环境工程学第三章讲义水的生物化学处理方法.docx

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1、第3章水的生物化学处理方法（12学时）本章教学内容：废水处理的微生物学基础，活性污泥法，生物膜法，厌氧生物技术，污泥处理技术本章教学要求：（1）理解微生物处理废水的基本原理，掌握活性污泥法的原理与常用的几种工艺流程，掌握生物膜法的原理与几种典型处理工艺；掌握厌氧生物处理技术的机理与影响因素以及处理工艺；（2）熟悉污泥的性质和常见的处理技术。本章教学重点：活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理技术、污泥的处理本章习题：P290l,2,3,5,7,13,143.1废水处理楹生物学基础（2学时）一、废水处理中的微生物净化污水的微生物主要有细菌、真菌、藻类、原生动物和小型的后生动物等。从利用碳源的角度来说

2、，可分为自养型微生物和异养型微生物。从利用氧气的角度来分，有好氧、厌氧和兼性三类。针对单细胞的细菌，从形体来分，有球菌、杆菌和螺旋菌三类。净化污水中，微生物增长与递变的模式，样教材205页。二、微生物的生理学特性生物酶与代谢过程祥教材206页。三、细菌生长曲线及莫诺公式活性污泥中微生物的增殖是活性污泥在曝气池内发生反应、有机物被降解的必然结果,而微生物增殖的结果则是活性污泥的增长。1、活性污泥的增殖曲线1对数增殖减速增殖内源呼吸微生物增殖曲线_/Tcd一j、/氧利用速率曲线uBOD降解曲线Xa0注意：1）间歇静态培养；2）底物是二次投加：3）图中同时还表示了有机底物降翱釉氧的消耗曲线。适应期：

3、是活性污泥微生物对于新的环境条件、污水中有机物污染物的种类等的一个短暂的适应过程；经过适应期后，微生物从数量上可能没有增殖，但发生了一些质的变化：a.菌体体积有所增大；b.酶系统也已做了相应调整；c.产生了一些适应新环境的变异；等等。BOD5、COD等各项污染指标可能并无较大变化。对数增长期：F/M值高（2.2小8。%/卬倒.），所以有机底物非常丰富，营养物质不是微生物增殖的控制因素；微生物的增长速率与基质浓度无关，呈零级反应，它仅山微生物本身所特有的最小世代时间所控制，即只受微生物自身的生理机能的限制：微生物以最高速率对有机物进行摄取，也以最高速率增殖，而合成新细胞；此时的活性污泥具有很高的

4、能量水平，其中的微生物活动能力很强，导致污泥质地松散，不能形成较好的絮凝体，污泥的沉淀性能不佳；活性污泥的代谢速率极高，需氧量大；一般不采用此阶段作为运行工况，但也有采用的，如高负荷活性污泥法。减速增长期：F/M值下降到一定水平后，有机底物的浓度成为微生物增殖的控制因素；微生物的增殖速率与残存的有机底物呈正比，为一级反应；有机底物的降解速率也开始下降；微生物的增殖速率在逐渐下降，直至在本期的最后阶段下降为零，但微生物的量还在增长；活性污泥的能量水平已下降，絮凝体开始形成，活性污泥的凝聚、吸附以及沉淀性能均较好；由于残存的有机物浓度较低，出水水质有较大改善，并且整个系统运行稳定；一般来说，大多数

5、活性污泥处理厂是将曝气池的运行工况控制在这一范围内的。内源呼吸期：内源呼吸的速率在本期之初首次超过了合成速率，因此从整体上来说，活性污泥的量在减少，最终所有的活细胞将消亡，而仅残留下内源呼吸的残留物，而这些物质多是难于降解的细胞壁等：污泥的无机化程度较高，沉降性能良好，但凝聚性较差；有机物基本消耗殆尽，处理水质良好；一般不用这一阶段作为运行工况，但也有采用，如延时曝气法。2、活性污泥增殖规律的应用：活性污泥的增殖状况，主要是由F/M值所控制；处于不同增值期的活性污泥，其性能不同，出水水质也不同；通过调整F/M值，可以调控曝气池的运行工况，达到不同的出水水质和不同性质的活性污泥：活性污泥法的运行

6、方式不同，其在增值曲线上所处位置也不同。3、有机物降解与微生物增殖：活性污泥微生物增殖是微生物增殖和自身氧化（内源呼吸）两项作用的综合结果，活性污泥微生物在曝气池内每日的净增长量为：Ax=aQS-bVXrv；式中：加=每日污泥增长量（VSS）,依/d；每日处理废水量（机3/）；s=s-srie,.BODkgBOD/mi_mgBODH-进水5浓度（5或5）；山.BOD.kgBODIm3TtngBOD/1、出水5浓度（65或&5）。a,b经验值：对于生活污水活与之性质相近的工业废水，a=UQU.0,/?=0.050.1.一或试验值：通过试验获得。4、有机物降解与需氧量：活性污泥中的微生物在进行代谢

7、活动时需要氧的供应，氧的主要作用有：将一部分有机物氧化分解；对自身细胞的一部分物质进行自身氧化。因此，活性污泥法中的需氧量：O=aQ-S+bV-X2rv式中：02曝气池混合液的需氧量，kgO2，d；a，一代谢每k8B()D5所需的氧量，依02/kSBOD5-d.b,一每收小每天进行自身氧化所需的氧量，依%/依。二者的取值同样可以根据经验或试验来获得。5.活性污泥反应动力学基础一.概述研究目的研究反应速度和环境因素间的关系对反应的机理进行研究，使反应进行控制反应动力学方程式米门方程式1913研究酶促反应速度莫诺方程式1942劳一麦方程式1970二.莫诺方程式1 .基本方程式形式提出人：莫诺时间：

8、1942试验条件：纯种生物在单一底物的培养基中试验内容：研究微生物的增值速度与底物浓度间的关系结果与米门方程式相同M伸S/(Ks+S)p比增值速度(单位生物量的增殖速度)maxS一有机底物的浓度Ks-饱和常数当p=l/2p时，有机底物的浓度max有机物比降解速度与底物浓度关系V=VmaxS/(Ks+S)(1)V=-(ds+dt)/xv=f(s)第3页-ds/dt=vXS/(Ks+S)(2)max2 .推论(1)对于高底物浓度条件下SKsV=Vmax=k|-ds/dt=vx=kxax1结论：在高底物浓度下，有机底物以最大速度进行降解，与有机底物浓度无关，其降解速度只与污泥浓度有关。低底物浓度，S

9、KsV=VmaxS/Ks=kS(3)2-ds/dt=VmaxXS/Ks=kSX(4)2结论：在低底物浓度下，有机底物降解速度与有机底物浓度有关，且成一级反应(有机物多，无机物少)山(4)得一/sds/dt=ftkxsdtsO02S=Segt03 .莫诺方程式在曝气池中的应用Q(Sa-Se)/v=-ds/dtQ(Sa-Se)/v=Nrv，ds/dt=Nrv(1)用来计算Nrv=-ds/dt=Q(Sa-Se)/v=(Sa-Se)/tkXse=Q(Sa-Se)/v(2)计算NrskSe=Q(Sa-Se)/xv=Nrs(3)计算有机物降解率=(Sa-Se)/So=l-Se/So=kxt/(1+kxt)

10、4 .有关k的确定(图解法)2Q(Sa-Se)/xv作纵轴Se-X斜率k,经验数据0.0168-0.0281三.劳一麦方程式1 .概念：(1)把污泥龄改名为生物固体平均停留时间(2)提出单位底物利用率概念2 .基本方程式(1)劳一-麦第一方程式1/Qc=Yq-Kd(2)劳一麦第二方程式v=q第4页v=KS/(Ks+S)(ds/dt)/x=KS/(Ks+S)ua3 .劳-麦方程式的推论及应用SeQc关系XaQcXa=YQQc(Sa-Se)/t(1+KdQc)RQc V与q的关系(ds/dt)/Xa=k,SefQ(Sa-Se)/XaV=k?Se-v=Q(Sa-Se)/k?XaSe曝气池容枳的计算方

11、法NsV=Q(Sa-Se)/NsXNrsV=Q(Sa-Se)/NrsXv劳麦v=YQQc(Sa-Se)/Xa(1+KdQc)v=Q(Sa-Se)/kSeXa2 两种产率XnYQ(Sa-Se)-KdVXv合成产率微生物的净增值量Yobs=Y/(1+KdQc)X计算X=YQ(Sa-Se)-KdVXvX-YobsQ(Sa-Se)3.2好氧悬浮生长处理技术(4学时)好氧悬浮生长生物处理工艺主要有以下几类：活性污泥法；曝气氧化塘；好氧消化法;高负荷氧化塘。这里重点介绍活性污泥法。在当前污水处理技术领域中，活性污泥法是应用最为广泛的技术之一。活性污泥法于1914年在英国曼彻斯特建成改进，特别是近几十年来，

12、在对其生物反应和净化机理进行深入研究探讨的基础上，活性污泥法在生物学、反应动力学的理论方面以及在工艺方面都得到了长足的发展，出现了多种能够适应各种条件的工艺流程，当前，活性污泥法已成为污水特别是有机性污水处理技术的主体技术。一、活性污泥法的基本原理A、基本概念和工艺流程()基本概念1 .活性污泥法：以活性污泥为主体的污水生物处理。2 .活性污泥：颜色呈黄褐色，有大量微生物组成，易于与水分离，能使污水得到净化，澄清的絮凝体1 .曝气池作用：降解有机物（BOD.）1）按混合液的流动形态推流式曝气池完全混合式曝气池循环混合式曝气池2）平面形状长方廊道形圆形正方形环状跑道形3）按曝气方法鼓风机械机械一

13、鼓风4）与二沉池的关系合建式分建式2 .二沉池作用：泥水分离。3 .曝气装置作用于充氧化搅拌混合鼓风曝气：从鼓风机中房或空气压缩机房送来的空气，经过设置在曝气池底的空气扩散装置，溶解于水中。1）组成空压机（Or鼓风机）GS一系列连通管道空气扩散装置2）鼓风曝气过程机械曝气：利用安装在池表面的机械曝气装置，将空气溶于水中。按传动轴的安装方向竖轴（纵轴）卧轴（横轴）1.竖轴机械愚昧落后敢装置传动轴与水面垂直，装有叶轮，叶轮上装有叶片又称竖轴叶轮曝气机（表曝机）（1）泵型叶轮表曝机最佳线速度4.55m/s叶轮淹没深度4cm目前国内已有系列产品，应用最广泛（2）K型最佳线速度4cm0Ian一叶轮淹没深

14、度规定叶轮直径与曝气池直径之比为（3）倒伞型（4）平板型2.卧轴式表曝机传动轴与水面平行由传动轴和叶片组成应用f转刷曝气器（曝气转刷），主要用于氧化沟4 .回流装置作用：接种污泥5 .剩余污泥排放装置作用：排除增长的污泥量，使曝气也内的微生物量平衡。混合液：污水回流污泥和空气相互混合而形成的液体。B、活性污泥形态和活性污泥微生物（三）形态：1、外观形态：颜色黄褐色，絮绒状2.特点：颗粒大小：0.02-0.2mm具有很大的表面积。含水率99%,C8.5粘性物质破坏一活性污泥结构破坏PH6.5:分子结构有变化4 .水温：低温细菌中温细菌一般化10C-45P污水中草药1535高温细菌、对常年或半年处

15、于低温地区，曝气池建在室内，建在室外要有保温措施.5 .有毒物质f对微生物抑制和毒害作用重金属离子CN-酚S2-D、性能及其评价指标(1)混合液悬浮固体(MLSS)浓度又称混合液污泥浓度，它表示的是混合液中的活性污泥的浓度，即在单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量，即：MLSS=Ma+Me+Mi+Mii表示单位为mg/L混合液，但也使用g/L混合液、g/np混合液或kg/np混合液。由于测定方法比较简便，在工程式上往往用本项指标表示活性微生物数量的相对值。(2)混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)浓度本项指标指混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度，以重量表示，即：MLVSS=Ma+Me

16、+Mi本项指标能够比较准确地表示活性污泥活性部分的数量。但是，其中还包括Me、Mi等2项非活性的微生物降解的有机物质。也不能说是表示活性污泥微生物数量的最理想指标，它表示的仍然是活性污泥数量的相对数值。在一般情况下，MLVSS/MLSS的比值比较固定，对于生活污水，常为0.75左右。(3)污泥沉降比(SV%)又称30min沉淀率。混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。污泥沉降比能够反映反应器-曝气池正常运行时的污泥量，可用于控制剩余污泥的排放量，还能够通过它及早发现污泥膨胀等异常现象的发生。污泥沉降比测定方法比较简单，且能说明问题，应用广泛，是评定

17、活性污泥质量的重要指标这定。(4)污泥体积指数(污泥指数)(SVD本项指标的物理意义是曝气池出口处混合液经30min静沉后，每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积，以疝计。其计算式为：SVI=混合液(IL)30min静沉形成的活性污泥容积(mL)/混合液(1L)中悬浮固体干重(g)=SV(mL/L)/MLSS(g/L)SVI值的表示单位为矶/g,但一般都只称数字，把单位简化。SVI值能够反映出活性污泥的凝聚、沉淀性能，一般以介于70100之间为宜，SVI值过低，说明泥粒细小，无机物含量高，缺乏活性；过高，说明污泥沉降性能不好，并且已有产生膨胀现象的可能。(5)污泥负荷率影响活性污泥法处理效果的另

18、一个重要因素是有机底物量(F)与微生物量(M)的比值F/M,该比值通常是以BOD-污泥负荷率(N)来表示，即：SF=n=QkgBOD/(kgMLSSd)(8-1)MsXV5式中：Q污水流量，m3/d；So原污水中有机底物(BOD)浓度，mg/L；V反应器(曝气池)容积，m3；X混合液悬浮固体(MLSS)浓度,mg/L.(6)污泥龄曝气池内活性污泥总量与每日排放的污泥量之比，称之为污泥龄，即活性污泥在曝气池内的停留时间，因之又称之为“生物固体平均停留时间”，即：式中t污泥龄(生物固体平均停留时间)，d；AX每日污泥增长量(即排放量)，kg/d其它各项同前。污泥龄是活性污泥处理系统设计与运行管理的

19、重要参数，它能够直接影响曝气池内活性污泥的性能和其功能。二、活性污泥净化反应过程1 .初期吸附去除阶段5-10分钟有机物高速去除定义：P100,吸附去除的原因一有巨大表面积，吸附力强，外部覆盖着多糖类的粘质层。吸附去除结果：有机物从污水中转移到活性污泥上去2 .微生物代谢酶：透膜酶3 .絮体凝聚沉降阶段三、活性污泥处理系统的运行方式一、传统的活性污泥法系统（普通活性污泥法）1 .工艺流程2 .工艺特征（1）耗氧速度浓度沿池长逐渐降低（有机物沿池长I所以（2） 供气速度沿池长均匀分布3 .工艺参数T=48HR=25%75%Ns=O.20.4Miss（X）-l500-3000mg/L4 .优缺点：

20、优点：去除效果很好290%适用于处理水要求高而稳定的水质缺点：（1）池容大，占地多，基建费用高（2）耗氧速度与供氧速度难于吻合适应（易出现前段氧不足，后段供氧过剩现象）改进法：采取分段（阶段）进水，使有机物沿池长均有分布;采取渐减曝气法，使供气量沿池长减少。（3）对水质，水量变化适应性差二、阶段曝气活性污泥法系统（多段进水or分段进水）1 .工艺流程：与传统活性污泥法进水方式不同采取多点分散，均匀地进入每卒曝气池进水口34个2 .工艺特征（1）耗氧速度沿池长均匀分布（2）供气速度沿池长均匀分布3 .工艺参数t=35hR=25%-95%NS=O.20.4Qc=515dMlss-20003500m

21、g/L4 .优点（1）缩小了耗氧速度与供氧速度之间的差距（2）对水质、水量、冲击负荷的能力有所提高（3）减轻了=沉池的负荷三、再生曝气活性污泥法系统它是传统活性污泥法工艺的变型工艺方面增加了再生池二沉池回流污泥直接进入再生池再生再生池作用一使活性污泥本身的活性增强再生池一般不另设：曝气池12个廊道设计过程同传统活性污泥法（一.二.三均为推流式曝气池）四、吸附一再生活性污泥法系统（40年代产生于美国）f生物吸附活性污泥法or接触稳定法1 .工艺流程分建式、合建式2 .工艺特征将吸附和微生物代谢分别放在两个反应皿中进行3 .工艺参数T=吸附池（3060min）0.5lh再生池36hR=50%100

22、%Ns=0.20.4Qc=515dMlssi吸附池10003000mg/L再生池400010000mg/L4 .优缺点:优点：吸附再生池容积小对水质、水量冲击负荷承受能力更大缺点对于溶解性有机物含量高的污水作用不大五、延时曝气活性污泥法系统(完全氧化活性污泥法)50年代处出现在美国1 .工艺流程:同传统活性污泥法2 .工艺特征：污泥负荷率BoD很低Ns=0.05-0.IKgBoD/Kgmlssd55曝气时间很长24-48h剩余污泥量少，勿需进行厌氧消化处理完全混合式曝气池氧化沟工艺是样式曝气的一种特殊工艺一循环混合式曝气池3 .工艺参数T=24-48hR=60%200%Ns=0.05-0.1Q

23、c=2030dX=30006000mg/L4缺点优点(对水质,水量冲击负荷适应能力强)不设初淀池缺点池容大爆气时间长基建和运行费用高六高负荷活性污泥法系统又叫不完全氧化活性污泥法工艺特征及工艺参数1 .B0D污泥符合率很高N=l.5-3.0KgBOD/Mlss.dS52 .曝气时间短t=L5-3h即水力停留时间短3 .Mlss=200500mg/L4 .污泥回流小，只有10%-30%污水处理厂不采用5 .去污率很低，只有70%75%适合于工业有机废水处理七.完全混合活性污泥法系统1 .工艺流程：同传统活性污泥法2 .工艺特征(1) 采用完全混合式的曝气池(2) N稍高0.2-0.6KB0D/K

24、Mlss.dSg5g有机物浓度分布均匀，各部分N相等，并且略高于推流式曝气池第13页(3) 动力消耗低3 .缺点(1)易产生污泥膨胀现象(2) 去除率较低，只有70%左右，适用于处理高浓度有机废水处理工业废水优先考虑六，七两种运行方式八.多级活性污泥法系统当污水中有机物浓度很高时采用每一级都是独立的污水处理系统九.深水曝气活性污泥法系统一曝气池向深度方向发展100m采用鼓风曝气中层曝气底层曝气十.深井曝气活性污泥法深50-100m16m一隔墙空气提升器将水提升十一.浅层曝气活性污泥法用穿孔管曝气格栅曝气十二.纯氧曝气活性污泥法21%90%EA:80%以上四、活性污泥处理系统的新工艺一、概述1、

25、在净化功能方面：向多功能方向发展有机物降解fN.P有机物降解传统、新工艺不仅用于污水的二级处理,还可能用于三级处理去除有机物和N.P2、在工艺方面供氧能力提高在污泥浓度方面有所提高在微生物的净化功能方面也有所提高、氧化沟工艺氧化沟又名循环混合曝气池50年代荷兰帕斯维尔1954年世界上第一座氧化沟工艺污水处理厂建成工艺流程1.工作原理与特征（1）构造方面的特征池型：环形沟渠状长几十米一上百米深度26米进水装置单沟（池）运行：插一根进水管双沟以上运行连续运行：设配水井，连续向各池进水双沟以上运行交替运行：设配水井，井内设自控装置改变水流方向出水一溢流堰（2）水流混合方面的特征流态：介于推流式与完全

26、混合式之间D0浓度：曝气装置下游从高一低好氧区缺氧区厌氧D0=0A缺氧0.5mg/LA好氧2mg/LO（3）在工艺方面特征1 ）可以不设初沉池2 ）可以不设二沉池3 ）污泥量很少且稳定，不需进行厌氧消化处理（排泥管）2、氧化沟的曝气装置一采用机械曝气1）横轴曝气装置曝气转刷转轴长度49m转刷直径0.81.0m一般1.0m转刷淹没深度0.150.2m氧化沟深度22.5m有时采用3nl曝气转盘2）纵轴曝气装置一表曝机深度44.5M沿池长布置曝气转刷布置:弯道转弯处氧化沟曝气装置作用：V20.25m/s充氧完全混合(3)推动水流以一定的流速沿池长的循环流动3.常用的氧化沟系统氧化沟运行方式：(1)连

27、续运行必须设二沉池且有污泥回流氧化沟始终作为曝气池合建分建(2)交替运行轨化沟一部分在不同的时段交替地作为曝气池和沉淀池，不需设二沉池，无污泥回流,(1)卡罗塞氧化沟系统导流墙偏置：使水流流速分布均匀(2)交替运行氧化沟1 .单沟交替运行a-aA2 .双沟交替运行double-d3,三沟交替运行three-*t双沟交零星氧化沟工作固期第一阶段：A沟进水，A沟曝气区B沟沉淀区，B沟出水第二阶段：A沟进水，B沟转刷停，静沉区第三阶段第四阶段3沟交替第一阶段A沟进水AB沟曝气区C沟沉淀区C沟出水第二阶段B沟进水A沟用曝B沟曝气C沟沉淀C沟出水第三阶段B沟进水A沟转刷停，静沉区B沟曝气C沟沉淀C沟出水

28、第四阶段C沟进水中沟：始终曝气边沟：每隔5H,转刷工作3H出水堰：每隔4H(3)二沉池交替运行氧化沟系统一连续式(2)奥巴勒氧化沟系统、间歇式活性污泥工艺SBR工艺序批式1 .工艺流程及特征污水f沉淀池f间歇曝气池一出水特征：1)采用间歇曝气池(将生物降解与沉淀集成一体)2)系统组成简单，无二沉池和回流污泥系统，节省基建费用和运行费用污泥指数低，不易产生污泥膨胀现象3)在多数的情况下，不必设调节池4)可以产行自控5)改变运行方式，可以进行脱氮处理6)处理水的水质伏于传统工艺2 .工作原理与操作SBR工艺与传统工艺比较相同点：有机物降解机理相同不同点：运行方式不同1 .传统工艺连续式运行方式一般

29、设曝气池和二沉池连续进水，连续出水在不同的时段各处理单元功能不变空间推流，流态：推流式2 .SBR工艺间歇式运行方式只设间歇曝气池间歇进水，间蛤排水在不同的时段间歇曝气池处理单元功能改变时间推流，流态：完全混合式工作操作步骤：会画图示一必考题(1) 流入工序起调节池的作用污水注入，注满。r注到预定高度(2) 反应工序生物降解脱氮处理污水注到预定高度(3) 沉淀时间1。52H(4) 排放将上清液排放，排放到最代水位并留部分种泥(5) 待机、闲置阶段污泥闲置，等待下一周期开始时间412H自控SBR工艺功能的改善与强化(1)关于待机与流入工序与多项功能相结合第17页强化调节池的功能与水解、酸化反应相

30、结合(厌氧)(2)NS和X一般取经验数据NS=O.20.3X=30005000mg/L、关于耗氧与供氧一采取时间上的渐减曝气X、SBR工艺的发展及主要的变形工艺 ICEAS工艺间歇循环延时曝气工艺在反应工序“曝气好氧”+“闲歇缺氧”多次反复进行 CAST工艺循环式活性污泥工艺在进水区设置生物选择皿 DAT-IAT、AB法污水处理工艺：70年代宾克吸附生物降解工艺简称1、工艺流程及特征工艺特征1 )A段的效应，功能及设计参数负荷率高；污泥产率高；BOD去除率40-70%2 )B段的效应，功能及设计参数3.3好氧附着生长处理技术(2学时)好氧生物技术：活性污泥法：悬浮生长工艺，即活性污泥法；生物膜

31、法：固着增长工艺,即微生物附着在滤料or某些载体上、概述一、生物膜的定义生物膜的构造及其对有机物的降解20污水30d左右形成生活膜构造两层外膜：好氧层，厚2mm左右主要降解有机物内膜：厌氧层，好氧层达一定厚度，02进不去形成有机物降解过程生物膜的老化f易于脱落生物膜法的主要特征（与活性污泥法相比）1 .在微生物相方面的特征 多样化硝化菌生长藻类大量丝状菌滤蝇轮虫：线虫出现频率较高 食物链长f污泥量少，比活性污泥少四分之一 存活世代时间长的微生物f脱N 分段运行和优占种属2 .在处理工艺方面的特征在处理工艺方面的特征（1） （2）宜于固液分离动物成分多（3）适于处理低浓度的污水B0D55060m

32、g/L（4）节能二、生物膜法的分类根据污水与生物接触方式不同1 .填充式生物膜法：污水和空气流过固定的滤料转动的盘片表面时产生生物膜自然充氧典型工艺（1）生物滤池（2）生物转盘2 .浸渍式生物膜法：滤料完全浸没在污水中（1）载体固定生物接触氧化法（2）载体流动生物流化床 、生物滤池 概述生物滤池是生和膜法的最初工艺 生物过滤法一生物滤池工艺流程一初沉池一生物滤池一二沉池发展简史普通生物滤池负荷率低高负荷生物滤池负荷率高Nq=540占地较小Nv=0。52550年代一塔式生物滤池高824m 普通生物滤池又名滴滤池。r低负荷生物滤池1 .构造第一代工艺(1)池体平面多为矩形or正方形池壁作用是围扩滤

33、料，材料砖石砌成带有孔洞通风不带有孔洞池壁超高0.50.9m池底作用(D支撑滤料(2)拜谢处理水(2)滤床(滤料)条件：质坚高强有力耐腐蚀搞冰冻较高的比表面积(单位容积港督料所具体化有的表面积)具有较大的空隙率45%,就地取材易于加工运输滤料分两层上层：工作层厚1.31.8m粒径2540廊下层：承托层厚0.2m粒径70lOOnrni滤料:碎石卵石.炉渣.焦炭实心拳状(3)布水装置一固定喷嘴式布水装置组成：投配池位于滤池前端内设虹汲装置布水管道布设滤料表面以下0.50.8m设竖管高出滤料喷嘴作用均匀布水0.150.2m工作原理优点：操作简单易于管理受气候影响小缺点：所需水头大(20)目前很少采用

34、(4)排水系统(1)渗水装置(2)汇水沟总排水沟混凝土板式的渗水装置作用(1)支撑滤料(2)排出滤过的污水(3)通风2、设计与计算3、使用范围与优缺点W1000nr/d小城镇污水日渐淘汰高负荷生物滤池它是第二代工艺特征(与普通相比)(1)大幅度提高滤池负荷率(2)高滤率通过限制进水B0D5浓度和处理水回流来实现进水B0D5200mg/L2 .流程系统(处理水回流)单池系统双池系统串联缺点：负荷率不均匀占地大基建运行费用高使用受到限制3 .构造特点(基本同普通)(1)池形多为圆形滤料层(1)工作层1.8m厚滤料粒径4070mm(2)承托层同普通2m-采用人工通风一鼓风曝气一BAF(2)布水装置采

35、用放置布水皿组成：布水竖管固定位于池中央布水横管(旋转)布2根or4根布设孔口原则：根据孔口出水喷洒面积相等从中心一外一最末端400由疏一密工作原理优点：所需水头较小0.250.8m4 .需氧量和供氧量生物膜量MLSS需氧量。2=aBODr+Bp供氧量5 .高负荷生物滤池的工艺设计与计算 池体的工艺设计 当处理水稀释时，进入滤池的污水BODS根据冬季平均水温，年平均气温和滤料层的厚度H。 处理水回澈稀释倍数 滤料容积V采用负荷率法NvW1200gB0D5/m3滤料d负荷率Nq=1030m3污水/m滤料DNA=11002000gB0D5/m3滤料d采用一种负荷来计算容积，另二种用以校核DF最大为

36、60m一般在35m以下（2）旋转布水器的设计与计算 布水器的直径D=DF-200 布水横管的根数2根or4布水横管直径D取50250根mm,布水横管出水孔析个数Q=80mm定值每个布水孔口距离滤池中心的距离计算3个值孔口直径转速n=工作水头H塔式生物滤沁（滤塔）第三代滤池工艺1、特征（1）在构造方面特征 塔身：塔高824m,直径13.5m径:高比1:61:8（用以校核）沿塔高分层建筑，每层滤料厚W2.5m设检修口（2）滤料质轻环氧树脂（3）布水系统大中型采用放置布水皿反作用、电机小型采用固定喷嘴布水皿 通风（2）在工艺方面负荷率高滤层内部分层2、设计曝气生物滤池（BAF工艺）、生物转盘又称转盘

37、式生物滤池一.概述1 .构造及其对有机物的降解 i.构造盘片接触（氧化）反应槽转轴驱动装置 ii.机理,特点二.生物转盘的组成和构造特点盘片（1）形状圆形:平板盘片正多边形:波纹板盘片（2）直径23.6m聚苯乙烯直径5m=max,间距：进水段2535mm出水段1020mm（4）盘材平板聚氯乙烯波纹板聚脂玻璃钢聚苯乙烯2.接触反应槽半圆形分格转轴轴直径50-80nun驱动装置大型1台电机T台转盘中小型1台电机动24台转盘三、工艺流程和组合工艺流程组合生物转盘的分类：单轴单级单轴多级多轴多级五、生物转盘技术的进展.空气驱动转盘特点：1）槽内污水含有较高的溶解氧，在相同的负荷率的条件内，BOD的去除

38、率是较高的.2）生物膜较薄,有较强的活性.3）通过调节空气量来改变转盘的转数4）容易维修和管理二、生物转盘与其他的处理设备结合 与沉淀池组合的生物转盘 与曝气池相结合生物转盘-一特点：（1）提高了原山设备的处理效果，改装前BOD的去除率为6070%,改装提高高90%（2）提高了原由设备的处理能力，占地面积小，附加设备费用亦低（3）处理效果稳定，菌体密度大,生物量高微生物增殖迅速，活性强.（4）污泥量小而且易于控制.（5）动力消耗少，活性污泥装置本身能够提供转盘转动的能量.（6）负荷选择适宜，可取得消化的效果。三、藻类生物转盘：原理:藻类在光合作用的同时放出氧气，供好氧菌使用，而微生物代谢放出的

39、C02成为藻类的主要碳源. 、生物接触氧化一、概述生物接触氧化处理技术的另一项技术实质是采用曝气池相同的曝气方法，向微生物提供其所需要的氧,因此，又称为“接触氧化法”二、生物接触氧化工艺流程1 .一级处理流程原污水经初次处理后，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,在这里形成污泥排除系统.2 .二段处理流程一段接触氧化池内：F/M:高于2.1二段接触氧化池内：F/M一般为:0.5左右.微生物处于减衰增殖期或内源呼吸期.3、多段处理流程（见课本243）三、生物接触氧化池的构造和形式接触氧化是由池体，填料,支架及曝气装置,进出水装置以及

40、排你管道等部件等组成1、池体:各部件的尺寸:池内填料的高度是:3.03.5M:底部布气层的高度为:0.60.7M顶部稳定水层为：0.50.6M;总高度为0.5-0.6M2、填料 蜂窝状填料 波纹状的填料 轻性填料 半软性填料盾性填料 不规则粒状颗粒 球形颗粒3、接触氧化池的形式分为填料内循环和填料外循环，主要有分流式氧化池和中心氧化池，国内一般采用接触氧化池.四、生物接触氧化池的有关计算1 .设计参数规定1）按平均日污水量进行计算2）池座数一般不少于2座3）填料层高度一般取3M,蜂窝状填料分层填料,每层高1M,蜂窝内的填料的直径应不小于25MM4）池内污水的溶解氧般应维持在2.53.5mg/L5）应保证布水和布气的均匀6）污水在池内的有效接触时间不得小于2小时7）生物接触氧化池的填料体积可按BOD容积负荷率计算2、填料体积BOD容积负荷率的计算1）生物接触氧化的时间W=Q.So/Nw2）接触氧化池的总面积:A=W/H3）接触氧化池的座数:n=A/f4）污水与填料的接触时间:t=nfH/Q（小时）5）接触氧化池的高度;H=H+h+h+（m-l）h+h、生物流化床一、概述流