半圆圆面面积积矩矩形形面面积积轴轴长长而r=(0.06~0.1)D简化化后后：：V=(0.294~0.335)(D+2δδ)2·l而净净有有效效容容积积V′′=(0.294~0.335)(D+2δδ)2·(l––mb)12π42==rδDδδ§4.3五、、设设计计与与计计算算（（续续5）⑸最最小小转转速速n′′minn′′min=××(0.9-)（转/min）水力力负负荷荷m3/m2·d该式是是为达达到充充分混混合应应满足足的最最小转转速。。⑹电机机功率率NpNp=··mααβ（KW）转盘半半径R，盘片间间距d。m———一根轴轴上的的盘片片数α———同一电电机带带动的的转轴轴数，，β———生物膜膜厚度度系数数（P.232，T.5-11）1Nq6.37D3.85R4·n′mind×10§4.3五、设设计与与计算算（续续6）3、控制制数据据（P.224~226）①Q———按平均均日污污水量量计算算。（（最大大季节节的平平均日日流量量）②S0——取调节节沉淀淀后的的平均均值。。③盘片片数据据D=2~3m④转速n=0.8~3.0转/min⑤产泥量量0.5~0.6Kg/KgBOD5⑥级数，，一般般不宜宜少于于3级。组组数，，不宜宜少于于2组。[例题自自看]b（厚度））泡泡沫沫10~15mm硬塑料料板3~5mm玻璃钢钢1~2.5mm金属板板1.0mmd（间距））进进水水段25~35mm出水段段10~20mm§4.4生物接接触氧氧化法法（（淹没没式生生物滤滤池））一、特特征1、有填填料：：填料料淹没没在充充氧的的污水水中，，称““淹没没式生生物滤滤池池”。。2、污水水要充充氧：：采用用曝气气法充充氧，，称““接触触曝气气法””。3、有部部分悬悬浮状状态的的活性性污泥泥。兼有生生物膜膜法与与活性性污泥泥法两两者的的优点点，深深受重重视。。§4.4二、构构造——池体、、填料料、布布水装装置、、曝气气装置置。1、池体体型式式⑴分流流式中中心曝曝气型型单侧曝曝气型型⑵直流流式可加速速生物物膜脱脱落，，更新新，避避免堵堵塞。。===污水空气中心曝气型出水=污水空气单侧曝曝气型型=污水空气出水直流式式§4.4二、构构造（（续））2、填料料要求：：生物物膜易易附着着，比比表面面积大大，空空隙率率高，，流速速均匀匀，水水流阻阻力小小，强强度高高，化化学与与生物物稳定定性强强。不不溶出出有害害物，，不产产生二二次污污染，，便于于运转转及安安装。。种类硬硬填料料（聚氯乙乙烯、聚丙丙烯、环氧氧玻璃钢））软填料（尼尼龙、维纶纶、涤纶、、腈纶等））半软填料（（复合型））§4.4三、优点1、高效（表表现在以下下几个方面面）⑴生物活性性高，生物物相丰富；；丝状菌具具有很强的的处理能力力（利用丝丝状菌的高高去除能力力，不发生生污泥膨胀胀）。（带带有丝状菌菌的生物膜膜，较活性性污泥的耗耗氧速度高高1.81倍）。⑵传质条件件好。由于于空气的搅搅动，使生生物膜与水水流之间产产生了较大大的相对速速度，加快快了细菌表表面介质更更新。⑶充氧效率率高。动力力效率达3KgO2/KW··h，比无填料提提高30%。⑷生物膜浓浓度高，可可达10g/L。⑸兼有生物膜膜法与活性性污泥法两两者的优点点。（生物膜法法与活性污污泥法的结结合）§4.4三、优点（（续）2、容积负荷荷高，所需需处理时间间短。Nv(KgBOD5/m3·d)t(h)活性污泥法法14~8塔滤1~32~4接触氧化3~50.5~1.53、出水水质质好，且稳稳定Se=5~12mg/LSS=20mg/L4、动力消耗减减少。（由由于填料存存在，增加加氧的转移移效率，不不用回流））5、产泥量少少