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1、2. 生物膜法废水处理设备,生物膜法属于好氧生物处理方法，将微生物固着于载体表面，当废水通过时依靠微生物将废水中机物净化。适应：中、小水量污水的处理，因生物膜载体材料的表面积小，反应装置容积负荷有限，空间利用率低。分类：填充式废水从表面流过，有生物滤池和生物转盘。浸渍式生物膜浸没于水中并鼓风曝气。,生物滤池及附属设备,虽生物滤池工艺流程较复杂，但其原则流程为三个部分：即初次沉降分离生物处理二次沉降。,废水,初沉池,二沉池,出水,功能与作用：,去除固体悬浮物，防止滤料堵塞,降解有机物,生物膜老化脱落并以污泥沉淀,生物池分类：,普通生物滤池；高负荷生物滤池；超滤池,普通生物滤池,普通生物滤池比较古
2、老，为第一代生物滤池，结构如下：,喷咀,滤料,通风管,承托层,进水,出水,组成：池体，滤床，布水装置，排水系统 特点：处理效果好，BOD5去除率高达95%，运行平稳，节能，但占地面积大，处理量小，易堵塞。 注意：池壁要粗糙以利于滤层的内部通风；超高0.40.5m；下部通风孔总面积大于滤池表面积的1%；滤料可采用塑料、碎石、炉渣、焦碳等，要求强度高、比重小、耐蚀、颗粒均匀、空隙率高；滤床：工作层厚度1.31.8m，滤料粒径2540mm；承托层厚度0.2m，粒径60100mm。,普通生物滤池的设计与计算,生物池个数2，按同时工作考虑，设计流量取平均污水流量； 容积负荷率取100200 gBOD5/
3、m3d，可根据实验确定； 滤料体积（每天处理1m3污水所需要的滤料体积 m3/m3d）；,滤料总体积 V = QV1（m3），Q平均日污水量（ m3d ）；滤池有效面积 F = V/H，H滤池总高度（m），一般为1.52m校核：F = Q/qF， qF表面水力负荷 （m3/m3d），一般在15处理1m3污水所需空气量,每天每立方米滤料所需空气量 DO = M/21，M有机物容积负荷(gBOD5/m3d)；21=2.099Sn。布水装置设计：配水管设在滤料层中，距滤层表面0.70.8m，喷咀分布以梅花状，如P120图3-28，伸出滤料表面0.150.2m，喷咀口径取1520mm。排水装置设计：渗
4、水装置采用混凝土，距池底0.4m。,高负荷生物滤池,针对普通滤池负荷低、易堵塞等问题提出了高负荷生物滤池，采用限制进水BOD5（使处理水回流来实现），提高有机负荷率和水力负荷率，比普通生物滤池高68倍和10倍。高负荷生物滤池的构造由旋转布水器、滤料、渗水装置、排水沟和回流水进水管等组成。滤池分为两层，工作层和承托层，一般工作层厚度为1.8m，滤料粒径为4070mm；承托层厚度为0.2m，滤料粒径为70100mm。,高负荷生物滤池的设计与计算,回流比（回流水量与原污水量之比）,有机物容积负荷（M）1200gBOD5/m3滤料d 有机物面积负荷（NA）: 11002000gBOD5/m2滤料d 表
5、面水力负荷（qF）: 1030m3/m2滤料d,旋转布水器的设计旋转布水器由进水竖管、横向旋转管（24根）组成，横向布水管长度小于池内径200mm、孔径小于15mm，其中水流速控制为1m/s。,塔式生物滤池,塔式生物滤池进水通过布水器撒在滤料上，处理后在集水槽中收集并出水，并在底部设有通风孔进行通风。滤池的尺寸参数一般为：塔高824m；塔径1 3.5m；径高比1:6 8，格柵托层150mm，一般0.1D 转盘浸没 转轴中心与水面距离150mm，约2040%盘片浸入水中。 转速 0.83 r/min，周边线速度1518 m/min 标准产品 SZ系列生物转盘，教材P127表3-22列出有关技术参
6、数。,生物接触氧化池,生物接触氧化池主要由曝气装置、填料、回流、进水和出水等部分组成，从结构上区分为：分流式生物接触氧化池直流式生物氧化池，即将曝气装置设在填料层底部，使生物膜更新加快。按水流循环方式也可分为内循环与外循环类型。常用类型还有：鼓风曝气生物接触氧化池和表面曝气生物接触氧化池,接触氧化池的设计与计算,填料容积W = QS0/NW，其中Q污水流量，S0原污水BOD5值(g/m3或mg/L)， NWBOD容积负荷率(gBOD5/m3d)关于容积负荷率NW的选择可根据实验确定，也可参照教材P128表3-23和P129表3-24选择。 接触氧化时间,生物流化床,工作原理：使颗粒均匀分散于流
7、化床废水中，颗粒表面生长生物膜，导致废水中处理物与生物膜接触机会增多。 工艺流程：二相生物流化床；三相生物流化床 设备构造：机械搅动流化床；气流动力流化床 载体选择：通常采用砂石、活性炭、焦碳、无烟煤、塑料球等，粒径一般控制在0.251.0mm，空床时水流上升速度控制在380m/h（不同类型，参数不同）。,填料性能及分类,填料是生物膜载体，对水处理效果影响很大，十分关键。 性能要求比表面积大，孔隙率高，水流阻力小并均一；生物膜附着性好；具有高的化学稳定性，不产生二次污染；价格便宜，方便易得。 分类按形状：蜂窝状，筒状，列管状，波纹管状，网状，圆环状。按材料：塑料，玻璃钢，纤维。按性状：硬性，软
8、性，半软性。,常用填料,蜂窝状填料优点：比表面积大，孔隙率高，强度高，质轻。缺点：与BOD负荷率必须相配，否则生物膜易脱落，发生堵塞。曝气方式要求合理，否则水流分布不均。受压时，中、下部易发生变形。技术参数见教材P132表3-27。 波纹板状填料优点：结构简单，不易堵塞，安装方便，强度高，质轻。缺点：水流难保证均一。规格与性能：见教材P132表3-28 改型软性填料结构：教材P132图3-46，由中心绳和绳上布满纤维组成特点：比表面大，质轻，不易堵塞，安装方便。80年代由上海石化总厂推出，经几代的发展已有一、二、三型，技术参数列于教材P133表3-29、3-30、3-31，可根据不同用途选用。
9、,常用填料,半软性填料结构：见教材P133图3-47材料：聚乙烯塑料特点：质轻，耐蚀，耐热，布气性好 多孔球形悬浮填料结构：见教材P134图3-48材料：高密度聚乙烯特点：微生物挂膜快，老化膜易脱落，耐老化，使用寿命长 组合填料结构：见教材P134图3-49材料：高分子聚合塑料合成纤维特点：氧利用率高，污水处理效果好，易挂膜和老化膜易脱落。 不规则粒状填料材料：砂粒，碎石，无烟煤，焦碳，渣特点：方便易得，价格低廉，表面粗糙易挂膜，但水流阻力大，易堵塞。,3. 厌氧废水处理设备,厌氧废水处理技术适应于高浓度有机废水处理，处理成本低，过程产出甲烷可回收能源，污泥量少。厌氧废水处理分四个阶段：水解，
10、发酵，乙酸产出，甲烷产出。产出的沼气可进一步利用分类：厌氧接触发，厌氧生物滤池，升流式厌氧污泥床（UASB），厌氧流化床，厌氧生物转盘，复合法，两相法等。,厌氧废水处理工艺参数,上流速度（表面负荷）u = Q/A (m/h)Q进液流量(m3/h)A反应器截面积(m2) 水力停留时间（HRT）HRT = V/Q = H/uV反应器有效容积(m3)H反应器高度(m) 污泥产甲烷活性单位质量污泥产甲烷速度(mlCH4/gMLVSSd),厌氧反应器工艺设计,厌氧接触反应器厌氧接触法工艺由消化池，真空脱气，沉淀池和污泥回流等工艺过程所组成。消化池容积：V = Qt (流量水力停留时间）V = QS0/N
11、V ，S0原水BOD5(mg/L)，NV容积负荷率(gBOD5/m3d) 厌氧生物滤池厌氧生物滤池为一种填料厌氧反应器，生物膜形成于滤料表面，完成截留、吸附、生物代谢功能，分类为：升流式 降流式 升流混合式,进水,出水,CH4+CO2,进水,出水,CH4+CO2,填料,填料,填料,悬浮污泥,进水,出水,CH4+CO2,生物总量高，处理效率高，但底部易堵塞、污泥分布不均。,不易堵塞，但处理效率低。,与升流式相比，降低了滤层厚度 与降流式相比，提高了生物量 因此，处理效率高，不易堵塞。,厌氧生物滤池设计计算,滤料选择要求比表面积大，孔隙率高，颗粒表面粗糙，机械强度高，化学性质稳定。 常用滤料碎石，
12、塑料，焦碳 滤料体积计算V = QS0/NV （m3）S0进水有机物浓度(mg/L)NV容积负荷率(kgCOD/m3d或kgBOD5/m3d)NV与废水的水质、滤料性质、工艺条件等有关，根据试验确定。一般，塑料滤料58kgCOD/ m3d，碎石滤料36kgCOD/ m3d，波纹板滤料515kgCOD/ m3d。,升流式厌氧污泥床（UASB）,设备结构升流式厌氧污泥床反应器废水从底部进入，出水在三相分离器上部，其主要组成部分有污泥床、污泥悬浮层、沉淀区和回流缝等组成。 特点集生物反应器与沉淀池于一体，结构紧凑。 三相分离器三相分离器由沉淀区、回流缝、气封室组成，作用是将气（沼气）、固（污泥）、液
13、（废水）分离。 优点污泥床内生物量多，容积负荷率高，从而可降低水力停留时间。设备结构紧凑，便于管理，不易发生堵塞。,升流式厌氧污泥床的设计与计算,反应器容积V = QS0/NV，S0进水有机物浓度(mg/L)，NV容积负荷率(kgCOD/m3d)，NV可根据不同温度参照教材P138表3-33确定，随温度的生高，NV增大。 UASB上流速度控制反应区：1.253 (m/h)沉降区：顶部1(m/h) 沉降斜面与水平方向夹角45500 回流缝总面积回流缝总面积为反应器截面积的1520% 集气室高度集气室高度为反应器高度的1020%。,其它厌氧生物处理设备,厌氧塘厌氧塘直接将待处理废水排入塘底，在塘的上部出水并在顶部获得甲烷和二氧化碳气体。如微生物是兼氧菌种，可采用兼氧曝气塘处理。 厌氧膨胀床和厌氧流化床,进水,载体,沼气,出水,循环水泵,载体材料：矿石，无烟煤，活性碳。 载体粒径：0.21.0 mm。 回流作用：使填料层膨胀或流化。 特点：床内生物量高，从而有机物容积负荷率高，水力停留时间短，耐冲击负荷，运行稳定，不易堵塞，剩余污泥少。但能耗大，系统设计和运行管理要求高。,
