第2章 污水处理典型设备设计——生物滤池

生物膜的组成
细菌（好氧、 厌氧、兼性） 真 菌 藻 类 原生 动物 后生 动物 一些肉眼可见的蠕 虫、昆虫的幼虫
生物膜脱落原因
低负荷滤池中，原因复杂，昆 虫及其幼虫的活动促使生物膜 脱落； 高负荷滤池中，水力冲刷使生 物膜不断脱落，生物膜厚度与 滤率大小有关。
有机物转化深度
低负荷滤池：有机物被深度转 化，出水中硝酸盐含量较高， 残膜呈深棕色，类似腐殖质， 沉淀性能较好； 高负荷滤池：只有在负荷率较 低时，出水才含有较低的硝酸 盐，残膜易腐化。
池底 集水沟
生物滤池法的流程
低负荷生物滤池又称普通生物滤池。 •优点：处理效果好，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。
交替式二级生物滤池法的流程
图2-5-11
•运行时，滤池是串连工作的，污水经初步沉淀后进入一级生物滤池，出 水经相应的池去除中间沉淀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。 •工作一段时间后，一级生物滤池因表面生物膜的累积，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物滤池。 •交替式二级生物滤池法比并联流程负荷率可提高两、三倍。
国外一般采用双层滤床，高7m左右；国内常采用多层的“塔式” 结构，高度在10m以上。 滤床四周，一般设池壁，池壁起围护滤料，减少污水飞溅的作 用。常用砖、石或混凝土砌筑。
图2-5-9
图2-5-10
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
池底排水系统的组成
排水假底
排水假底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池平面的 5％～8％，高于池底0.4～0.6 m。 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，两侧底面向集 水沟倾斜，池底和集水沟的坡度约1％～2％。 集水沟要有充分的高度，并在任何时候不会 满流，确保空气能在水面上畅通无阻，使滤 池中空隙充满空气。
影响生物滤池性能的主要因素
生物滤池中有机物的降解过程 同时发生着多过程
有机物在 污水和生 物膜中的 传质过程 有机物的 厌氧和好 氧代谢过 程 氧在污水 和生物膜 中的传质 过程 生物膜的 生长和脱 落等过程
图2-5-8
滤床高度同滤料的密度有密切关系
石质拳状滤料组成的滤床高度一般在1～2.5m之间。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，过 高会影响排水系统和滤池基础 结构。
塑料滤料每立方米仅重100kg左右，孔隙率高达93%～95%， 滤床高度不但可以提高，而且可以采用双层或多层构造。
回流式二级生物滤池法的流程
回流生物滤池法流程 qv：污水流量，r：回流比
国外运行的经验表明，在处理城市 污水时，回流式生物滤池的处理效 率大致如下： 单级滤池法 当滤池负荷率在1.7kg （BOD5）/m3· d（滤料）以下时，出水的 BOD5约为滤池进水的BOD5的1/3。
二级滤池法 二级池的出水BOD5为二级池 进水BOD5的1/2；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 水的BOD5为进水BOD5的1/2。 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。
滤料粒径并非越小越好，会造成堵塞，影响通风。早期主要以拳状碎石为 滤料为主，其直径在3～8cm左右，空隙率在45%~55%左右，比表面积（可附 着面积）在65～100m2/m3
两种常见的塑料滤料
国内目前采用的玻璃钢蜂窝状块状滤料，孔心间距在 20mm左右，空隙率95%左右，比表面积在200m2/m3。
第2章 污水处理典型设备设计 2.5 生化处理设备设计 ——生物滤池
1893年英国Corbett在Salford创建了第一个具有喷嘴布 水装置的生物滤池。
生物膜法是对污水土地的模拟和强化。
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。 生物膜法的主要优点是对水质，水量变化的适应性较强。 生物膜法的共同特点是微生物附着在介质“滤料”表面上， 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H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质， 污水得到净化，所需氧气一般来自大气。
生物滤池 机理
生物滤池的工作情况
挂
膜
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、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，形成一层充 满微生物的粘膜，称为生物膜。这个起始阶段称为挂膜，是 生物滤池的成熟期。
生物滤池 机理 生物滤池的工作情况
•污水流过成熟滤床时，污水中的有机Baidu Nhomakorabea染物被生物膜中的微生物吸附、降解， 从而得到净化。
•生物膜表层生长的是好氧和兼性微生物，其厚度约2 nm。在这里，有机污染 物经微生物好氧代谢而降解，终点产物是H2O、CO2、NH3等。
•由于氧在生物膜表层已耗尽，生物膜内层的微生物处于厌氧状态。在这里， 进行的是有机物的厌氧代谢，终点产物为有机酸、乙醇、醛和H2S等。 •由于微生物的不断繁殖，生物膜逐渐增厚，超过一定厚度后，吸附的有机 物在传递到生物膜内层的微生物以前，已被代谢掉。此时，内层微生物因 得不到充分的营养而进入内源代谢，失去其粘附在滤料上的性能，脱落下 来随水流出滤池，滤料表面再重新长出新的生物膜。
生物滤池法的流程
图2-5-1
图2-5-2
生物膜法的 主要设施
图2-5-4
图2-5-5
图2-5-7
典型生物滤池的构造
滤 床 布水设备 排水系统
滤 床
滤床由滤料组成。滤料是微生物生长栖息的场所，理想的滤料应具备 下述特性： ①能为微生物附着提供大量的面积； ②使污水以液膜状态流过生物膜； 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 能随水流出滤池； ④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； ⑤有一定的机械强度； ⑥价格低廉。