第十四章 生物膜法

2．接触反应槽 半圆形，盘片直径40%浸没于污水中，盘片边缘与槽内 面间距≥150mm，进出水采用锯齿形溢流堰，槽底设放空管。 对于多级生物转盘在级与级之间设导流槽。 3．转轴与驱动装置 1）转轴：实心钢轴或无缝钢管，长L=0.5~7.0m，否则 易扰曲变形，发生折断或扭断，直径d=50~80mm。 2）驱动装置：电机→减速器→转动链条→轴，转速 0.8~3.0r/min，线速度10~20m/min。不能过高或过低。
18.3
生物转盘
18.3.1 生物转盘基本构造
由盘片、转轴与驱动装置、接触反应槽三部分组成。
1．盘片
1）材质：要求轻质高强、耐腐不变形、取材加工方便，一般采 用聚氯乙烯或聚脂玻璃钢制作。ζ =3~7mm（ζ =10~15） 2）形状、大小：圆形、正多角形，为波纹状盘片，此时表面积 可提高一倍。直径Φ：2~3.6m，最大Φ5.0m 3）盘片间距：一般为30mm，多级转盘前级数为25~35mm，后 级数10~20mm。
工艺流程：
原污水 格栅 调节沉淀池 生物转盘 二沉池 PAC 滤池 接触消毒池 出水
原污水水质： COD＝133.2～178 mg/L,BOD5=67～89.2 mg/L,SS＝45～92 mg/L。 出水水质： CODcr≤50mg/L,BOD5≤10mg/L,SS≤10mg/L， 浊度≤10度，总大肠杆菌≤3个/L.
第十八章 生物膜法
18.1 生物膜法的基本原理 18.2 生物滤池 18.3 生物转盘
18.4 生物接触氧化
18.5 生物流化床
18.1
生物膜法的基本原理
18.1.1 有机物降解机理
1．生物膜的构造及其对有机物的降解 1）构造（图18-1） 好氧层：2mm土厚，有机物的降解主要在此 厌氧层： 2）有机物降解过程 空气中氧溶解于流动水层中； 污水中有机物由流动水层传递到附着水层， 在进入生物膜； 微生物代谢有机物。
3．生物转盘的新进展
（1） 空气驱动的生物转盘
（2）与沉淀池合建的生物转盘
（3）与曝气池合建的生物转盘
空气驱动生物转盘 转动方向
补助曝气管
旋转水流
图18-9 与曝气池相组合的生物转盘
曝气管
18.3.4 工程实例
济南市南郊宾馆污水净化站采用的生物转 盘为主体的二级生化处理工艺，近期安装二 组直径为3 m的转盘，其中一级为三级转盘， 另一组为四级转盘。二组转盘并联运行处理 流量42 m3/h（1000 m3/d）。当污水量 小于21 m3/h，只用一组转盘。远期再安装 一组生物转盘。远期处理流量为63 m3/h （1500 m3/d）。
（2）滤塔的表面面积
V A H
式中： A——滤塔的表面面积，m2；
H——滤塔的工作高度，m；其值根 据下表18-1所列数据确定。
表18-1 进水BODu与塔滤高度的关系 进水BODu/ （mg/L） 滤塔高度（m）
250
8
300
10
350
12
450
14
500
16
（3）塔滤的水力负荷
Q q A
18.4.2 生物接触氧化的基本构造
1．构造 由池体、填料、进水装置、曝气系统组成
1）池体：圆形、矩形、方形。填料高3~3.5m，底 部布气层高为0.6~0.7m，顶部稳定水层 0.5~0.6m，H总=4.5~5.0m
2）填料：· 蜂窝式填料 · 波纹板状填料 · 半软性填料 · 弹性立体填料 · 不规则粒状填料 · 球状填料
18.3.3 生物转盘操作系统
1. 生物转盘处理系统基本工艺流程
2. 生物转盘处理系统工艺流程组合
生物转盘宜于采用多级处理方式,一般可分为单轴 单级、单轴多级和多轴多级等。图所示的是生物转盘 二级处理流程 。
2. 生物转盘系统的特征
1）微生物浓度高，达40~60g/l， F/M=0.05~0.1，∴处理效率高。 2）生物相分级：第一级异养菌；第二级原、后生动 物；第三~四级丝状性藻类。 3）污泥龄长，具有硝化、反硝化功能。 4）能处理高浓度有机废水，耐冲击负荷。 Sa=10000mg/l→10mg/l，效果好。 5）食物链长，污泥量少，为活性污泥法的 1/2左右， 约0.25Kg/KgBOD5。 6）能耗小，不需曝气与污泥回流，0.7Kw· h/Kg BOD5。 7）便于维护管理。 8）不会发生二次污染现象。 9）流态：完全混合—推流式。
WL
填料层 曝气用空气管 反冲洗用空气管 图18-7 承托层 处理水排水管 反冲洗水进水管 曝气生物滤池构造示意图
2）工艺特点
18.2.4 工程实例
广东省肇庆市蓝带啤酒厂，年产20万T蓝 带啤酒。蓝带啤酒厂污水处理站设计污水处 理量为6000m3/d，设计污水水质为：
COD＝3000mg/L，BOD5=800 mg/L，SS＝300 mg/L，色度＝100，PH＝6～9，温度40℃。
2)生物膜的脱落
3)生物膜脱落的原因 内因 厌氧菌营养耗尽而死亡，其附着力降低，很快脱落 气态代谢产物不断逸出，破坏了好氧层生态的稳定，使 二者失去了平衡，生物膜老化 气态产物的积累，将膜顶起 外因 水流的冲刷作用，加大水量，则冲刷力增大
18.1.2 微生物学特性
1.参与净化反应微生物多样化；
(1) 原污水
处理水
(2)
原污水
处理水
(3)
原污水
处理水
(4)
原污水 处理水 处理水
(5)
原污水
初次沉淀池；
处理水回流 生物污泥回流
-高负荷生物滤池；
二次沉淀池；
图18-2
高负荷生物滤池典型流程
3、塔式生物滤池
1）塔式生物滤池的特征 （1）在构造方面的特征 （2）在工艺方面的特征 ① 高负荷率； ② 滤层内部的分层，能够承受较高的有机污染 物的冲击负荷。
4、排水系统 排水系统处于滤床的底部，其作用是 收集、排出处理后的废水和保证良好的通 风；一般由渗水装置、汇水沟和总排水沟 所组成；渗水装置用于支撑滤料，其排水 孔隙的总面积应不小于滤池表面积的20%； 渗水装置与池底之间的距离一般应在0.4m 以上，以利通风，一般在出水区的四周池 壁均匀布置进风孔。
式中 q——水力负荷，m3/(m2•d)。
当有条件式，水力负荷q应由试验确定， 并行用上式校核，如通过试验所得到的水力 负荷值，若 q′=q，说明设计是可行的； q′> q，则可考虑适当降低滤池高度； q′< q，则应考虑加大滤池高度或采用 回流或多级滤池串联。
4．曝气生物滤池
1）系统与构造
原污水流入 溢流槽 反冲洗水排放管 中间排水管
2）塔式生物滤池的设计计算 当前，塔式生物滤池主要按BOD—容积负荷率 进行计算。对生活污水和城市污水可以参考国内、 外的运行数据选定。 （1）塔滤的滤料容积：V S a Q
Na
式中 V——滤料容积，m3;
Sa——进水BOD5，也可按BODu考虑，g/m3； Q——污水流量，取平均日污水量，m3/d； Na——BOD容积负荷或BODu容积允许负荷， （gBOD5/m3滤料•d）或gBODu/（m3滤料•d）
2．形式
按曝气装置的位置分为：分流式和直流式 按水流循环方式分为：填料内循环与外循环式
1）分流式接触氧化池：充氧与填料分置与单独的区间， 使污水在充氧间与填料间循环流动。（国外多采用） （1）中心曝气型
（2）单侧曝气型
分流式接触氧化池有利于微生物的生长繁殖， 供氧状况良好。但水流对生物膜冲刷力小，膜更新 慢，易堵塞。
要求处理后出水水质达到广东省污水排放 标准的二级二类标准。
COD≤110 mg/L，BOD5≤50 mg/L，SS≤100 mg/L，色度≤80，PH＝6～9。
该污水处理厂的工艺流程为：
原污水 调节池 UASB反应器 塔式生物滤池 混凝沉淀池 出水排放
塔式生物滤池设计容积负荷1.8Kg BOD5/( m3/d)，有效容积400 m3，采用 4座，每座滤池直径3.09m，滤池面积 7.5m2塔高18.5 m，滤池高度13.5 m。水 力负荷为200 m3/( m2•d)，COD去除率65 ％，出水COD为142 mg/L。
18.2
生物滤池
18.2.1 生物滤池基本构造
构造：池体、滤料、布水装置 、排水系统
1．池体 生物滤池的池体多为圆形、方形或矩形； 池壁可有孔洞或不带孔洞的两种形式，有孔 洞的池壁有利于滤料的内部通风，但在低温 季节，易受低温的影响，使净化功能降低； 池壁一般要求高于滤料表面0.5~0.9m。
处理后出水达到CJ25.1—89《生活杂用水水质 标准》，作为宾馆人工湖补给水和浇灌果树、绿地及 洗车等用途。
18.4 生物接触氧化
18.4.1 生物接触氧化的工作原理
生物接触氧化处理技术的实质之一是在池内充 填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定 的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生 物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能 的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到 净化。 生物接触氧化处理技术的另一项技术实质是采用 与曝气池相通的曝气方法，向微生物提供气所需要 的氧，并起到搅拌与混合作用。 据上所述，生物接触氧化是一种介于活性污泥法 与生物滤池两者之间的生物处理技术，兼具两者的 优点，也可以说是具有活性污泥法特点的生物膜法。
生物膜 厌氧 好氧
附 着 水 层
流 动 水 层 CO2 CO2 H2O NH3 空 BOD
BOD
滤 料 O2 BOD
气
H2O BOD CO2 CO2 H2S NH3 CO2
Hale Waihona Puke O2图18-1生物滤池滤料上生物膜的构造（剖面图）
2. 生物膜的生长与脱落
1) 生物膜的生长 生物膜的形成 生物膜的成熟