水污染控制工程 生物转盘

h = h0 + h1 + h2 + h3
h1—超高，0.5～0.6m； h2—填料层上水深，0.4～0.5m； h3—填料至池底的高度，0.5～1.5m。
4、有效停留时间t
V t = qV
5、空气量D和空气管道系统计算
D = D0 qV
D0—1m3污水需气量，m3/m3，一般为15～25m3/m3。 空气管道系统的计算方法与活性污泥法曝气池的空气 管道系统计算方法相同。
a—盘片间净距，m，一般进水端为25～35mm，出水 端为10～20mm； b—盘片厚度，视材料强度决定，m； K—系数，一般取1.2。 ⑷ 废水处理槽有效容积（V）
V = (0.294 ~ 0.335)( D + 2δ ) ⋅ L
2
净有效容积
V1 = (0.294 ~ 0.335)( D + 2δ ) 2 ⋅ ( L − mb)
稳定塘中对污水起净化的生物有细菌、藻类、微型 动物(原生动物和后生动物)、水生植物以及其他水生动 物。稳定塘内对有机污染物的降解起主要作用的是细菌。 除细菌外，藻类在稳定塘内起着十分重要的作用，他能 够进行光合作用，是塘水中溶解氧的主要提供者，藻菌 共生体系是稳定塘内最基本的生态系统。其他水生动物 和水生植物的作用则是辅助性的，它们的活动从不同的 途径强化了污水的净化过程。
但是，生物转盘也有它的缺点： ⑴ 盘材较贵，投资达。从造价考虑，生物转盘仅适用于 小水量低浓度的废水处理。 ⑵ 因无通风设备，转盘的供氧依靠盘面的生物膜接触大 气，这样，废水中挥发性物质将会产生污染。采用从氧化 槽的底部进水可以减少挥发物的散失，比从氧化槽表面进 水好，但挥发物质依然存在。因此，生物转盘最好作为第 二级生物处理装置。 ⑶ 生物转盘的性能受环境气温及其他因素影响较大，所 以，在北方设置生物转盘时，一般置于室内，并采取一定 的保温措施。建于室外的生物转盘应加设雨棚，防止雨水 淋洗，使生物膜脱落。
第二节 生物转盘
一、生物转盘的构造
生物转盘的主要组成部分有转动轴、转盘、废水处 理槽和驱动装置等。 生物转盘的主体是垂直固定在水平轴上的一组圆形 盘片和一个同它配合的半圆形水槽。 盘片的材料要求质轻、耐腐蚀、坚硬和不变形。目 前多采用聚乙烯硬质塑料或玻璃钢制作盘片。 水槽可以用钢筋混凝土或钢板制作，断面直径比转 盘略大（一般为20～40mm），使转盘既可以在槽内自由 转动，脱落的残膜不致留在槽内。 驱动装置通常采用附有减速装置的电动机。根据具 体情况，也可采用水轮驱动或空气驱动。
当r/D＝0.1时，系数取0.294，r/D＝0.06时，系数取0.335。 式中： r—中心轴与槽内水面的距离，m；δ—盘片边缘与 处理槽内壁的间距，m，一般取20～40mm。 ⑸ 转盘的转速n0
V1 6.37 n0 = (0.9 − ) D qV 1
每个处理 槽的设计水 量，m3/d
三、生物转盘的进展和应用 1、生物转盘的进展 为降低生物转盘的动力消耗，节省工程投资和提高 处理设施的效率，近年来生物转盘有了一些新的发展。 主要有空气驱动的生物转盘、与沉淀池合建的生物转盘、 与曝气池组合的生物转盘和藻类转盘等。 2、生物转盘的应用 生物转盘可作完全处理、不完全处理和工业废水的 预处理。在我国，生物转盘主要用于处理工业废水。
3、稳定塘的有缺点 ⑴ 优点 ⅰ 在条件合适时（如有可利用的旧河道、沼泽地、峡谷及 无农业利用价值的荒地等），建设周期短、基建投资少； ⅱ 运行管理简单，能耗小，费用低； ⅲ 能够实现污水综合利用，如稳定塘出水可用于农业灌溉， 在稳定塘内养殖水产动物和植物，组成多级食物网的复合生 态系统。 ⑵ 缺点 ⅰ 占地面积大，没有空闲余地时不宜采用； ⅱ 净化效果在很大程度上受季节、气温、光照等自然因素 的影响，在全年范围内，不够稳定； ⅲ 设计运行不当时，可能会形成二次污染，如污染地下水， 产生臭气等。
三、兼性塘 1、兼性塘的基本工作原理 兼性塘的有效水深一般为1.0～2.0m，通常由三层组 成，上层好氧区、中层兼性区和底部厌氧区。
2、兼性塘的设计 兼性塘主要尺寸的经验值如下： ⑴ 兼性塘一般采用矩形，长宽比为3:1～4:1 。塘的有 效水深为1.2～2.5m，超高为0.6～1.0m，储泥区高度应 大于0.3m。 ⑵ 兼性塘堤坝的内坡坡度为1:2～1:3（垂直:水平）， 外坡坡度为1:2～1:5（垂直:水平） 。 ⑶ 兼性塘一般不少于三座，多采用串联，其中第一塘 的面积约占兼性塘总面积的30％～60％，单塘面积应小 于4ha，以避免布水不均匀或波浪较大等问题。
2、三相生物流化床 在反应器底部或器壁上直接通入空气供氧，形成气液 固三相流化床。由于空气的搅动，载体之间的摩擦较强烈， 自动脱膜，不需特别的脱膜装置。但载体易流失，气泡易 聚并变大，影响充氧效率。为了控制气泡大小，有采用减 压释放空气的方式充氧和射流曝气充氧。
三、生物流化床的优缺点 生物流化床的主要优点如下： ⑴ 容积负荷高，抗冲击负荷能力强 ⑵ 微生物活性强 ⑶ 传质效果好 生物流化床的缺点是设备的磨损较固定床严重，载 体颗粒在湍动过程中会被磨损变小。此外，设计时还存 在着生产放大方面的问题，如防堵塞、曝气方法、进水 配水系统的选用和生物颗粒流失等。
回流比可以根据氧量计算来确定：
(1 + r )qV (Oi − Oe ) = qV ( ρ Si − ρ Se ) D ( ρ S i − ρ Se ) −1 r= Oi − Oe
ρSi，ρSe—分别为进水和出水BOD5浓度，mg/L； Oi，Oe—分别为进水和出水的溶解氧浓度，mg/L； D—去除每公斤BOD5所需的氧量（kg O2/kg BOD5 ）， 对于城市污水，D＝1.2～1.4kg O2/kg BOD5； qV—废水水量，m3/d。
qV ( ρ S 0 − ρ Se ) V = NV
qV—平均日设计污水量，m3/d； ρS0，ρSe—分别为进水与出水的BOD5，mg/L； NV—有机容积负荷率，kg BOD5/m3•d（城市污水可 用1.0～1.8）。
2、生物接触氧化法的总面积A和座数n
V A= h0
A N = A1
h0—填料高度，一般采用3.0m； A1—每座池子的面积，m2，一般＜25m2。 3、池深h
二、生物转盘的设计计算
生物转盘工艺设计的内容有：转盘的面积、转盘片 数、废水槽的有效长度、废水槽有效容积、转盘最小转 速、停留时间。 工艺设计原则：以BOD5负荷或水力负荷进行估算， 以停留时间进行核算。 生物转盘的负荷率与废水性质、废水浓度、气候条 件及构造、运行等多种因素有关，设计时可以通过试验 或根据经验值确定。 1、生物转盘的设计计算方法 ⑴ 通过实验求得需要的设计参数 ⑵ 用经验图表或经验值计算
3、生物转盘的优缺点 生物转盘同一般生物虑池相比，具有一系列的优点： ⑴ 无堵塞现象； ⑵ 生物膜与废水接触均匀，盘面面积的利用率高，无沟 流现象； ⑶ 废水与生物膜的接触时间较长，而且易于控制，处理 程度比高负荷虑池和塔式虑池高，可调整转速改善接触条 件和充氧能力； ⑷ 同一般低负荷虑池相比，它占地较小，如采用多层布 置，占地面积可同塔式生物虑池相媲美； ⑸ 系统的水头损失小，能耗省。
六、稳定塘系统的工艺流程 稳定塘处理系统由预处理设施、稳定塘和后处理设施 等三部分组成。 1、稳定塘进水的预处理 常用设备有隔栅、普通沉砂池和沉淀池。若塘前有提 升泵站，而泵站的隔栅间隙小于20mm时，塘前可不另设隔 栅。原污水中的悬浮固体浓度小于100mg/L时，可只设沉砂 池，以去除砂质颗粒。原污水中悬浮固体浓度大于100mg/L 时，需考虑设置沉淀池。 2、稳定塘的流程组合
生物转盘的进水方式 （a）进水方向和转盘的旋转方向一致。这种进水方 式的特点是废水在氧化槽中混合较均匀，水头损失小， 但脱落的生物膜不易随水流出； （b）进水方向和转盘的旋转方向相反。这种进水方 式废水混合较差，水头损失稍大，池中脱落的膜易顺 利流出； （c）进水方向垂直于盘片。这种进水方式会造成第 一级废水浓度高，微生物耗氧速度过快。往往出现溶 解氧供应不足的情况。
第三节 生物接触氧化法
一、概述
生物接触氧化法的处理构筑物是浸没式生物滤池，也 称生物接触氧化池。 生物接触氧化法的特点： ⑴ 由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好。生物 接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气 池及生物虑池，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负 荷； ⑵ 生物接触氧化法不需要污泥回流，也就不存在污泥膨 胀问题，运行管理简便； ⑶ 由于生物固体量多，水流又属完全混合型，因此生物 接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力；
二、好氧塘
1、好氧塘的种类 根据在处理系统中的位置和功能，好氧塘可分为三种类 型。 ⑴ 高负荷好氧塘：设置在处理系统的前部，目的是处理 污水和产生藻类。特点是塘的水深较浅，水力停留时间 较短，有机负荷高。 ⑵ 普通好氧塘：用于处理污水，起二级处理作用。特点 是有机负荷较高，塘的水深较高负荷好氧塘大，水力停 留时间较长。 ⑶ 深度处理好氧塘：深度处理好氧塘设置在塘处理系统 的后部或二级处理系统之后，作为深度处理设施。特点 是有机负荷较低，塘的水深较高负荷好氧塘大。
第十二章 稳定塘和污水的土地处理
第一节 稳定塘
一、概述
1、概念：稳定塘又名氧化塘或生物塘，其对污水的净化过 程与自然水体的自净过程相似，是一种利用天然净化能力处 理污水的生物处理设施。 2、分类 按塘内的微生物类型、供氧方式和功能等分： ① 好氧塘 ③ 厌氧塘 ⑤ 深度处理塘 ② 兼氧塘 ④ 曝气塘
第四节 生物流化床
生物流化床处理技术是借助流体（液体、气体）使表 面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）呈流态化，同时 进行去除和降解有机污染物的生物膜法处理技术。
一、基本原理
1、固定床阶段 2、流化床阶段 3、液体输送阶段
二、生物流化床的类型 根据生物流化床的供氧、脱膜和床体结构等方面的 不同，好氧生物流化床主要有下述两种类型： 1、两相生物流化床 废水与回流水在充氧设备中与氧混合，使废水中的 溶解氧达到32～40mg/L（纯氧源）或9mg/L（空气源）， 然后进入流化床进行生物氧化反应，再由床顶排出。随 着床的操作，生物粒子直径逐渐增大，定期用脱落器对 载体机械脱膜，脱膜后的载体返回流化床，脱除的生物 膜则作为剩余污泥排出。对于一般浓度的废水，一次充 氧不足以保证生物处理所需要的氧量，必须回流水循环 充氧。
2、基本工作原理
3、好氧塘内的生物种群 好氧塘内的生物种群主要有藻类、菌类、原生动物、 后生动物、水蚤等微型动物。 4、好氧塘的设计 好氧塘的工艺设计的主要内容是计算好氧塘的尺寸和 个数。目前多采用经验数据进行设计。 好氧塘主要尺寸的经验值如下： ⑴ 好氧塘多采用矩形，表面的长宽比为3:1～4:1，一般以 塘的1/2处的面积作为计算塘面。塘堤的超高为0.6～1.0m。 单塘面积不宜大于4ha。 ⑵ 塘堤的内坡坡度为1:2～1:3（垂直:水平），外坡坡度 为1:2～1:5（垂直:水平）。 ⑶ 好氧塘的座数一般不少于3座，规模很小时不少于2座。
2、按负荷率进行计算 ⑴ 转盘总面积
处理水量， 处理水量， m3/d
qV ρ S 0 2 A= (m ) N
⑵ 转盘盘片数
进水BOD5， ， 进水 mg/L
生物转盘的 负荷率， BOD5负荷率， g/m2•d
4A 0.64 A m= = 2 2 2πD D
转盘直径，m
⑶ 废水处理槽有效长度
L = m( a + b) K
⑷ 生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M保持在较 低水平，污泥产量较低。 二、生物接触氧化法的构造 生物接触氧化池的主要组成部分有池体、填料和布水布 气装置。 填料要求比表面积大、空隙率大、水力阻力小、强度 大、化学和生物稳定性好、能经久耐用。
三、生物接触氧化池的设计计算
生物接触氧化池工艺设计的主要内容是计算池子 的有效容积和尺寸，空气量和空气管道系统计算。 1、生物接触氧化池的有效容积(即填料体积)V