第17章生物膜法详解

第17章生物膜法
17.1 概述
17.1.1生物膜及其形成过程
1. 生物膜的生长
含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面增殖和生长，形成一层薄的生物膜。

当细菌及其它各种微生物组成的生物膜和生物膜对有机物的降解都达到了平衡和稳定状态，则表明生物膜已成熟。

生物膜增长过程可概括为六个阶段：
（1）潜伏期（或称适应期）
（2）对数增长期（或称动力学增长期）
（3）线性增长阶段
（4）减速增长期
（5）生物膜稳定期
（6）脱落期
2.生物膜脱落的原因
⑴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。

⑵外因
水流的冲刷作用，加大污水量，则污水水流对生物膜的冲刷力增大
17.1.2生物膜的构造及净化机理
1.) 生物膜的构造
(1) 好氧层：2mm土厚，有机物的降解主要在此进行
(2) 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，再进入生物膜；微生物代谢有机物。

17.1.3生物膜的微生物相
细菌、真菌、藻类（在有光条件下）、原生动物和后生动物等
17.1.4生物膜法工艺的基本流程
生物膜法处理系统基本流程
17.1.5生物膜反应器
普通生物滤池（好氧）
原废水处理水
二沉池
生物膜反应器
初沉池
回流
污泥污泥
高负荷生物滤池（好氧）
生物滤池塔式生物滤池（好氧）
厌氧生物滤池（厌氧）
固定床曝气生物滤池（好氧）
好氧生物转盘（好氧）
生物转盘
厌氧生物转盘（厌氧）
生物接触氧化法（好氧）
生物膜反应器微孔膜生物反应器（好氧）
两相流化床（好氧）
三相流化床（好氧）
生物流化床厌氧流化床（厌氧）
气提式生物膜反应器（好氧）
流动床机械搅动床（好氧、厌氧）
厌氧生物膜膨胀床（厌氧）
移动床生物膜反应器（好氧、缺氧）
17.1.6生物膜法的特征与发展趋势
1.生物相方面的特征
1）微生物种类多样化；
2）生物的食物链长；
3）能够存活世代时间较长的微生物；
4）分段运行与优势菌种。

2.处理工艺方面的特征
1）对水质、水量变动有较强的适应性；
2）剩余污泥的沉降性能良好，宜于固液分离；
3）能处理低浓度的污水，使BOD5=20～30mg/l的污水降至5～10mg/l；
4）易于维护运行，运行费用少。

17.2 生物滤池
17.2.1普通生物滤池
又名滴滤池，是第一代的生物滤池。

生物滤池工作原理
生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术，已有百余年的发展史。

污水长时间以滴状喷洒在块状滤料层的表面上，在污水流经的表面上就会形成生物膜。

含有污染物的废水从上而下从长有丰富生物膜的滤料的空隙间流过，与生物膜中的微生物充分接触，其中的有机污染物被微生物吸附并进一步降解，从而使得废水得以净化。

1.普通生物滤池的构造与特征
1）池体
生物滤池的池体多为圆形、方形或矩形；池壁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。

2）滤料
滤料是生物滤池的主体，它对生物滤池的净化功能有直接影响。

其一般要求：大的表面积；有足够大的孔隙率；有较好的机械强度，不易变形和破碎。

（1）一般为实心拳状滤料，如碎石、卵石、炉渣等；
（2）工作层的滤料的粒径为25～40mm，承托层滤料的粒径为70～100mm；
（3）滤料的粒径愈小，比表面积就愈大，处理能力可以提高；但粒径过小，孔隙率降低，则滤料层易被生物膜堵塞；
（4）一般当滤料的孔隙率在45%左右时，滤料的比表面积约为65～100m2/m3。

3) 布水装置
固定喷嘴式布水系统。

该系统主要由投配池、布水管道和喷嘴等几部分所组成。

布水装置的优点是运行方便，宜于管理和受气候的影响较小，缺点是需要的水头较大，约20m。

喷水周期一般为5～8min，小型污水处理厂不应大于15min。

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。

普通生物滤池的流程
污水
预处理（格栅、沉砂池、初沉池等） 生物滤池→二沉池
排放
2.普通生物滤池的设计与计算
一般按负荷率法进行计算。

负荷率有两种表示方式，一是BOD5容积负荷率，二是水力
负荷率。

BOD5容积负荷率（NV ）：在保证处理水质达到要求的前提下，每m3滤料每天所能承受的有机物的量，其单位为gBOD5/(m3滤料﹒d)或KgBOD5/(m3滤料﹒d) 。

水力负荷率（Nq ）：在保证处理水质达到要求的前提下，每m3滤料或每m2滤池表面每天可以处理的水量，单位为 m3／（m3滤料﹒d ）或 m3／（m2滤池表面﹒d ）。

滤料的体积V ：
V
N Q
S V 0
计算滤池的表面积A ：
A=V/H
校核水力负荷：
N q =Q/A
2) 优缺点 普通生物滤池优点：
(1) 处理效果良好，BOD 的去除率可达95％以上； (2) 运行稳定、易于管理、节省能源。

缺点：
(1) 占地面积大、不适于处理量大的污水；
(2) 滤料易于堵塞，当预处理不够充分、或生物膜季节性大规模脱落时，都可能使滤料堵塞；
(3) 产生滤池蝇，恶化环境卫生； (4) 喷嘴喷洒污水，散发臭味。

普通生物滤池一般适用于处理日污水量不大于1000 m 3的小城镇污水或有机性工业废水。

17.2.2 高负荷生物滤池 第二代的生物滤池。

1.高负荷生物滤池的特征
在构造上，高负荷生物滤池与普通生物滤池基本相同 与普通生物滤池的不同之处：
（1）在平面上多呈圆形，使用连续工作的旋转布水器。

（2）滤料粒径较大，一般为40～100mm ，其中工作层滤料的粒径为40～70mm ，承托层则为70～100mm ；
滤料常采用卵石、石英砂、花岗岩等，一般以表面光滑的卵石为好；
目前常采用塑料滤料：多用聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等制成；形状有波纹板式、斜管
式和蜂窝式等。

进入高负荷生物滤池的BOD5值必须低于200mg/L ，否则用处理水回流加以稀释。

处理水回流可以产生以下效应：
（1）均化与稳定进水水量和水质；
（2）加大水力负荷，及时地冲刷过厚和老化的生物膜，加速生物膜更新，抑制厌氧膜的形成，使生物膜经常保持较高的活性； （3）抑制滤池蝇的过度滋长； （4）减轻散发的臭味。

总水量与原污水量之比称为循环比（F ）：
R Q Q F T
+==
1
经回流水稀释后的污水有机物浓度（Sa ）根据下列关系式计算：
R 1S S S e 0a ++=
R
2.高负荷生物滤池的工艺流程系统 (1)典型流程
(2) 二段滤池处理系统流程
当原污水浓度较高，或对处理水质要求较高时，可以考虑二段（级）滤池处理系统（如图18-3所示）。

特征
（1）大幅度地提高了滤池的负荷率；
（2）高负荷生物滤池的高滤率是通过限制进水BOD5和运行上采取处理水回流等技术措施而达到目的；
（3）处理水回流可以均化与稳定进水水质、加大水力负荷，及时地冲刷过厚和老化的生物膜，加速生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生物膜经常保持较高的活性；抑制滤池蝇的过度滋长，减轻臭味。

3. 高负荷生物滤池的工艺计算与设计
（1）参数的确定
·Nv-BOD - 容积负荷率；≤ 1200gBOD5/m3滤料·d
·N A-BOD - 面积负荷率； 1100 ～ 2000gBOD5/m2滤料表面·d
·Nq - 水力负荷率； 10 ～30m3/m2滤池·d
·以平均日污水量为设计水量，进滤池 BOD5的浓度 Sa < 200mg/l ，否则应采取处理水回流。

（2）确定进入滤池 BOD 5 浓度 Sa
Sa= αSe
式中：α - 系数，与滤料层高度，水温气温有关。

（3）回流稀释倍数 n=R=
（4）滤池面积 A（m2）与滤料容积 V（m3）
滤池面积：A＝
以 N A计算滤池表面积A，然后校核 Nv 与 Nq 。

滤料容积： V=A·D （m3）
式中：D- 滤料层高度，一般为 2m
（5）校核 Nv 与 Nq
Nv＝
Nq＝10～30m3/m2·d
（6）旋转布水器的计算与设计
①工作水头 H 的计算
H=h1 +h2 -h3 （m）
式中： H- 旋转布水器所需工作水头（m）
h1 - 旋转布水器竖管及布水横管沿程阻力（m）
h1=
h2 - 出水孔口局部阻力（m）
h2 =
h3 - 布水横管流速恢复水头（m）
h3=
式中：q－每根布水横管的污水流量，l/s
m-每根布水横管上的孔口数；d－孔口的直径，mm，一般10～15mm；
－布水横管的管径，mm；－旋转布水器的直径（滤池直径减去200mm）；
K－流量模数。

所以，H＝q2=
H一般为0.2～1.0mH2O水柱;但H实际=(1.5~2.0)H。

②布水横管上孔口数的确定
m＝
式中：－最末端的两个孔口间距的两倍数，一般为80mm
③每个孔口距滤池中心的距离 r i
r i=
式中：－布水器半径，m；i－从池中心算起，每个孔口在布水横管上的排列顺序。

④旋转周数 n
n＝Q1
Q1-每台布水器最大设计流量
17.2.3 塔式生物滤池
塔式生物滤池，简称滤塔，是在50年代初由前民主德国环境工程专家应用气体洗涤塔原理所开创的，属第三代生物滤池。

由于本工艺具有某些特征，受到污水生物处理领域专家的重视，得到较为广泛的应用。

1.塔式生物滤池的特征
1）在构造方面的特征
·塔身： H=8～24m ，直径ф =1～3.5m ，每层设置格栅，每层高≤ 2.5m
·滤料：多采用质轻、比表面积大和孔隙率高的人工合成滤料；
比表面积为100～220 m2/m3，孔隙率一般大于94%。

·布水装置：旋转布水器：大、中型塔滤：电机驱动、水力驱动
固定喷嘴式
布水器：小型滤池
·通风：自然通风、机械通风
2）在工艺方面的特征
①传质速度高；
②生物相分层，能承受较强的冲击负荷， Nq 高，池内部水流紊动强烈，通风良好，污水、空气、生物膜三者接触非常充分；
③生物膜有较好的活性；
④ηBOD5 =（ 60～85 ）% ，较低；
⑤ Sa ≥ 500mg/l 时需处理水回流。

2.塔式生物滤池的计算与设计
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。

下图是根据我国某生活污水处理站的塔滤约一年的运行数据，绘制的BOD5—容积负荷率与处理水BOD5值之间的关系曲线。

在设计处理低浓度BOD5生活污水的塔滤时，可作为选定BOD5容积负荷率的参考。

塔滤的工艺设计可以按BOD5—容积允许负荷率（gBOD u/m3滤料•d）进行，这一参数取决于处理水BOD u值的要求和污水在冬季的平均温度（℃）。

其中，(a)适用于污水量大于400 m3/d的生物滤塔的工艺设计，而（b）则适用于小水量（Q<400 m3/d）的塔滤的工艺设计。

在负荷率值确定后，可根据下列公式进行计算：
（1）塔滤的滤料容积：
式中： V——滤料容积，m3;
S a——进水BOD5，也可按BOD u考虑，g/m3；
Q——污水流量，取平均日污水量，m3/d；
N a——BOD容积负荷或BOD u容积允许负荷，（gBOD5/m3滤料•d）或gBOD u/（m3滤料•d）
（2）滤塔的表面面积
式中： A——滤塔的表面面积，m2；
H——滤塔的工作高度，m,其值根据下表所列数据确定。

进水BOD u与塔滤高度的关系
进水BOD u/（mg/L）250 300 350 450 500 滤塔高度（m）8 10 12 14 16
（3）塔滤的水力负荷
式中： q——水力负荷，m3/(m2•d)。

当有条件时，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q′=q，说明设计是可行的；
如q′> q则可考虑适当降低滤池高度，如q′< q,则应考虑加大滤池高度或采用回流或多级滤池串联。

17.2.4曝气生物滤池
1.系统与构造
2.特点
（1）氧转移率高，动力消耗低；
(2)自身具有截留原污水中悬浮物与脱落的生物污泥的功能，不需设沉淀池，占地面积少；
(3)比表面积大，微生物附着力强。

(4)池内能够保持大量的生物量，由于截留作用，污水处理效果良好。

(5)不需污泥回流，也无污泥膨胀之虑。

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=800mg/L,SS＝300mg/L，色度＝100，PH＝6～9，温度40℃。

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：
塔式生物滤池设计容积负荷1.8KgBOD5/( m3/d),有效容积400m3，采用4座，每座滤池直径3.09m，滤池面积7.5m2塔高18.5m，滤池高度13.5m。

水力负荷为200m3/(m2•d)，COD 去除率65％，出水COD为142mg/L。

17.3 生物转盘
17.3.1生物转盘的构造及净化原理
1.构造
生物转盘构造：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、耐腐蚀、耐老化、易于挂膜、比表面积大、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。

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：2.0～3.6m，最大Φ可达5.0m。

3)盘片间距：一般为30mm，多级转盘前数级为25～35mm，后数级10～20mm。

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≥100mm，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，接触反应槽分为若干格，格与格之间设导流槽。

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。

2.生物转盘工作原理
盘片交替与污水和空气相接触，在盘片上产生一层滋生着大量微生物的生物膜。

当生物膜与反应槽内污水接触时，污水中有机物被生物膜所吸附降解，当生物膜与空气接触时，一方面继续降解生物膜表面吸附水层中的有机物，一方面吸附水层吸收空气中的氧使之成为溶解氧而进入生物膜中，同时也使槽内的DO达到一定浓度。

而老化了的生物膜在剪切力作用下而脱落，然后进入二沉池。

17.3.2. 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。

能将Sa=10000mg/l的高浓度有机废水处理到10mg/l，处理效果好。

5)食物链长，污泥量少，污泥量为活性污泥法的 1/2左右，约0.25Kg/KgBOD5。

6)能耗小，不需曝气与污泥回流，能耗指标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。

17.3.3 生物转盘处理系统的工艺流程与组合
1. 生物转盘处理系统基本工艺流程，如图所示：
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,一般可分为单级单轴、单轴多级和多轴多级等。

17.3.4生物转盘的设计计算 （1）确定负荷率值 1）BOD 面积负荷率
BOD 面积负荷率的取值原则上应通过试验来确定。

我国设计规范规定，对于城市污水，生物转盘的BOD 面积负荷率值一般介于5～20gBOD5/（m²·d）之间，对第一级转盘采用的BOD 面积负荷率值一般不宜超过30~40 gBOD5/（m²·d）。

2）水力负荷率
我国设计规范规定的水力负荷率值为40～200 L ／（m²·d）。

（2）转盘总面积的计算
1）按BOD 面积负荷率计算：
A
N QS A 0
=
2）按水力负荷率计算
q
N Q
A =
（3)转盘总片数
当所采用的转盘为圆形时，转盘的总片数按下列公式计算：
2
2637
.024D A
D A M ==
π 当所采用的转盘为多边形或波纹板时，应先计算出每片转盘的面积（或厂家提供）a 。

则转盘的总片数为：
a
A
M 2=
（4）每级转盘的转轴长度
K b d m L )(+=
（5）接触反应槽容积
当采用半圆形接触反应槽时，其总有效容积V 为：
l D V ⋅+=2)2)(335.0~294.0(δ
而净有效容积'V 为：
)()2)(335.0~294.0(2'mb l D V -⋅+=δ
（6）转盘的旋转速度
)1
9.0(37.6min q
N D n -⨯=
（7）电机功率
αβm d n R N p ⋅⨯=10
85.3min
4
（8）污水在接触氧化槽内的停留时间
24'
⋅=Q
V t a
17.3.5生物转盘处理技术的进展
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
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3m的转盘，其中一组为三级转盘，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）。

工艺流程：
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：COD cr≤50mg/L,BOD5≤10mg/L,SS≤10mg/L，
浊度≤10度，总大肠杆菌≤3个/L.
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。

17.4 生物接触氧化
生物接触氧化的工作原理
生物接触氧化处理技术是在池内充填填料，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。

17.4.1 生物接触氧化的基本构造
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
蜂窝填料
·半软性填料
半软性填料·弹性立体填料
弹性立体填料·不规则粒状填料
·球状填料
球状填料
17.4.2 生物接触氧化池的类型
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。

2.直流式生物接触氧化池（国内多采用）
多段串联生物接触氧化池：居民小区生活污水处理常用，实质上为混合-推流式。

17.4.3生物接触氧化处理技术的工艺流程
生物接触氧化处理技术的工艺流程一般分为：一级处理流程、二级处理流程和多段处理流程。

1. 一段处理流程
原污水经初次沉淀池处理后进入接触氧化池，经接触氧化池的处理后进入二次沉淀池，在二次沉淀池进行泥水分离，从填料上脱落的生物膜，在这里形成污泥排出系统，澄清水则作为处理水排放。

接触氧化池的流态为完全混合型，微生物处于对数增殖期和减衰增殖期的前段，生物膜增长较快，有机物降解速率也较高。

一段处理流程的生物接触氧化处理技术流程简单，易于维护运行，投资较低。

2. 二段处理流程
二段处理流程的每座接触氧化池的流态都属于完全混合型，而结合在一起考虑又属于推流式。

在一段接触氧化池内值应高于2.2，微生物增殖不受污水中营养物质的含量所制约，处于对数增殖期，BOD负荷率亦高，生物膜增长较快。

在二段接触氧化池内值一般为0.5左右，微生物增殖处于减衰增殖期或内源呼吸期，BOD负荷率降低，处理水水质提高。

中间沉淀池也可以考虑不设。

3. 多段处理流程
多级生物接触氧化处理流程是由连续串联3座或3座以上的接触氧化池组成的系统。

从总体来看，其流态应按照推流考虑，但每一座接触氧化池的流态又属完全混合。

由于设置了多段接触氧化池，在各池间明显地形成有机污染物的浓度差，这样在每池内生长繁殖的微生物，在生理功能方面适应于流至该池污水的水质条件，这样有利于提高处理效果，能够取得非常稳定的处理水。

经过适当运行，这种处理流程不仅具有去除有机污染物功能，还具有硝化、脱氮功能。

17.4.4生物接触氧化池的设计与计算
1. 确定设计参数
按照我国设计规范要求，生物接触氧化池的设计参数如下：
1）按平均日污水量进行设计计算；
2）池座数一般不少于两座，并按同时工作考虑；
3）填料层总高度一般取3m ，当采用蜂窝填料时，应分层装填，每层高1m ，层间隙应在200~300mm ，蜂窝内切孔径不宜小于25mm ；
4）接触氧化池内的溶解氧含量一般应维持在2.5～3.5mg ／L 之间，气水比约为15～20:1；
5）为了保证布水、布气均匀，每池面积一般应在25m2以内；
6）污水在池内的有效接触时间不得少于2h 。

2.确定BOD 容积负荷率
BOD 容积负荷率是指每m3填料每天降解BOD 值的量，以kgBOD/（m3.d ）表示。

其取值与填料的品种、污水的特性、原污水BOD 值、处理水的水质要求等有关。

3. BOD 容积负荷率计算法
1）生物接触氧化池填料的容积按下式计算：
V N QS V 0
=
2）接触氧化池总面积
H V
A =
3）接触氧化池座数
f A
n =
4）污水与填料的接触时间
Q nfH t =
5）接触氧化池的总高度
4
3210)1(h h m h h H H +-+++=
（4）接触时间计算法 所谓接触时间计算法就是根据微生物反应动力学关系式和进出水的水质来先求定污水与填料的接触时间，由此进一步计算接触氧化池的总面积和填料容积。

生物接触氧化处理工艺，与一般的微生物悬浮生长和附着生长系统一样，有机物BOD 的去除率与其浓度成一级反应关系式，即：
kS dt
dS -= 两侧积分整理后，得：
e
S S k t 0ln = e
S S S P t 046.00ln 7533.0⨯⨯⨯= 工程实例
河南江海啤酒业有限公司（原为郑州市啤酒厂）废水处理一期工程设计水量Q ＝2400m 3
/d ，设计水质为：
COD cr ＝1500mg/L, BOD 5＝900mg/L, SS ＝500mg/L ，PH ＝6～9。

设计出水水质要求达到《污水综合排放标准》GB8978-1996的二级标准：
COD cr ≤150mg/L,BOD 5≤60mg/L,SS≤200mg/L，PH ＝6～9。

该废水治理一期工程的工艺流程如下：
生物接触氧化池采用二段生物接触氧化，设计填料容积负荷率为2KgBOD 5/( m 3
/d)池内设组合软性填料，高度为3m 。

一、二氧化池填料容积分别占填料总容积的
和 。

一、二
氧化池平面面积分别为156 m2和78 m2，组合软性填料容积分别为468 m3和234 m3，停留时间分别为4.68h和2.34h，池总高度均为4.8m。

位于一、二氧化池间设中间沉淀池为矩形平流式沉淀池，设计表面负荷为7 m3/( m2•h)，平面面积为1.5×10＝15 m2，池总高度为4.8m，在1.5m高度上设一个污泥斗，断面性状为梯形，污泥斗内设穿孔排泥管。

该工艺运行结果表明能达到设计要求。

17.4.5生物接触氧化处理技术的特征
1. 在工艺方面的特征
1）可使用多种类型的填料。

2）填料表面全部为生物膜所布满，形成了生物膜的主体结构，由于丝状菌的大量滋生，有可能形成一个呈立体结构的密集的生物网，污水在其中通过起到类似“过滤”的作用，能够有效地提高净化效果。

3）由于进行曝气，生物膜表面不断地接受曝气吹脱，这样有利于保持生物膜的活性，抑制厌氧膜的增殖，也宜于提高氧的利用率，因此，能够保持较高浓度的活性生物量。

具有较高的有机负荷率，处理效率较高，有利于缩小池容，减少占地面积。

2.在运行方面的特征
1）对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理效果，对排水不均匀的企业，更具有实际意义。

2）操作简单，易于运行维护，勿需污泥回流，不产生污泥膨胀，也不产生滤池蝇。

3）污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀。

3.在功能方面的特征
具有多种净化功能，除能有效地去除有机污染物外，如运行得当还具有脱氮、除磷功能。

因此，可以作为三级处理技术。

17.5 生物流化床
生物流化床工作原理
流化床是以砂、活性炭、焦炭一类的较小的惰性颗粒为载体充填在床内，载体表面被覆着生物膜，其质变轻，污水以一定流速从下向上流动，使载体处于流化状态。

生物流化床基本构造
生物流化床是有床体、载体、布水装置、冲氧装置和脱膜装置等部分组成。

1. 床体：平面多呈圆形，多有钢板焊制，也可以由钢筋混凝土浇灌砌制。

2. 载体：是生物流化床的核心部件，一般为石英砂、颗粒活性炭、塑性颗粒等。

3. 布水装置：对生物流化床能够发挥正常的净化功能的重要环节，又是填料的承托层。

4. 冲氧装置
5. 脱膜装置
17.5.1.液流动力流化床
也称为二相流化床，即在流化床内只有污水（液相）与载体（固相）相接触。

在单独的充氧设备对污水进行充氧。

该工艺采用处理水回流，以便提高充氧量。

回流水循环率（R）一般按生物流化床的需氧量确定，计算公式为：
式中：——原污水的值，mg/L；
——处理水的值，mg/L；
——去除每kg所需的氧量，kg，对城市污水，此值一般为1.2～1.4；
——原污水的溶解氧含量，mg/L；
——处理水的溶解氧含量，mg/L。

17.5.2 气流动力流化床。