对于高负荷生物滤池与塔式生物滤池,常采用回流。其优点:① 不论原废水的流量如何波动,滤池可得到连续投配的废水,因而其工作较稳定;② 可以冲刷去除老化生物膜,降低膜的厚度,并抑制滤池蝇的孳生;③ 均衡滤池负荷,提高滤池的效率;④ 可以稀释和降低有毒有害物质的浓度以及进水有机物浓度。
5、供氧
生物滤池一般时通过自然通风来保证供氧的;影响生物滤池自然通风的主要因素有:① 池内温度与气温之差;② 滤池高度;③ 滤料孔隙率及风力等;④ 滤池堵塞也会影响通风。
四、生物滤池与活性污泥法的比较
生物滤池早于活性污泥法;活性污泥法的发明之初是以生物滤池的替代工艺出现的;但生物滤池至今仍有大量应用。
表5 生物膜法与活性污泥法的比较
项目 基建费 运行费 气候的影响 技术控制 灰蝇和臭味 最后出水 剩余污泥量 泡沫问题 生物膜法 低 低 较大 较易控制 蝇多、味大 负荷低时,硝化程度较高,但悬浮物较高 少 很少 五、生物滤池的设计计算
生物滤池的设计内容主要包括滤床容积、布水系统、排水系统等三个部分。
1、普通生物滤池
(1) 主要设计参数
① 工作层填料的粒径为25?40mm,厚度为1.3?1.8m;承托层填料的粒径为70?100mm,厚度为0.2m。
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② 在正常气温条件下,处理城市废水时,表面水力负荷为1?3 m/m.d,BOD5容积负荷为
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0.15?0.30kgBOD5/m.d,BOD5的去除率一般为85?95%;
③ 池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的1%; ④ 滤池数不应小于2座。
(2) 计算公式
表6 生物滤池计算公式
设计内容 滤料总体积 (V) 计算公式 V = QS/LvBOD 参数意义及取值 V??滤料总体积,m 3Q??进水平均流量,m/d S??进水BOD5浓度,mg/l LvBOD??容积负荷,一般取 30.15?0.3kgBOD/m.d F??滤床的有效面积,m 6
23活性污泥法 较低 较高 较小 要求较高 无 悬浮物较少,但硝化程度不高 大 较多 滤床有效面积
F = V/H (F) 表面水力负荷校核(q) q = Q/F H??滤料高度,1.5?2.0m q??表面水力负荷,应为1?3m/m.d。 32
2、高负荷生物滤池
(1) 主要设计参数 ① 以碎石为滤料时,工作层滤料的粒径应为40?70mm,厚度不大于1.8m,承托层的粒径为70?100mm,厚度为0.2m;当以塑料为滤料时,滤床高度可达4m;
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② 正常气温下,处理城市废水时,表面水力负荷为10?30 m/m.d,BOD5容积负荷不大于
3
1.2kgBOD5/m.d,单级滤池的BOD5的去除率一般为75?85%;两级串联时,BOD5的去除率一般为90?95%;
③ 进水BOD5大于200mg/l时,应采取回流措施;
④ 池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的2%; ⑤ 滤池数不应小于2座。
(2) 计算公式:
表7 高负荷生物滤池的计算公式
设计内容 计算公式 参数意义及取值 滤池高度(H) 以碎石为滤料时,H = 0.9?2.0m 用塑料滤料时,H = 2?4m 滤料总体积 V??滤料总体积,m3 (V) Q??废水量,m3/d V = QS/LvBOD S??未经回流稀释时的BOD5浓度,mg/l LvBOD??容积负荷,一般不大于1.2kgBOD/m3.d 滤池面积(F) F = V/H n??滤池个数 与直径(D) D?4F F??滤池面积,m2 n?D??滤池直径,m 回流比(R) R = Fq/Q - 1 R??回流比 q??表面水力负荷,通常在10?30m3/m2.d之间
(3) 高负荷生物滤池的流程
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(4) 出水水质与滤池高度和水力负荷之间的关系
高负荷单级生物滤池的出水水质与滤池高度以及水力负荷之间存在如下的关系:
Ce式中:Ce——出水BOD5浓度,mg/l; Ci——进水浓度;mg/l;
?K?HCi?eqn
H——滤池高度,m;
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q——水力负荷,m/m.d;
-1
K——常数,min; n——常数。
3、塔式生物滤池
(1) 主要设计参数:
① 一般常用塑料滤料,滤池总高度为8?12m,也可更高;每层滤料的厚度不应大于2.5m,径高比为1:6?8;
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② 容积负荷为1.0?3.0kgBOD5/m.d,表面水力负荷为80?200 m/m.d,BOD5的去除率一般为65?85%; ③ 自然通风时,塔滤四周通风口的面积不应小于滤池横截面积的7.5?10%;机械通风时,风机容量一般按气水比为100?150:1来设计;
④ 塔滤数不应小于2座。
(2) 主要计算公式:
表8 塔式生物滤池的计算公式 设计内容 滤池高度(H) 滤料总体积(V) 塔滤面积(F) 与直径(D) 水力负荷校核
表2 普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池的比较 表面负荷(m/m.d) BOD5负荷(kg/m.d)
332计算公式 V = QS/LvBOD F = V/H D?4F n? 参数意义及取值 H??滤料高度,常取8?12m V??滤料总体积,m Q??废水量,m/d S??未经回流稀释时的BOD5浓度,mg/l LvBOD??容积负荷,一般不大于1?3kgBOD/m.d n??滤池个数 F??滤池总面积,m D??滤池直径,m q??表面水力负荷,应在86?200m/m.d之间, 否则应考虑回流 322333q=Q/F 普通生物滤池 0.9?3.7 0.11?0.37 高负荷生物滤池 9?36(包括回流) 0.37?1.084 塔式生物滤池 16?97(不包括回流) 高达4.8 8
深度(m) 回流比 滤料 23比表面积(m/m) 孔隙率(%) 蝇 生物膜脱落情况 运行要求 投配时间的间歇 剩余污泥 处理出水 BOD5去除率(%) 1.8?3.0 无 多用碎石等 43?65 45?60 多 间歇 简单 不超过5min 黑色、高度氧化 高度硝化, BOD5?20mg/l 85?95 0.9?2.4 1?4 多用塑料滤料 43?65 45?60 很少 连续 需要一定技术 一般连续投配 棕色、未充分氧化 未充分硝化, BOD5?30mg/l 75?85 8?12或更高 回流比较大 塑料滤料 82?115 93?95 很少 连续 需要一定技术 连续投配 棕色、未充分氧化 未充分硝化, BOD5?30mg/l 65?85
六、生物滤池的运行与管理
1、生物滤池的挂膜阶段
2、生物滤池的日常运行与管理
① 日常水质检测;② 能量消耗统计;③ 机电设备养护与维修 3、常见问题及对策
① 滤池积水;② 臭味;③ 灰蝇;④ 表面结冰;⑤ 蜗牛,苔藓;⑥ 旋转布水器;⑦ 生物膜的异常脱落;等。
第二节 生物转盘
一、生物转盘的净化机理与构成
1、净化原理:
图1 生物转盘净化机理
废水处于半静止状态,而微生物则在转动的盘面上;转盘40%的面积浸没在废水中,盘面低速转动;盘面上生物膜的厚度与废水浓度、性质及转速有关,一般0.1~0.5mm。
2、构成与系统组成
生物转盘的转速一般为18m/min;有一轴一段、一轴多段、以及多轴多段等形式;废水的流动方式,
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有轴直角流与轴平行流。
图2 多段式生物转盘
3、生物转盘的主要特征:
① 节能,即运行费用较低;
② 生物量多,净化率高,适应性强,出水水质较好;
③ 生物膜上生物的食物链长,污泥产量少,为活性污泥法的1/2左右; ④ 维护管理简单,功能稳定可靠,无噪音,无灰蝇; ⑤ 受气候影响较大,顶部需要覆盖,有时需要保暖; ⑥ 所需的场地面积一般较大,建设投资较高。
二、生物转盘的组成
生物转盘的主要组成单元有:盘片、接触反应槽、转轴与驱动装置等,下面分别予以说明。
1、盘片:
① 盘片的形状: 外缘:圆形、多角形及圆筒形;盘面:平板、凹凸板、波形板、蜂窝板、网状板等以及各种组合。
② 盘片的厚度与材质:要求质轻、薄、强度高,耐腐蚀,同时还应易于加工、价格低等;一般厚度为0.5~1.0cm;常用材料有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯以及玻璃钢等。
③ 转盘的直径:一般直径为2.0、2.5、3.0、3.5m等,常用的是3.0m。 ④ 盘片间的间距:一般为30mm,高密度型则为10~15mm。
2、接触反应槽:
① 一般可以用钢板或钢筋混凝土制成,横断面呈半圆形或梯形; ② 槽内水位一般达到转盘直径的40%,超高为20~30cm; ③ 转盘外缘与槽壁之间的间距一般为20~40cm。
3、转轴与驱动装置:
三、生物转盘的工艺流程与组合
1、生物转盘为主体的工艺流程
① 以去除BOD为主要目的的工艺流程
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