2013年環(huán)保工程師水污染防治講義23

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　　5.生物轉盤

　　生物轉盤又稱旋轉生物接觸器或轉盤式生物濾池，是一種生物膜法處理設備

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　　生物轉盤去除廢水中有機污染物的機理與生物濾池基本相同，但構造形式卻完全不同。在生物濾池中，生物膜為固定式，但是在生物轉盤中，生物膜處于運動狀態(tài)。生物轉盤的核心處理裝置是表面附有生物膜的盤片。典型的生物轉盤由安裝在水平軸上的一系列間距很小的圓盤或多角盤片組成，約40%～45%的盤片面積浸沒于半圓形槽的廢水中。生物轉盤旋轉時，生物膜與廢水及空氣交替接觸。

　　生物轉盤可以分為單級單軸、單級多軸和多級多軸等形式，級數(shù)的多少主要根據(jù)污水的水質(zhì)、水量和處理要求來確定。

　?、粕镛D盤的工藝特征

　?、傥⑸餄舛雀?。

　　②生物相分級，有利于微生物生長和有機物降解。

　?、畚勰帻g長。

　?、苣蜎_擊負荷能力強。

　?、萆锬ど系奈⑸锏氖澄镦溳^長，產(chǎn)泥量較少，運行時不需曝氣和污泥回流，而且動力消耗和運行費用低。

　　⑥無生物量調(diào)節(jié)和污泥膨脹的問題，機械設備簡單，便于維護管理

　　⑶生物轉盤的構造

　　生物轉盤主要由盤體、氧化槽、轉軸以及驅動裝置三部分組成。

　?、俦P體

　　盤體作為生物膜的載體是生物轉盤最重要的部分。它是掛膜介質(zhì)，應具有質(zhì)輕、耐腐蝕、易于掛膜、不變形、易于取材、便于加工等性質(zhì)。盤片的形狀有圓形或正多邊形或多棱角形平板。為了提高單位體積盤片的表面積，也可采用正多角形和表面呈同心圓狀波紋或放射狀波紋的盤片。盤片直徑一般為1～4m。

　　盤片的間距一般為15～30mm，這主要考慮不為生物膜增厚所堵塞，并保證良好的通風等條件而確定的。

　　②氧化槽

　　氧化槽又稱曝氣槽或接觸反應槽，可用鋼筋混凝土建成，也可用鋼板或塑料板制作。為了避免水流短路及沉積和產(chǎn)生死角，氧化槽的斷面大多做成與盤片外形基本吻合的半圓形。

　?、坜D動軸及驅動裝置

　　轉動軸是用來固定盤片并帶動其旋轉的裝置，一般采用實心鋼軸或無縫鋼管制成，兩端固定安裝在氧化槽兩端的支座上。轉動軸的中心與氧化槽水面的距離一般不應小于150mm，要根據(jù)轉動軸直徑與水力損失而定，并保證轉動軸在液面之上。

　　生物轉盤的驅動方式分為電力機械驅動、空氣驅動及水力驅動等。大多數(shù)情況下采用電力機械驅動。驅動裝置通過轉動軸帶動生物轉盤一起轉動，盤體的旋轉速度對水中氧的溶解程度和槽內(nèi)水流狀態(tài)均有較大影響。攪拌強度過小，影響充氧效果并使槽內(nèi)水流混合不好，攪拌強度過大，會損壞設備的機械強度，消耗電能，使生物膜過早剝離。因此，必須選擇適宜的轉盤轉速。

　　⑷生物轉盤的類型

　　隨著生物轉盤技術的發(fā)展，好氧生物轉盤出現(xiàn)了多種形式，

　?、匐娏C械驅動生物轉盤

　　這是生物轉盤的常見形式。

　?、诳諝怛寗由镛D盤

　　即利用空氣作為動力來驅動轉盤轉動的。在轉盤的外周設有空氣罩，在轉盤下側設有曝氣管，在管上均等地安裝擴散器，空氣從擴散器均勻地吹向空氣罩，均生浮力使轉盤轉動。特點是：氧化槽內(nèi)廢水溶解氧濃度高，在相同的負荷條件下，BOD的去除率較高;生物膜較薄，但有較強的活性;簡化了驅動裝置，并可通過調(diào)節(jié)閥改變空氣流量，從而改變轉盤的轉速;操作維護和管理方便。

　?、叟c曝氣池組合式生物轉盤

　　這是一種效果好、效率高、比較經(jīng)濟的處理設備。在曝氣池上側設生物轉盤，轉盤用空氣驅動，盤片的40%浸沒于水中，可提高原有設備處理能力和處理效率，減少占地面積，生物量高，活性強，污泥量少且易于沉淀，動力消耗少，而且附加設備費用低。

　　④藻類生物轉盤

　　這是為去除二級處理出水中的無機營養(yǎng)物質(zhì)，控制水體富營養(yǎng)化而提出的設計方案，主要特點是加大了盤間的距離，增加受光面，接種經(jīng)篩選的藻類，在盤片上形成菌藻共生體系。藻類光合作用釋放出的氧，提高了廢水中的溶解氧，為好氧微生物提供了豐富的氧源，而微生物代謝所放出的二氧化碳則為藻類利用的主要碳源。在菌藻共生的作用下，廢水得到凈化。

　　⑤水動生物轉盤

　　這是利用水流帶動轉盤旋轉的形式，可通過廢水落差驅動或射流帶動生物轉盤，不需要電能，可提高凈化效率，節(jié)省動力消耗。

　　6.曝氣生物濾池

　　曝氣生物濾池是在普通生物濾池的基礎上，借鑒給水濾池工藝而開發(fā)的一種污水處理新工藝。曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形，也可以看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式，它是一種新型高負荷淹沒式三相反應器，兼有活性污泥法和生物膜法兩者的優(yōu)點，并將生化反應與吸附過濾兩種處理過程合并在同一個構筑物中進行。在生物反應器內(nèi)裝填高比表面積的顆粒填料，以提供微生物膜生長的載體，填料同時起到物理過濾作用。

　　⑴曝氣生物濾池的工作流程

　　污水經(jīng)過沉砂、初沉后進入曝氣生物濾池，在溶解氧的存在下，利用濾池中的生物膜降解污水中的污染物質(zhì)。濾池的處理水進入消毒池，經(jīng)過消毒后排放。

　　從待處理污水進入濾池開始，由鼓風機鼓風并且向池內(nèi)供給微生物膜代謝所需的空氣，生長在濾料上的微生物膜從污水中汲取可溶性有機污染物作為其生理活動所需的營養(yǎng)物質(zhì)，在代謝過程中將有機污染物分解，使廢水得到凈化。隨著處理的進行，填料表面和內(nèi)部新產(chǎn)生的生物量越來越多，截留的懸浮物不斷增加，濾料中水頭損失增大，水位上升，需要立即對濾料進行反沖洗，恢復處理能力。反沖洗通常采用氣-水聯(lián)合反沖洗

　　⑵曝氣生物濾池的構造

　　曝氣生物濾池的構造與污水三級處理的濾池基本相同，只是濾料不同，一般采用單一均粒濾料。曝氣生物濾池主要由濾池池體、濾料、承托層、布水系統(tǒng)、布氣系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、管道和自控系統(tǒng)等八個部分組成。

　?、贋V池池體

　　其作用是容納被處理水量和圍擋濾料，并承托濾料和曝氣裝置的重量，形狀有圓形、正方形和矩形三種，結構形式有鋼制設備和鋼筋混凝土結構等。

　　②生物填料層

　　填料層是生物膜的載體，并兼有截留懸浮物質(zhì)的作用。目前曝氣生物濾池所采用的濾料形狀有蜂窩管狀、束狀、圓形輻射狀、盾狀、網(wǎng)狀、筒狀等，所采用的濾料主要有多孔陶粒、無煙煤、石英砂、膨脹頁巖、輕質(zhì)塑料、膨脹硅鋁酸鹽、塑料模塊及玻璃鋼等。

　　不同的顆粒填料的物理化學特性有一定的區(qū)別，有的甚至相關很大。生物載體填料的選擇是曝氣生物濾池技術成功與否的關鍵，它決定了曝氣生物濾池濾料能否高效運行，填料的選擇應綜合以下各種因素：

　　a.機械強度好;

　　b.一般選用比表面積大、開孔孔隙率高的多孔惰性載體，有利于微生物的吸附、持續(xù)生長和形成生物膜;

　　c.選擇規(guī)則的球狀填料，使布氣、布水均勻，水流阻力小;

　　d.表面應具有一定的孔隙率和粗糙度，有利于微生物膜的附著、生長，有利于生物濾池的運行;

　　e.密度應在一定范圍內(nèi);

　　f.應具有表面電性和親水性，并具有良好的抗反沖洗能力;

　　g.生物、化學穩(wěn)定性好，應具有一定化學穩(wěn)定性和抗腐蝕性。

　　③承托層

　　承托層主要是用來支撐生物填料，防止生物填料流失和堵塞濾頭，同時還可以保持反沖洗的穩(wěn)定進行。承托層的常用材料為卵石，或破碎的石塊、磁鐵礦等。承托層高度一般為400～600mm。

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　　曝氣生物濾池的布水系統(tǒng)主要包括濾池最下部的配水室和濾板上的配水濾頭。

　　⑤布氣系統(tǒng)

　　曝氣生物濾池內(nèi)設置布氣系統(tǒng)主要有兩個目的：一是保證正常運行時曝氣所需，二是保證進行氣水反沖洗時布氣所需。

　　曝氣系統(tǒng)的設計，必須根據(jù)工藝計算所需供氣量來進行。曝氣生物濾池最簡單的曝氣裝置可以采用穿孔管。在實際應用中，有充氧曝氣與反沖洗曝氣共用同一套布氣管的形式，但由于充氧曝氣需氣量比反沖洗時需氣量小，因此配氣不易均勻。

　　⑥反沖洗系統(tǒng)

　　反沖洗是保證曝氣生物濾池正常運行的關鍵，其目的是在較短的反沖洗時間內(nèi)，使濾料得到適當?shù)那逑矗謴推浣匚酃δ?。采用氣水?lián)合反沖洗的順序通常為：先單獨用氣反沖洗，再用氣水聯(lián)合反沖洗，最后用清水反沖洗。在反沖洗過程中必須掌握好沖洗強度和沖洗時間。

　　⑦出水系統(tǒng)

　　曝氣生物濾池出水系統(tǒng)可采用周邊出水或單側堰出水等方式。

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　?、瞧貧馍餅V池的性能特點

　　①占地面積小;

　?、诔鏊|(zhì)高;

　?、垩醯膫鬏斝矢?，供氧動力消耗低;

　　④抗沖擊負荷能力強，受氣候、水量和水質(zhì)變化影響相對較小;

　　⑤生物曝氣濾池具有多種凈化功能，除了用于有機物去除外，還能夠去除氨氮;

　?、奁貧馍餅V池在采用上向流或下向流方式運行時均有一定的過濾作用。

　?、扰c其他生物處理工藝的比較

　　①曝氣生物濾池的優(yōu)點

　　曝氣生物濾池除了上述自身的優(yōu)點外，與其他生物處理方法相比還具有非常明顯的以下優(yōu)點：占地面積小，過濾速度高，池容和占地面積通常為常規(guī)處理廠占地面積的1/10～1/5，而且廠區(qū)布置緊湊，節(jié)省了土建費用;總體投資省，直接一次性投資比傳統(tǒng)方法低1/4;處理水質(zhì)量高;供氧動力消耗低，運行費用比常規(guī)處理低1/5;曝氣生物濾池抗沖擊負荷能力強;處理設施采用全部模塊化結構，便于進行后期的改擴建。

　?、谄貧馍餅V池的主要缺點

　　預處理要求較高;產(chǎn)泥量相對于活性污泥法稍大，污泥穩(wěn)定性稍差。

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