生物滤池

q 'V
——每根布水横管最大实际流量， m3 ——横管进水端流速， m/s； ——回流比； ——每个滤池处理的水量， m3 /s； ——横管数。
2) 交替式二级生物滤池法流程
3) 回转式生物滤池法流程
a. 单级滤池法 b. 二级滤池法
低负荷生物滤池
低负荷生物滤池又称为普通生物滤池， 在处理城市污水方面，有长期运行的经验。 优点：处理效果好，BOD去除率达90%以上， 出水BOD可降到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，易堵塞，灰蝇很多，影响 环境卫生。
碳氧化/部分硝 化曝气生物滤池 （C/N池）
降解污水中含碳有机物并对氨氮 进行部分硝化
BOD负荷kgBOD/m3· d 硝化负荷kgNH4-N/m3· d 空床水力停留时间min
滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2· h（m/h）
硝化曝气生物滤 池（N池） 对污水中的氨氮进行硝化 硝化负荷kgNH4-N/m3· d 空床水力停留时间min 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2· h（m/h） 前置反硝化生物 利用污水中的碳源对硝态氮进行 滤池（per-DN池） 反硝化 反硝化负荷kgNO-3-N/m3· d 空床水力停留时间min 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2· h（m/h）
生物滤池处理系统包括生物滤池和二沉 池，有时还包括初沉池和回流泵。其功能设计 一般包括：
1. 2. 3. 4.
滤池类型的选择 流程的选择 滤池个数和滤床尺寸的确定 回转式布水器的计算
滤池类型的选择
1) 低负荷生物滤池 基本不用，仅在污水量小、地区较偏僻、 石料不贵的场合。 2) 高负荷生物滤池 分为回流式和塔式两种生物滤池，具体 选择要通过方案比较决定。占地面积、基建 费用和运行费用的比较，常起关键作用。
m
（4-4）
（4-5）
Se (1 r ) K ' Si r Se 1 r qV e h Si r Se 1 r A
n
解上式得：
h
Si r Se ln Se (1 r )
Si r Se K ' 1 r
高负荷生物滤池
高负荷生物滤池采用了新型滤料，革新 流程，负荷率大大提高，体积大大缩小。包括 回转式生物滤池和塔式生物滤池。 优点：运行较灵活，可以通过调整负荷率和流 程，得到不同的处理效率（65%~90%）。 缺点：负荷率高时，有机物转化较不彻底，排 出的生物膜容易腐化。
传统生物滤池法基本流程图
随着滤床深度增加，微生物从低级趋向 高级，种类逐渐增多，生物膜量由多到少。 生物滤池的处理效率，在一定条件下随 滤床高度增加而增加，当高度超过某一数值 （随具体情况而定）后，处理效率提高微不足 道，不经济。 滤床不同深度处的微生物种群不同，反 映了滤床高度对处理效率的影响同污水水质有 关。
负荷率
生物滤池的负荷率是一个集中反映生物滤池工作 性能的参数，同滤床的高度一样，负荷率直接影响生 物滤池的工作。
滤池个数和滤床尺寸的确定
生物滤池的工艺设计内容是确定滤床的 总体积、面积和高度。 设计时可按负荷率计算，或经过试验后 用经验公式计算。 城市污水常用有机负荷率。 总体积、高度、校核。
滤床的总体积（V）
V
式中：
mg/L
S 0 qV
N
10
8
3； —— 滤床总体积， m V S 0——污水进滤池前的BOD5平均值，
S
K
式中：
可以用下式求得
qV ——滤池进水流量， m3/d； A ——滤床的面积，m2； K ' ——系数，与进水水质，滤率有关； m ——与进水水质有关的系数； ——与滤池特性，滤率有关的系数。代入 n 前式可得： S m n exp[ K ' S 0 (qV / A) h] S 0 （4-3）
生物滤池
（一）生物滤池的构造 （二）生物滤池法的流程 （三）生物滤池的机理 （四）生物滤池的计算 （五）生物滤池系统的功能设计 （六）生物滤池的运行及其经验
（一）生物滤池的构造
采用回转式布水器的普通生物滤池和塔式生物滤池 是两种典型的生物滤池。
1. 滤床 2. 布水设备 3. 排水系统
塔式生物滤池
精处理曝气生物 滤池
对二级污水处理厂尾水进行含碳 有机物降解及氨氮硝化
硝化负荷kgNH4-N/m3· d 空床水力停留时间min
校
核
生物滴滤-农村生活污水
进水BOD5/mg · L-1
滤率/(m3 · m2 · d-1) BOD5负荷/kg/(m3 · d-1)
120
25
150
20 0.2~0.3
c. 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。
滤床的高度确定
一般是根据经验或试验结果确定。 例如： 低负荷生物滤池 2m左右 两级回流生物滤池 1.0~1.8m 塔式生物滤池 8m以上 总体积、高度 总面积。总面积 不大时可采用1个或2个滤池。目前生物滤池最 大直径60m，通常35m以下。
200
15
回转式布水器的计算
1) 布水横管根数与直径 2) 孔口数和在布水横管的位置 3) 布水器的转速
布水横管根数与直径
布水横管根数决定于池子和滤率的大小， 布水量大时用4根，一般用2根。横管直径（D1） 计算公式为：
D1 2000

q'V
(mm)
(1 r )qV q'V n
式中： /s；
qV 初沉池
污泥
入流 生物滤池 污泥回流（需要时） 进水井 馈水池
qV
二沉池
qV
交替式二级生物滤池法流程
生物 滤池 初沉池 生物 滤池 二沉池
二沉池 泵 泵
单级回转式滤池法流程
rqV qV
初沉池 生物 滤池 二沉池
qV
rqV qV
初沉池 生物 滤池 二沉池
qV
二级回转式滤池法流程
r1qV qV
qV ——污水日平均流量， m3/d,采用回流 qV (1 r )时，此项应为 3d —— 有机负荷率， kg BOD / m 5 N
计算时应注意：
a. 计算时采用的负荷率应与设计处理效 率相应
b. 影响处理效率的因素很多，除负荷率 之外，主要的还有污水浓度、水质、 温度、滤料特性和滤床高度。对于回 流滤池,还有回流比。
/(mg/L)
/ (mg/L)
2
100
生物膜内的深度/ m
图c.有机物浓度较高，氧不足
有 100 机 物 80 浓 度 60 40 COD=500mg/L 有机物 氧 qv=18L/h 10 8 6 4 氧 的 浓 度
/(mg/L)
/ (mg/L)
20
20 40 60 80
2
100
生物膜内的深度/ m
布水器 进水管
塔身
支座 滤床
进水
底座
出水
滤床
滤床由滤料组成。 理想滤料的特性：
环状塑料滤料 波纹状塑料滤料
a. 能为微生物附着提供大量的表面积 b. 使污水以液膜状态流过生物膜 c. 有足够的空隙率，保证通风和使脱落的生物膜 能随水流出滤池 d. 不被微生物分解，也不抑制其生长，有较好的 化学稳定性 e. 有一定机械强度 f. 价格低廉
3.0～12.0
0.6～1.0 30～45 8.0～10.0（含回流） 0.8～1.2 20～30 8.0～12.0 1.5～3.0 15～25 3～5.0 0.3～0.6 35～45
后置反硝化生物 利用外加碳源对硝态氮进行反硝 滤池(post-DN池） 化
反硝化负荷kgNO-3-N/m3· d 空床水力停留时间min 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2· h（m/h）
布水设备
设置布水设备的目的是为了使污水能均 匀的分布在整个滤床表面上。 生物滤池的布水设备分为两类： 1. 移动式（常用回转式）布水器
2. 固定式喷嘴布水系统
排水系统
池底排水系统的作用：
1. 收集滤床流出的污水与生物膜 2. 保证通风 3. 支持滤料
（二）生物滤池法的流程
1. 分类 1) 低负荷生物滤池 2) 高负荷生物滤池 2. 流程 1) 传统普通生物滤池的流程
m
1 r qV A
T 20
n
（4-6）
生化反应速度受温度影响，可以用下式校正：
K 'T K '( 20 )1.035
生物滤池示意图 qV Si (qV qVr ) S0 q
h
h0 qV Se
二沉池 滤池
Vr
Se
污泥
(五) 生物滤池系统的功能设计
（四）生物滤池的计算
污水流过滤池时，污染物浓度的下降率——每 单位滤床高度（h）去除污染物的量（以浓度 S 计），同该污染物的浓度成正比，即
积分，得
即
S ln Kh S 0 S Kh e S 0
d S K S dh
（4-1）
式中： d
——污染物浓度（以CODB、BOD5或 dh 特定指标表示）的下降率； S 0 ——滤池进水污染物浓度，mg/L； S ——床深为h处水中的污染物浓度， mg/L； h ——离滤床表面的深度，m； K ——反映滤池处理效率的系数，同污 水性质，滤池的特性以及滤率有 关，布水方式也可能对其产生影 响。
空 气
O2
生物膜的构成
a. 细菌、真菌 表层多位异养菌、深层多为自养菌 b. 微型生物 原生动物：如钟虫、附着型纤毛虫等； 后生动物：如线虫（有利于更新生物膜）。 c. 滤池蝇 与线虫同为生物膜生长控制因素
影响生物滤池性能的 主要因素
1) 2) 3) 4) 滤池高度 负荷率 回流 供氧
滤池高度
校
核
曝气生物滤池
类型
功能
参数 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2· h（m/h）
取值 3.0～6.0 2.5～6.0 40～60 2.5～4.0 1.2～2.0 0.4～0.6 70～80
碳氧化曝气生物 滤池（C池）
降解污水中含碳有机物
BOD负荷kgBOD/m3· d 空床水力停留时间min 滤池表面水力负荷（滤速）m3/m2· h（m/h）
此式可直接用于无回流滤池的计算。
K Βιβλιοθήκη BaiduK ' (qV / A)
m S0
n
（4-2）
当采用回流滤池时，应考虑回流的影响，按示意图建 立物料恒算式：
qV Si qVr Se (qV qVr ) S 0 q Vr ，得： 用回流比 r 代替 qV Si r Se S 0 1 r （4-5）代入（4-3）得
初沉池 一级 滤池 二级 滤池
r2 qV
二沉池
qV
r1qV qV
初沉池 一级 滤池
r2 qV
二级 滤池
二沉池
qV
qV
（三）生物滤池的机理
1. 生物滤池的工作状况
2. 影响生物滤池性能的主要因素
生物滤池的工作状况
附着 厌氧 好氧 水层 生物膜 流动 水层
BOD CO2
滤 料
H2 O H2S
CO2 NH3 O2 O2
流程的选择
1) 是否设初沉池 当废水含悬浮物较多，采用拳式填料时，需 有初沉池以防生物滤池堵塞。处理城市污水 一般有初沉池。 2) 考虑二沉池出水回流
a. 入流有机物浓度较高，可能引起供氧不足；
b. 水量很小，无法维持水力负荷率在最小经验值以 下时； c. 污水中某种污染物在高浓度时可能抑制微生物生 长的情况下，应考虑回流。
有 机 物 40 浓 度 20 氧 COD=600mg/L 有机物 qv=18L/h 10 8 6 4 氧 的 浓 度
/(mg/L)
/ (mg/L)
2
20 40 60 80 100
生物膜内的深度/ m
图b.氧基本满足要求
有 80 机 物 60 浓 度 40 20 20 40 60 80 COD=400mg/L 有机物 氧 qv=18L/h 10 8 6 4 氧 的 浓 度
b. 提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶臭； c. 可改善进水的腐化状况、提供营养元素和降低毒物浓 度； d. 调节和稳定进水。
供氧
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。
生物膜内氧和有机物浓度示意图
图a.进水有机物浓度较低
图b.氧基本满足要求 图c.有机物浓度较高，氧不足
图a. 进水有机物浓度较低
a. 水力负荷率（以流量为准） 单位： m3 (水)/ m3· d b. 表面水力负荷率（滤率为单位） 单位： m3 (水)/ m2· d c. 有机负荷率（BOD5为准） 单位： kg(BOD或特定物质)/ m3· d
回流
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做回流比。 回流对生物滤池性能有下述影响： a. 回流可提高生物滤池的滤率 低负荷 高负荷；