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1、第十三章 污水的好氧生物处理（一）生物膜法设问：微生物载体？反应条件？构造？特点？作用：去除溶解性有机污染物优点：对水质、水量变化的适应性较强主要设施：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、生物流化床共性：微生物介质生物膜吸附、降解 氧（大气来源）重点：原理及工作过程、设计主要考虑因素（生物膜法：滤料、滤池高、负荷率）四种膜法的差别与特性第一节 生物滤池类型：间歇（少）、普通、塔式一、构造1. 滤床滤料特性：表面积大、水在其表面张力大，以使污水以液膜状流过，孔隙率足够，不被降解，足够稳定，对微生物无副作用，一定机械强度，价格低廉常用滤料：拳状碎石、碎钢渣、焦炭、塑料（多层双层）、玻璃钢蜂窝状滤料
2、池壁：围护滤料，减少污水飞溅2. 布水设备目的均匀分布污水在整个滤床表面移动式固定式3. 排水系统排水（集水沟）重力排水作用：收集污水及生物膜，通风，支撑组成：池底、假底、集水沟注意：集水沟不能满流，为什么？二、流程1. 低负荷普通生物滤池对象：城市污水优点：运行简单，有机物去除率稳定，硝酸盐稳定缺点：面积大，易于堵塞，不卫生已经逐步被高负荷和塔式代替2. 高负荷：回流式，塔式，交替式二级三、机理1. 工作情况布水设备均匀、连续、重力水滴/波状薄膜向下渗流排水流出滤池挂膜：污水流经滤床时，部分污水，污染物和细菌附着在滤料表面，微生物大量繁殖，构成成熟生物膜的过程。生物膜：细菌、真菌、放线菌、藻
3、类、原生动物、后生动物、肉眼可见的蠕虫、昆虫幼虫等。表层2mm左右为好氧和兼性微生物生存；以下为厌氧微生物环境。作用机理：成熟滤床中的微生物将有机污染物吸附、降解生物膜的变化过程：厚度滤率大小有关脱落有机负荷，水力负荷，昆虫活动，水力冲刷有机物转化深度负荷高低2. 影响因素传质过程：DO、生物膜能量交换：新陈代谢影响过程因素：a 滤池高度不同滤床高度的传质过程和能量交换不同： 生物膜量 微生物种类 去除有机物速率上层 多 以细菌为主（低级） 高下层 少 增加，高级 指数下降生物处理效率随滤床高度增加而增加，且其影响与污水水质有关进水水质生物膜微生物不同挂膜过程b 负荷率污水水质处理效率（高低负
4、荷不同）水力负荷率：m3/m3d平均滤率：表面水力负荷率，m3/m2d有机负荷率 kg(BOD5)/ m3d城市废水常用滤率提高具体问题具体分析可采取什么措施？提高高度，把出水回流c回流回流比 回流量/进水量，回流降低进水有机负荷采用什么样的回流比与污水浓度有关优点：d 供氧来源：大气通风集水沟与假底空隙影响因素：气象（温差，风速等）进水COD400mg/L）或BOD5200mg/L，否则可以考虑回流四、设计计算公式：经验公式、试验结果；污染物浓度下降率每单位滤床高度去除污染物的量，与该污染物浓度成正比。思路：选择污染负荷根据经验公式或者试验结果确定系数滤池高度表134，表13-5工艺设计过程
5、：选择滤池类型；流程（是否设初沉池、采用几级滤池、是否回流等）；计算 回流的选择：供氧不足、水量小（水力负荷最小值下）、抑制作用物质存在（工业废水）计算过程：回流比确定有机负荷率VA（选择池深H）校核滤率（表面水力负荷）*回转布水器直径D2D（滤池内径）200（见图13-20、查机械手册）第二节 生物转盘一、构造组成部分：转动轴、转盘、废水处理槽、驱动装置主体：盘片（微生物载体）、水槽、水流平行盘片要求：化学性质、物理性质 直径（2-3m，最大5m）、净间距（进水出水不一样，为什么20-30mm）、厚度（与材料强度有关）、分级串联；材料性质（硬度、稳定性、耐腐蚀性、刚度、密度等）开孔罩覆盖，开
6、孔面积要求，为什么？应用：二三级处理（生物脱氮）二、设计计算选择负荷指标计算盘片面积直径盘片数m-槽长度L-槽体积V确定转速n（0.8-3.0rpm）负荷与生物滤池类似，有三个，通常根据经验或试验确定。BOD面积负荷（计算）停留时间（校核）校核T净有效容积/每级流量（0.25-2h）三、影响因素及应用生物膜厚度及功效DO（空气驱动、曝气）转盘转速、水力负荷、水温运行盘片级数（越高越效果好，为什么）、转速、水力负荷、传动装置（无级变速）特点：半水半气，一半是海水、一半是火焰（王朔） 微生物浓度高、抗冲击负荷能力强、动力消耗低、无回流污泥、管理方便等 有少许臭气（不能用于有挥发性毒物的废水处理）、
7、面积大功效或应用：在沉淀池中起生物处理作用 在曝气池中提高活性污泥法的效果和能力 可用于工业废水处理或预处理（为什么？浓度高，适应能力强）四、图解 EXCEL的用法，Statistic等工具的应用第三节 生物接触氧化法一、构造组成部分：滤床（填料）、布水布气装置、浸没曝气式生物滤池或接触氧化池体主体：填料（微生物载体）、浸没曝气式生物滤池、水流垂直方向填料要求：化学性质、物理性质 填料形状（比表面积，易于清洗和操作）、空隙率、水力阻力等；材料性质（硬度、稳定性、耐腐蚀性、刚度、密度等） 应用：二三级处理（生物脱氮）二、设计计算BOD体积负荷（计算）停留时间（校核）T=空隙率（）进水BOD5浓度
8、/有机容积负荷率填料分段，段间间隙0.2-0.3m，是否检修（多孔管曝气）校核T有效容积/流量（1-2h）曝气量空气管道系统计算工业废水最好以试验确定，为什么？三、影响因素及应用生物膜厚度及功效DO曝气方式、布水布气方式、水力负荷、水温等运行填料段数、水力负荷、曝气方式、布水布气方式特点：完全浸没式，额外需要曝气 微生物浓度高、抗冲击负荷能力强、无回流污泥等功效或应用：可用于工业废水处理或预处理（为什么？浓度高，适应能力强）发展：填料与曝气第四节 生物流化床一、构造组成部分：载体、流体、流化床、脱膜、曝气、配水等主体：流动的载体（微生物载体）、圆柱形流化床、水流垂直方向载体要求：化学性质、物理
9、性质 载体形状（比表面积，易于清洗和操作）、水力阻力等；材料性质（硬度、稳定性、耐磨、耐腐蚀性、刚度、密度等）二、流态化原理固定床流化床液体输送阶段关键：上升流速使液体流速处于最大流化速度（颗粒带出速度）VMAX与临界流化态速度VMIN之间；临界流化态速度VMIN与载体的大小、密度和液体的物理性质有关。流化床的概念：颗粒被液体托起呈悬浮态，在床层内各个方向流动，存在水平界面，流化层h随v升高增大，压力降基本不随v改变。流化床的膨胀率（13-28），随生物膜厚度增加而增大三、设计计算BOD体积负荷（计算）停留时间（校核）校核T有效容积/流量（1-2h）工业废水最好以试验确定，为什么？是否回流、回流比确定三、影响因素及应用生物膜厚度及功效DO供氧方式、脱膜、水力负荷、水温等运行流化态、供氧方式、脱膜等特点：微生物载体流态化 微生物浓度高、生物膜厚度小、活性强、传质效果好、抗冲击负荷能力强缺点：磨损、堵塞、载体流失、曝气、配水等问题功效或应用：可用于高浓度有机废水预处理、低浓度生活污水处理发展：载体的更新四、类型两相、三相间差别处理水回流、污泥回流、充氧设备、脱膜装置、能耗、面积总结：人工生物膜处理（自然生物膜处理：土地处理系统），不同生物膜法的差别及优缺点，设计计算指标4