06-+第八章 生物膜法(传统生物滤池、生物转盘和淹没式生物滤池、曝气生物滤池)

ｑｈA = Q / A ； ｑｈV = Q / Ｖ
水力负荷增大, 出水浓度增加。
2） 有机负荷：
槽片..dd。 。每或天每水天槽单单位位面有积效盘体片积处处理理的的BBOODD55，，
BOD5 BOD5
量/m3水 量/ m2盘
LM = S0Q / A ；Lｖ = S0Q / Ｖ 有机负荷增大, 出水浓度增加。
沉砂池
初沉池
曝气 生物滤池
反
空
冲 洗
压 机
后
水
反冲洗水池
流
(有脱落下来
空
入 初
的生物膜)
压 机
沉
池
处理后水池 反 冲 洗 水
2 BIOFOR(biofilm reactor)
反 冲 洗 水 排 向 哪 里
滤板、滤头安装在曝气生物滤池池底。
?
滤板、滤头安装在曝气生物滤池池底
然后安装单孔膜曝气器 再填充承托层，如鹅卵石，最后倒入滤料
2 盘片的有效面积及表面粗糙度、生物膜厚度; 3 水力停留时间(HRT)(V/Q); 4 水质、水温、级数等
四 生物转盘的设计计算
（1）用试验求得需要的设计参数 （2）经验图表或经验值计算 按负荷率计算：
1.盘片总外表面积A： A= S0Q / LM(从水力负荷虽然也可得出盘片总的表面,以前用 过,现在不用,可作参考。用有机负荷计算比较合理) 2.转盘盘片数：
D=D0Q D0＞10 （15-20）
缺点：填料易堵塞和更换，运行费用较高。
8.5 曝气生物滤池
Biological Aeration Filter
一 概述 是生物接触氧化的进步 滤料也是淹没在滤池的水中。 与生物接触氧化比较差别在哪里？
二 构造和工作原理
1 构造
水流形式：上向流和下向流。 池体、布水系统、布气系统、 承托层、滤层、反冲洗系统。 滤层从下到上滤料从大到小布置。
2 工作原理
滤料有特别的要求。 比一般的生物滤池滤料要求高。 滤层表面既有大量的生物膜，又起到过滤作用。 有机物容积负荷高。 不需二沉池。 要反冲洗。 （气＋水）反冲洗，有悬浮物，送入初沉 池。 进水中的SS不要太高。一般要小于60mg/L。
பைடு நூலகம்
三 工艺流程
1 下向流式曝气生物滤池流程 (BIOCARBONE)
怎么革新？
8.3 生物转盘
(Rotating Biological Contactor ,简称 RBC）
Rotating Bio-disc
一 生物转盘的构造
间隔排列的许多盘片(disc) 、转动轴、废水处理槽、驱动装置 转盘上有大量的生物膜和水，很重 主体：一组盘片和半圆形槽 盘片的要求：质轻、耐腐蚀、坚硬、不变形、易造型。填料。 盘片间距、直径、轴长、级数、动力方式、转速？
细菌 真菌 更多丝状菌 原生动物、后生动物等，指示生物 （4） 表征生物膜量（膜量、厚薄）和分布、种群 生物膜的分层结构
(空间上从量变到质变）及其意义 原因
2 滤料 什么样的滤料好？
8.1.2 影响生物膜法处理效果的主要因素
1 进水底物的组分和浓度; 2 营养比例; 3 有机物滤料容积负荷和水力滤料容积负荷;
料和滤头作过滤作用，节省了二沉池，占地小、效率高、能耗 低、投资省、运行稳定可靠等优点。
（3）对水质水量的变化有较强的适应力。 （4）布水布气不均，局部易厌氧，堵塞。
可用于二级污水处理，也可用于处理回用的三级处理和微污染 的给水处理上。 最近被国际专家组评为最适合用于香港的工艺， 建议采用于香港的策略性污水处理计划中。
泥龄长（附着生长）,可脱氮； 2 生物量高（载体和附着生长）；剩余污泥量小（泥龄
长等）；
3 污泥沉降性能好，易分离，生物膜反应器后的二沉池 有没有像活性污泥法后的二沉池出现污泥膨胀现象？
4 比较耐冲击； 5 运行管理较为简单，污泥膨胀少,要预防堵塞； 6 常要强化传氧； 7 脱落的污泥小污泥粒，活性小，影响出水水质； 8 滤料（载体）很重要（填料量，几何形状，比表面积，
无
有动力消耗
周围环境差，易堵塞，受气温 可封闭式，环境较好，不易堵塞，受气
影响大，不耐冲击，出水不可 温影响小，耐冲击，出水可回用、占地
回用、占地大。
少。
四 曝气生物滤池的应用 1 曝气生物滤池处理城市污水流程
2 二级曝气生物滤池脱氮除磷
3 应用实例： （1） 江门市丰乐污水处理厂
（2） 新会东郊污水处理厂
（3） 用于游泳池用水
（4） 用于工业废水处理
五 曝气式生物滤池的特点
（1）单位体积的微生物量大，高体积有机负荷，F/M也维持在低 水平,污泥产量低。曝气池中溶氧较好。生物接触氧化池内的生 物固体浓度（10－20g/l）高于活性污泥法和生物滤池。
较高的容积负荷（可达3.0－6.0 kgBOD5/m3.d） （2）高污泥龄，不要污泥回流，无污泥膨胀，运行稳定。利用填
优点
1 不设二沉池； 2 耐冲击； 3 负荷高； 4 电耗低。 缺点：
1 由于曝气生物滤池的滤料空隙小，纳SS的能力不大，进水 SS和BOD浓度不要太高；
2 水头损失大 3 需要反冲洗，反冲洗水流向初沉池，对初沉池的负荷周期
式冲击。
项目 构造 布水 供氧 滤料
功能
水力 负荷（m3/m2) 有机物容积负 (kgBOD5/m3.d) 进水要求
处理效果
运行动力 其它
普通生物滤池
曝气生物滤池
没有反冲洗滤池
有反冲洗其它同左
上部喷嘴或旋转布水器
目前都是上向流
自然通风
强制供氧
碎石、矿渣、塑料， 粒径40-70mm,65-100m2/m3。 有机物降解，有但不充分的硝 化和反硝化； 0.5-1.5
轻质陶粒或有机聚合物，粒径3-8mm，69m2/g。
二 生物转盘运行工艺和参数
单轴 单级
单轴 多级
单轴 多级
早期生物转盘曾经名声不好!
现在已是设计技术中选项之一，但是缺 点大.
三 影响生物转盘处理效率的因素
1 处理负荷(注意比较）
1） 水力负荷：
每天单位体积水槽处理的水量，m3水/m3水槽.d。或每
天单位面积盘片处理的水量， m3水/ m2盘 片.d。
BIOSTYR process)
Biostyr设备图
滤板
Denitrification － Nitrification
反硝化－硝化
介质： 直径-3.3至5.0毫米 容积密度 - 50 kg/m3 均一性系数 - 1.2
介质更换：无 反冲洗过程中不会流失 过滤过程中不会流失
无摩擦（磨损）
•专用滤头
过滤、表面絮凝、有机物降解，有充分 的硝化和反硝化；
4-10
<1
5-6
进水浓度COD200mg/L,； SS<60mg/L
COD可达1000-1500mg/L,SS<60mg/L
BOD去除率70-75%，NH3-N去 BOD去除率90%以上，NH3-N去除率90%以 除率50-60%，出水BOD30mg/L 上，出水BOD10mg/L以下，NH3-N可控制 以上。一般只是二级处理。 在1mg/L以下。与加药联合可除磷。
以ø25蜂窝为例
40
以粒径1~1.5mm砂粒为例
第八章 生物膜法(biofilm process)
生物膜基本流程
出水有时需要回流
进水 初沉池
生物滤池 等生物膜法 （去除BOD、脱氮）
出水 二沉池
剩余污泥
8.1 基本原理 8.1.1 生物膜及其净化机理 1 什么叫生物膜？
问题 （1） 生物膜是怎样长出来的？起始、发展 （2） 生物膜的生长、更新和脱落（原因）？堵塞问题。 （3） 生物膜的组成？与活性污泥法比较
经沉砂 后污水
Secondary
Secondary
Return activated sludgcelarifier
一级接触氧化池
clarifier
Return activated sludge
二级接触氧化池
First stage
oxidcaotnitoanctta1n%=k71
Sludge
Secc2o=onn8dt5ascttage oxid%ation tank Sludge
Grit
接触氧化池 Contact oxidation
tank
Secondary clarifier Effluent
B
排渣 sludge
排泥 sludge
One stage biological contact oxidation process
Primary Influent clarifier
m=4A / 2πD2
3.废水处理槽的有效长度 L=m(a+b)K
4.废水处理槽的净有效容积V（圆柱体计算公式的变形）
V=(0.294～0.335)(D+2δ)2.(L-mb)
5.转盘的转速n0
缺点：盘片老化变形，运行费用较高。
四 生物转盘的进展和应用
进展
1 减少动力消耗： 空气驱动的生物转盘 2 构筑物体积紧凑： 与沉淀池合建 3 减少动力消耗 和提高效率： 生物转盘-曝气池
滤料
正六角行蜂窝状斜管
聚乙烯蜂窝填料
聚乙烯蜂窝填料
二 流程 活性污泥法的曝气池中的微生物量不多，溶氧较好。
一般生物滤池的溶氧不足，微生物量较多。滤料淹没在 滤池的水中。
初沉池
淹没式 生物滤池
二沉池
空压机
生物接触氧化法基的本流程
工艺
Primary clarifier
Influent
经沉砂
后污水Screening
表面性质）；
9 适用中小水厂。
8.2 传统生物滤池(trickling filter）
低负荷生物滤池、高负荷生物滤池、 塔式生物滤池
I:\塔式生物滤池.avi
BOD容积负荷 （kgBOD5/m3.d）
低负荷生物滤池 早期高负荷 生物滤池
0.15-0.3
0.5-1.5
水力负荷 （m3/m2.d） 1.0 -3.0
Biofor构造：
3 Biostyr
(The carrier material was BIOSTYR - polystyrene balls with an average diameter of 3±4 mm and a
specific surface area of 1050 m2/m3, known from the
有没有像活性污泥的有机物污泥负荷？Why? 4 溶解氧（不同滤床位置的水中DO、生物膜的里外层的DO）; 5 生物膜量（浓度） 载体的比表面积、载体量、厚度和密度;
生物膜池中的微生物包括生物膜和悬浮微生物
6 pH; 7 停留时间; 8 有毒物质; 9 温度; 10 生物膜系统的污泥龄.
8.1.3 生物膜反应器的特征 1 多样化(水质、浓度和条件)、食物链长(水质和浓度) 、
几种生物处理系统比表面积和负荷率的比较
几种生物滤床比表面积的比较
滤池形式
普通生物滤池 生物转盘
塔式生物滤池 生物流化床
比表面积/ （m2•m-3）
40~70 100 100
1000 ~ 3000
平均值
50 100 160 2000
大致比值
备注
1
块状滤料，粒径平均8cm左右
2
以D=3.6m转盘为例
3
滤床上方设置 装有滤头的混
凝土滤板
过滤模式下的Biostyr®单元
工艺气
喷嘴 底板
进水通道
滤过水
出水通道
原水
进口打开 出口关闭
反冲洗模式下的Biostyr®单元（循环）
喷嘴底 板
经过净化的水
进水通道 净化水通道
脏冲洗水
进口关闭 出口打开（循环）
上向流和下向流哪个流程较好？
对这个方法的评价；
8.4 生物接触氧化法 biological contact oxidation tank
淹没式生物滤池
Submerged Biological Aeration Filter
一、生物接触氧化池的构造
接触氧化池的主要部分
池底
池底用于设置 布水布气装置和 承托层。
滤料
布水布气装置
布气管可布置 在池子中心、侧 面和全池。
Effluent
排渣 sludge
排泥 sludge
排泥 sludge
Two stages biological contact oxidation process
三 设计计算
1 有效容积的计算 V = Q(S0 – Se )/ / LV 2. 总表面积A和座数n A=V/h0 n=A / A1 A1< 25m2 3 池深h 4.5 – 5.0m h=h0+h1+h2+h3 4. 有效停留时间t 2 – 4 h t=V/Q 5 供气量
10-36
塔式生物滤池 1.0～2.5 90～150
进水浓度（mg/L)
滤料孔隙率（%） 可附着表面积m2/ 滤料填充体积m3
不大于200 45-50 65-100
300 45-50 65-100
500 95以上 100-340
传统生物滤池在水力负荷、有机物容积负荷 和进水BOD浓度都比较低，这是什么原因？