1.3.5. 生物膜
生物膜法是一种通过附着在某种物体上的生物膜来处理废水的好氧生物处理法。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法从本质来说和土地处理的过程类似，是污水灌溉和土地处理的人工化和高效化。生物膜法的主要处理设施有生物转盘、生物滤池、生物接触氧化池和生物流化床等。 1.3.5.1. 生物转盘
生物转盘处理是一种利用微生物来处理有机污水的设备。它集中了接触氧化法、生物滤池法和活性污泥法。转盘安装在氧化槽上，其45%的面积浸没在污水中，在动力驱动下，转盘慢速旋转，盘片上生长的生物膜吸附污水中的有机物。当盘片离开液面时，微生物得到空气中的氧气。微生物通过新陈代谢最终把有机物分解成水、无害的无机物和气体。 特点是：
(1) 维护管理简便、动力硝耗小、运行费用低。 (2) 转盘运行时卫生条件好，产生的噪音低。 (3) 运行灵活，可通过调节转盘转速控制污水与生物膜的接触时间和曝气强度。
(4) 能承受水质、水量的冲击负荷，工作稳定。
(5) 生物膜的培养与驯化快，成熟时间短，一周即可完成。
(6) 污泥量少，含水率低P＝95％～96％，沉淀性能好，易于分离脱水。 (7) 易受水温、气温影响，温度低时处理效果亦低，因此北方宜建在室内。
1.3.5.2. 曝气生物滤池
曝气生物滤池是 90 年代初兴起的污水处理新工艺，已在欧美和日本等发达国家广为流行。该工艺具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脱氮、除磷、去除 AOX （有害物质）的作用 ,其特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体，节省了后续沉淀池 ( 二沉池 ) ，其 容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。BAF按水流方向分上向流和下向流，下向流生物曝气滤池在进水的同时，采用水气逆向的工艺路线，使介质表面形成生物膜，污水流过滤床时，污染物首先被过滤和吸附，作为“倍加清”专性降解菌的营养基质，加速降解菌形成生物膜，生物膜又进一步“俘获”基质，将其同化、代谢、降解。所以生物滤池可以在降解有机物的同时，具有生物絮凝和吸附过滤的作用。而且由于生物膜附着在滤料上，活性很高，生物膜不受泥龄限制，对于污染物的降解十分有利。随着处理过程的进行，在滤料缝隙间的悬浮状活性污泥在滤料缝隙间形成了污泥滤层，在氧化降解污水中有机物的同时，起到了进一步吸附过滤作用，从而能使有机物及悬浮物均能得到比较彻底的清除。
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在反应器的上部，异养型微生物为优势菌，碳污染物（CODcr、BOD5和SS）主要在这里被去除，而在反应器下部，自养型细菌，如硝化菌占优势，氨氮被硝化。在生物膜内部，以及部分填料之间的缝隙，蓄积的大量活性污泥中存在着兼性微生物，因此在BAF中可发生碳污染物的去除，同时有硝化和反硝化的功能。在滤池运行过程中，随着生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜及滤料上截留的杂质不断增加，滤料中水头损失增大，水位上升，到一定时期，需对滤料进行反冲洗。BAF生物曝气滤池以其贮存在加氯硝毒池中清澈的出水作为反冲用水，不另设反冲水池，反冲洗废水通过排水管回流到一级处理设施。 特点：
1. BAF粗糙多孔的粒状填料为微生物提供了最佳的生长环境，因此生物量大。高浓度的微生物使BAF的容积负荷增大，不仅减少了池的容积和占地（容积仅为活性污泥法1/3—1/5），而且停留时间缩短至1—2小时。池容积占地为常规二级处理的1/5—1/10，基建投资省20%—30%。
2.填料床中的粒状填料具有巨大的比表面积，其上生长着各种碳化菌、氨化菌和硝化菌组成的高活性生物膜，具有优良的氧化降解和吸附过滤水中污染物的功能，不必设二沉池即可去除污水中的有机物（COD、BOD、SS、NH3-N、P等）。
3 .气水相对运动，气泡接触面积增大，氧的利用率提高15%—20%，增加气水与生物膜的接触面积，从而提高了处理效果，降低了运行费用。
4 .硝化效率高，脱氮效果好。这是常规二级处理达不到的。 5. 高质量的出水。出水水质达到砂滤三级处理的出水水质，不但可以满足环保
排放标准，而且可达到回用水标准，可用于生活杂用水或冷却水等。BAF对低浓度的有机废水也有很好的处理效果，如洗澡水。 6 .运行过程中不产生臭味，无二次污染。
7. 抗冲击负荷能力强，无污泥膨胀问题。微生物生长在粗糙多孔的填料表面，属固定化微生物，不会流失，因此运行管理方便简单。
8 .生物曝气滤池可和其它传统工艺组合使用，可对一些老厂进行技术改造，减少了二次投资费用。
1.3.6. 厌氧工艺
1.3.6.1. 水解好氧
该工艺中的水解池是一种新型厌氧反应器，避免了厌氧反应中时间长，控制条件要求高的甲烷发酵阶段，而是利用水解、产酸菌可以迅速降解水中有机物的特点，形成以水解产酸菌为主要的厌氧上流式污泥床，由于水解池集生物降解、物理沉降和吸附为一体，在与初沉池停留时间相近的情况下，有机物去除效果显著高于初沉池。并且能将污水中的难降解的大分子有机物转化为小分子有机物，
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提高了污水的可生物降解性，使得后续的好氧处理所需的停留时间缩短，能耗降低。与此同时悬浮固体物质(包括进水悬浮物和后续好氧处理中的剩余污 泥)被水解为可溶性物质，使污泥得到处理，从而取消了传统工艺中的污泥消化池，实现了污水和污泥的一次性处理。 1.3.6.2. UASB
上流式厌氧污泥床(Up Anae robi G SIudBo Bl aMk6t，简称UASB)是荷兰学者于1970年代研制成功，在国外，目前己广泛用于高浓度有机废水处理。UASB的型式较多，池形有圆形或方形，池内下部为反应区，项部为分离区。反应区户污泥浓度较大的下部分区域称污泥床，容积约占UASB的30％，有机物主要在污泥床里被微生物分解，反应区中污泥浓度较小的上部分称为污泥悬浮层。反应产生的甲烷形成气泡后上升，使体系受到搅动，在顶部出现气、液、固三相，通过分离器，分离出气体、已处理水和污泥。
UASB中无填料，其中有高浓度的颗粒状高活性污泥，一般在运行过程中形成。厌氧过程的机理与好氧过程有很大不同，常有多种微生物参与。
2. 小区生活处理工艺方案
本设计的污水进水及出水水质如下表2-1所示 水质指标 COD BOD SS 进水 480 270 250 出水 60 20 20 出水标准执行GB18918—2002的一级标准B标准 处理水量:2000m3/d
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2.1. 处理要求
2.1.1. 水质情况
NH ——N 35 8（15） 13页
总变化系数:K总=1.9
2.1.2. 处理程度计算
1.COD的去除率:
480?60=?100%?87.5%
480? 2.BOD5的去除率:
活性污泥处理系统中的BOD5值是由残存的溶解性BOD5(se)和非溶解性
BOD5二者组成的, 非溶解性BOD5主要以生物污泥的残屑为主体,活性污泥的
净化功能是去除溶解性的BOD5,非溶解性BOD5将污泥一起经沉淀而去除。
进入CAST反应池的BOD5浓度S0=270 mg/l。 出水中非溶解性BOD5值为：
BOD5=7.1bXaCe
Ce--出水悬浮固体浓度 式中：（SS），mg/l，取20 mg/l；
b—微生物自身氧化率，一般介于0.05?0.1之间，取0.09； Xa--活性微生物在出水中所占的比例，取0.4。 代入各值，得
BOD5=7.1?0.09?0.4?20=5.1（mg/l）
因此出水溶解性BOD5值为： 20-5.1=14.9（mg/l） 则BOD5去除率为：
3.NH3?N的去除率
?=270?14.9?100%?94.48%
270?=35?8?100%?77.14%
354.SS的去除率
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?=Qmaxsinaehv?0.044sin60?6.39
0.02?0.4?0.82.2. 小区生活污水处理的原则
1. 处理出水要求和处理程度： 一般来说，不同小区对出水的要求差异较大。应根据我国《地面环境质量标准》（GB3838—88）和《污水综合排放标准》（GB8978—96）的有关规定和当地环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质。如果出水采用土地处理法处理，则按土地处理法的要求计算；
2. 污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和建筑特点，即外观设计上要与小区建筑环境相协调，以求美观；
3. 在污水处理工艺上力求简单实用，以方便管理；
4. 在高程布置上应尽量采用立体布局，充分利用地下空间。平面布置上要紧凑，以节省用地；
5. 污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向，与其它建筑物有一定的距离，以减少对环境的影响；
6. 设备化，定型化，模块化，施工安装方便，运行简易，设备性能稳定， 适合分期建设；
7.处理程度高，污泥产量少，并尽可能采用节能处理技术； 8.处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的适应范围较大，使系统有较好的经受冲击负荷的能力；
9.小区内的人口是逐渐增加的。因此，小区污水处理厂应按可预期的发展规划作为流量设计的基础。根据我国情况，可考虑采用20年的设计周期。
2.3. 小区生活污水处理应注意的问题
在小区生活污水处理工艺设计中应注意的问题有：
1．噪音问题：由于小区是人们生活和休息的地方，是一个安静的场所，因此须特别注意周围的噪音，要将噪音降到最低点，在设计时要采用噪音较小的方案和设备。对处理构筑物采用防噪音的隔离设施。
2．除臭问题：在众多的水处理工艺中几乎没有一种能做到没有臭味，都有一定的臭味释放出来，因此设计小区污水处理工艺时要特别注意除臭，必要时处理构筑物可采用全封闭的结构，将臭味收集起来集中处理。
2.4. 生活污水处理的典型工艺流程
工艺流程如下图2-1所示[10]
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