水污染控制工程 生物轉盤

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1、第 二 節(jié) 生 物 轉 盤一 、 生 物 轉 盤 的 構 造 生 物 轉 盤 的 主 要 組 成 部 分 有 轉 動 軸 、 轉 盤 、 廢 水 處理 槽 和 驅 動 裝 置 等 。 生 物 轉 盤 的 主 體 是 垂 直 固 定 在 水 平 軸 上 的 一 組 圓 形盤 片 和 一 個 同 它 配 合 的 半 圓 形 水 槽 。 盤 片 的 材 料 要 求 質 輕 、 耐 腐 蝕 、 堅 硬 和 不 變 形 。 目前 多 采 用 聚 乙 烯 硬 質 塑 料 或 玻 璃 鋼 制 作 盤 片 。 水 槽 可 以 用 鋼 筋 混 凝 土 或 鋼 板 制 作 ， 斷 面 直 徑 比 轉盤 略 大 （

2、 一 般 為 20 40mm） ， 使 轉 盤 既 可 以 在 槽 內 自 由轉 動 ， 脫 落 的 殘 膜 不 致 留 在 槽 內 。 驅 動 裝 置 通 常 采 用 附 有 減 速 裝 置 的 電 動 機 。 根 據(jù) 具 體 情 況 ， 也 可 采 用 水 輪 驅 動 或 空 氣 驅 動 。 生 物 轉 盤 的 進 水 方 式（ a） 進 水 方 向 和 轉 盤 的 旋 轉 方 向 一 致 。 這 種 進 水 方式 的 特 點 是 廢 水 在 氧 化 槽 中 混 合 較 均 勻 ， 水 頭 損 失 小 ，但 脫 落 的 生 物 膜 不 易 隨 水 流 出 ；（ b） 進 水 方 向 和 轉

3、 盤 的 旋 轉 方 向 相 反 。 這 種 進 水 方式 廢 水 混 合 較 差 ， 水 頭 損 失 稍 大 ， 池 中 脫 落 的 膜 易 順利 流 出 ；（ c） 進 水 方 向 垂 直 于 盤 片 。 這 種 進 水 方 式 會 造 成 第一 級 廢 水 濃 度 高 ， 微 生 物 耗 氧 速 度 過 快 。 往 往 出 現(xiàn) 溶解 氧 供 應 不 足 的 情 況 。 二 、 生 物 轉 盤 的 設 計 計 算 生 物 轉 盤 工 藝 設 計 的 內 容 有 ： 轉 盤 的 面 積 、 轉 盤 片數(shù) 、 廢 水 槽 的 有 效 長 度 、 廢 水 槽 有 效 容 積 、 轉 盤 最 小

4、轉速 、 停 留 時 間 。 工 藝 設 計 原 則 ： 以 BOD5負 荷 或 水 力 負 荷 進 行 估 算 ，以 停 留 時 間 進 行 核 算 。 生 物 轉 盤 的 負 荷 率 與 廢 水 性 質 、 廢 水 濃 度 、 氣 候 條件 及 構 造 、 運 行 等 多 種 因 素 有 關 ， 設 計 時 可 以 通 過 試 驗或 根 據(jù) 經(jīng) 驗 值 確 定 。1、 生 物 轉 盤 的 設 計 計 算 方 法 通 過 實 驗 求 得 需 要 的 設 計 參 數(shù) 用 經(jīng) 驗 圖 表 或 經(jīng) 驗 值 計 算 2、 按 負 荷 率 進 行 計 算 轉 盤 總 面 積 )( 20 mNqA SV

5、 處 理 水 量 ，m3/d 進 水 BOD5，mg/L 生 物 轉 盤 的BOD5負 荷 率 ，g/m2d 轉 盤 盤 片 數(shù) 22 64.024 D ADAm 轉 盤 直徑 ， m 廢 水 處 理 槽 有 效 長 度 KbamL )( a盤 片 間 凈 距 ， m， 一 般 進 水 端 為 25 35mm， 出 水端 為 10 20mm；b盤 片 厚 度 ， 視 材 料 強 度 決 定 ， m；K系 數(shù) ， 一 般 取 1.2。 廢 水 處 理 槽 有 效 容 積 （ V） LDV 2)2)(335.0294.0( 凈 有 效 容 積 )()2)(335.0294.0( 21 mbLDV

6、當 r/D 0.1時 ， 系 數(shù) 取 0.294， r/D 0.06時 ， 系 數(shù) 取 0.335。式 中 ： r中 心 軸 與 槽 內 水 面 的 距 離 ， m； 盤 片 邊 緣 與處 理 槽 內 壁 的 間 距 ， m， 一 般 取 20 40mm。 轉 盤 的 轉 速 n0 )9.0(37.6 110 VqVDn 每 個 處 理槽 的 設 計 水量 ， m3/d 三 、 生 物 轉 盤 的 進 展 和 應 用1、 生 物 轉 盤 的 進 展 為 降 低 生 物 轉 盤 的 動 力 消 耗 ， 節(jié) 省 工 程 投 資 和 提 高處 理 設 施 的 效 率 ， 近 年 來 生 物 轉 盤

7、有 了 一 些 新 的 發(fā) 展 。主 要 有 空 氣 驅 動 的 生 物 轉 盤 、 與 沉 淀 池 合 建 的 生 物 轉 盤 、與 曝 氣 池 組 合 的 生 物 轉 盤 和 藻 類 轉 盤 等 。2、 生 物 轉 盤 的 應 用 生 物 轉 盤 可 作 完 全 處 理 、 不 完 全 處 理 和 工 業(yè) 廢 水 的預 處 理 。 在 我 國 ， 生 物 轉 盤 主 要 用 于 處 理 工 業(yè) 廢 水 。 3、 生 物 轉 盤 的 優(yōu) 缺 點生 物 轉 盤 同 一 般 生 物 慮 池 相 比 ， 具 有 一 系 列 的 優(yōu) 點 ： 無 堵 塞 現(xiàn) 象 ； 生 物 膜 與 廢 水 接 觸 均

8、 勻 ， 盤 面 面 積 的 利 用 率 高 ， 無 溝流 現(xiàn) 象 ； 廢 水 與 生 物 膜 的 接 觸 時 間 較 長 ， 而 且 易 于 控 制 ， 處 理程 度 比 高 負 荷 慮 池 和 塔 式 慮 池 高 ， 可 調 整 轉 速 改 善 接 觸 條件 和 充 氧 能 力 ； 同 一 般 低 負 荷 慮 池 相 比 ， 它 占 地 較 小 ， 如 采 用 多 層 布置 ， 占 地 面 積 可 同 塔 式 生 物 慮 池 相 媲 美 ； 系 統(tǒng) 的 水 頭 損 失 小 ， 能 耗 省 。 但 是 ， 生 物 轉 盤 也 有 它 的 缺 點 ： 盤 材 較 貴 ， 投 資 達 。 從 造

9、 價 考 慮 ， 生 物 轉 盤 僅 適 用 于小 水 量 低 濃 度 的 廢 水 處 理 。 因 無 通 風 設 備 ， 轉 盤 的 供 氧 依 靠 盤 面 的 生 物 膜 接 觸 大氣 ， 這 樣 ， 廢 水 中 揮 發(fā) 性 物 質 將 會 產(chǎn) 生 污 染 。 采 用 從 氧 化槽 的 底 部 進 水 可 以 減 少 揮 發(fā) 物 的 散 失 ， 比 從 氧 化 槽 表 面 進水 好 ， 但 揮 發(fā) 物 質 依 然 存 在 。 因 此 ， 生 物 轉 盤 最 好 作 為 第二 級 生 物 處 理 裝 置 。 生 物 轉 盤 的 性 能 受 環(huán) 境 氣 溫 及 其 他 因 素 影 響 較 大

10、， 所以 ， 在 北 方 設 置 生 物 轉 盤 時 ， 一 般 置 于 室 內 ， 并 采 取 一 定的 保 溫 措 施 。 建 于 室 外 的 生 物 轉 盤 應 加 設 雨 棚 ， 防 止 雨 水淋 洗 ， 使 生 物 膜 脫 落 。 第 三 節(jié) 生 物 接 觸 氧 化 法一 、 概 述 生 物 接 觸 氧 化 法 的 處 理 構 筑 物 是 浸 沒 式 生 物 濾 池 ， 也稱 生 物 接 觸 氧 化 池 。生 物 接 觸 氧 化 法 的 特 點 ： 由 于 填 料 的 比 表 面 積 大 ， 池 內 的 充 氧 條 件 良 好 。 生 物接 觸 氧 化 池 內 單 位 容 積 的 生

11、 物 固 體 量 高 于 活 性 污 泥 法 曝 氣池 及 生 物 慮 池 ， 因 此 ， 生 物 接 觸 氧 化 池 具 有 較 高 的 容 積 負荷 ； 生 物 接 觸 氧 化 法 不 需 要 污 泥 回 流 ， 也 就 不 存 在 污 泥 膨脹 問 題 ， 運 行 管 理 簡 便 ； 由 于 生 物 固 體 量 多 ， 水 流 又 屬 完 全 混 合 型 ， 因 此 生 物 接 觸 氧 化 池 對 水 質 水 量 的 驟 變 有 較 強 的 適 應 能 力 ； 生 物 接 觸 氧 化 池 有 機 容 積 負 荷 較 高 時 ， 其 F/M保 持 在 較低 水 平 ， 污 泥 產(chǎn) 量 較

12、低 。二 、 生 物 接 觸 氧 化 法 的 構 造 生 物 接 觸 氧 化 池 的 主 要 組 成 部 分 有 池 體 、 填 料 和 布 水 布氣 裝 置 。 填 料 要 求 比 表 面 積 大 、 空 隙 率 大 、 水 力 阻 力 小 、 強 度大 、 化 學 和 生 物 穩(wěn) 定 性 好 、 能 經(jīng) 久 耐 用 。 三 、 生 物 接 觸 氧 化 池 的 設 計 計 算 生 物 接 觸 氧 化 池 工 藝 設 計 的 主 要 內 容 是 計 算 池 子的 有 效 容 積 和 尺 寸 ， 空 氣 量 和 空 氣 管 道 系 統(tǒng) 計 算 。1、 生 物 接 觸 氧 化 池 的 有 效 容

13、積 (即 填 料 體 積 )V V SeSV NqV )( 0 qV平 均 日 設 計 污 水 量 ， m3/d；S0， Se分 別 為 進 水 與 出 水 的 BOD5， mg/L；NV有 機 容 積 負 荷 率 ， kg BOD5/m3d（ 城 市 污 水 可用 1.0 1.8） 。 2、 生 物 接 觸 氧 化 法 的 總 面 積 A和 座 數(shù) n0hVA 1AAN h0填 料 高 度 ， 一 般 采 用 3.0m； A1每 座 池 子 的 面 積 ， m2， 一 般 25m2。3、 池 深 h 3210 hhhhh h1超 高 ， 0.5 0.6m； h2填 料 層 上 水 深 ， 0

14、.4 0.5m；h3填 料 至 池 底 的 高 度 ， 0.5 1.5m。 4、 有 效 停 留 時 間 t VqVt 5、 空 氣 量 D和 空 氣 管 道 系 統(tǒng) 計 算 VqDD 0D01m3污 水 需 氣 量 ， m3/m3， 一 般 為 15 25m3/m3?？?氣 管 道 系 統(tǒng) 的 計 算 方 法 與 活 性 污 泥 法 曝 氣 池 的 空 氣管 道 系 統(tǒng) 計 算 方 法 相 同 。 第 四 節(jié) 生 物 流 化 床 生 物 流 化 床 處 理 技 術 是 借 助 流 體 （ 液 體 、 氣 體 ） 使 表面 生 長 著 微 生 物 的 固 體 顆 粒 （ 生 物 顆 粒 ） 呈

15、 流 態(tài) 化 ， 同 時進 行 去 除 和 降 解 有 機 污 染 物 的 生 物 膜 法 處 理 技 術 。一 、 基 本 原 理 1、 固 定 床 階 段2、 流 化 床 階 段3、 液 體 輸 送 階 段 二 、 生 物 流 化 床 的 類 型 根 據(jù) 生 物 流 化 床 的 供 氧 、 脫 膜 和 床 體 結 構 等 方 面 的不 同 ， 好 氧 生 物 流 化 床 主 要 有 下 述 兩 種 類 型 ：1、 兩 相 生 物 流 化 床 廢 水 與 回 流 水 在 充 氧 設 備 中 與 氧 混 合 ， 使 廢 水 中 的溶 解 氧 達 到 32 40mg/L（ 純 氧 源 ） 或 9

16、mg/L（ 空 氣 源 ） ，然 后 進 入 流 化 床 進 行 生 物 氧 化 反 應 ， 再 由 床 頂 排 出 。 隨著 床 的 操 作 ， 生 物 粒 子 直 徑 逐 漸 增 大 ， 定 期 用 脫 落 器 對載 體 機 械 脫 膜 ， 脫 膜 后 的 載 體 返 回 流 化 床 ， 脫 除 的 生 物膜 則 作 為 剩 余 污 泥 排 出 。 對 于 一 般 濃 度 的 廢 水 ， 一 次 充氧 不 足 以 保 證 生 物 處 理 所 需 要 的 氧 量 ， 必 須 回 流 水 循 環(huán)充 氧 。 回 流 比 可 以 根 據(jù) 氧 量 計 算 來 確 定 ：1)( )()()1( ei

17、SeiS SeSiVeiV OOr DqOOqr Si， Se分 別 為 進 水 和 出 水 BOD5濃 度 ， mg/L；Oi， Oe分 別 為 進 水 和 出 水 的 溶 解 氧 濃 度 ， mg/L；D去 除 每 公 斤 BOD 5所 需 的 氧 量 （ kg O2/kg BOD5 ） ，對 于 城 市 污 水 ， D 1.2 1.4kg O2/kg BOD5；qV廢 水 水 量 ， m3/d。 2、 三 相 生 物 流 化 床 在 反 應 器 底 部 或 器 壁 上 直 接 通 入 空 氣 供 氧 ， 形 成 氣 液固 三 相 流 化 床 。 由 于 空 氣 的 攪 動 ， 載 體 之

18、 間 的 摩 擦 較 強 烈 ，自 動 脫 膜 ， 不 需 特 別 的 脫 膜 裝 置 。 但 載 體 易 流 失 ， 氣 泡 易聚 并 變 大 ， 影 響 充 氧 效 率 。 為 了 控 制 氣 泡 大 小 ， 有 采 用 減壓 釋 放 空 氣 的 方 式 充 氧 和 射 流 曝 氣 充 氧 。 三 、 生 物 流 化 床 的 優(yōu) 缺 點生 物 流 化 床 的 主 要 優(yōu) 點 如 下 ： 容 積 負 荷 高 ， 抗 沖 擊 負 荷 能 力 強 微 生 物 活 性 強 傳 質 效 果 好 生 物 流 化 床 的 缺 點 是 設 備 的 磨 損 較 固 定 床 嚴 重 ， 載體 顆 粒 在 湍

19、動 過 程 中 會 被 磨 損 變 小 。 此 外 ， 設 計 時 還 存在 著 生 產(chǎn) 放 大 方 面 的 問 題 ， 如 防 堵 塞 、 曝 氣 方 法 、 進 水配 水 系 統(tǒng) 的 選 用 和 生 物 顆 粒 流 失 等 。 第 十 二 章 穩(wěn) 定 塘 和 污 水 的 土 地 處 理第 一 節(jié) 穩(wěn) 定 塘 一 、 概 述 1、 概 念 ： 穩(wěn) 定 塘 又 名 氧 化 塘 或 生 物 塘 ， 其 對 污 水 的 凈 化 過程 與 自 然 水 體 的 自 凈 過 程 相 似 ， 是 一 種 利 用 天 然 凈 化 能 力 處理 污 水 的 生 物 處 理 設 施 。 2、 分 類 按 塘 內

20、 的 微 生 物 類 型 、 供 氧 方 式 和 功 能 等 分 ： 好 氧 塘 兼 氧 塘 厭 氧 塘 曝 氣 塘 深 度 處 理 塘 3、 穩(wěn) 定 塘 的 有 缺 點 優(yōu) 點 在 條 件 合 適 時 （ 如 有 可 利 用 的 舊 河 道 、 沼 澤 地 、 峽 谷 及無 農 業(yè) 利 用 價 值 的 荒 地 等 ） ， 建 設 周 期 短 、 基 建 投 資 少 ； 運 行 管 理 簡 單 ， 能 耗 小 ， 費 用 低 ； 能 夠 實 現(xiàn) 污 水 綜 合 利 用 ， 如 穩(wěn) 定 塘 出 水 可 用 于 農 業(yè) 灌 溉 ，在 穩(wěn) 定 塘 內 養(yǎng) 殖 水 產(chǎn) 動 物 和 植 物 ， 組 成

21、多 級 食 物 網(wǎng) 的 復 合 生態(tài) 系 統(tǒng) 。 缺 點 占 地 面 積 大 ， 沒 有 空 閑 余 地 時 不 宜 采 用 ； 凈 化 效 果 在 很 大 程 度 上 受 季 節(jié) 、 氣 溫 、 光 照 等 自 然 因 素的 影 響 ， 在 全 年 范 圍 內 ， 不 夠 穩(wěn) 定 ； 設 計 運 行 不 當 時 ， 可 能 會 形 成 二 次 污 染 ， 如 污 染 地 下 水 ， 產(chǎn) 生 臭 氣 等 。 穩(wěn) 定 塘 中 對 污 水 起 凈 化 的 生 物 有 細 菌 、 藻 類 、 微 型動 物 (原 生 動 物 和 后 生 動 物 )、 水 生 植 物 以 及 其 他 水 生 動物 。

22、穩(wěn) 定 塘 內 對 有 機 污 染 物 的 降 解 起 主 要 作 用 的 是 細 菌 。除 細 菌 外 ， 藻 類 在 穩(wěn) 定 塘 內 起 著 十 分 重 要 的 作 用 ， 他 能夠 進 行 光 合 作 用 ， 是 塘 水 中 溶 解 氧 的 主 要 提 供 者 ， 藻 菌共 生 體 系 是 穩(wěn) 定 塘 內 最 基 本 的 生 態(tài) 系 統(tǒng) 。 其 他 水 生 動 物和 水 生 植 物 的 作 用 則 是 輔 助 性 的 ， 它 們 的 活 動 從 不 同 的途 徑 強 化 了 污 水 的 凈 化 過 程 。 二 、 好 氧 塘1、 好 氧 塘 的 種 類根 據(jù) 在 處 理 系 統(tǒng) 中 的

23、位 置 和 功 能 ， 好 氧 塘 可 分 為 三 種 類型 。 高 負 荷 好 氧 塘 ： 設 置 在 處 理 系 統(tǒng) 的 前 部 ， 目 的 是 處 理污 水 和 產(chǎn) 生 藻 類 。 特 點 是 塘 的 水 深 較 淺 ， 水 力 停 留 時 間較 短 ， 有 機 負 荷 高 。 普 通 好 氧 塘 ： 用 于 處 理 污 水 ， 起 二 級 處 理 作 用 。 特 點是 有 機 負 荷 較 高 ， 塘 的 水 深 較 高 負 荷 好 氧 塘 大 ， 水 力 停留 時 間 較 長 。 深 度 處 理 好 氧 塘 ： 深 度 處 理 好 氧 塘 設 置 在 塘 處 理 系 統(tǒng)的 后 部 或

24、二 級 處 理 系 統(tǒng) 之 后 ， 作 為 深 度 處 理 設 施 。 特 點 是 有 機 負 荷 較 低 ， 塘 的 水 深 較 高 負 荷 好 氧 塘 大 。 2、 基 本 工 作 原 理 3、 好 氧 塘 內 的 生 物 種 群 好 氧 塘 內 的 生 物 種 群 主 要 有 藻 類 、 菌 類 、 原 生 動 物 、后 生 動 物 、 水 蚤 等 微 型 動 物 。4、 好 氧 塘 的 設 計 好 氧 塘 的 工 藝 設 計 的 主 要 內 容 是 計 算 好 氧 塘 的 尺 寸 和個 數(shù) 。 目 前 多 采 用 經(jīng) 驗 數(shù) 據(jù) 進 行 設 計 。好 氧 塘 主 要 尺 寸 的 經(jīng) 驗

25、 值 如 下 ： 好 氧 塘 多 采 用 矩 形 ， 表 面 的 長 寬 比 為 3:1 4:1， 一 般 以塘 的 1/2處 的 面 積 作 為 計 算 塘 面 。 塘 堤 的 超 高 為 0.6 1.0m。單 塘 面 積 不 宜 大 于 4ha。 塘 堤 的 內 坡 坡 度 為 1:2 1:3（ 垂 直 :水 平 ） ， 外 坡 坡 度為 1:2 1:5（ 垂 直 :水 平 ） 。 好 氧 塘 的 座 數(shù) 一 般 不 少 于 3座 ， 規(guī) 模 很 小 時 不 少 于 2座 。 三 、 兼 性 塘1、 兼 性 塘 的 基 本 工 作 原 理 兼 性 塘 的 有 效 水 深 一 般 為 1.0

26、 2.0m， 通 常 由 三 層 組成 ， 上 層 好 氧 區(qū) 、 中 層 兼 性 區(qū) 和 底 部 厭 氧 區(qū) 。 2、 兼 性 塘 的 設 計兼 性 塘 主 要 尺 寸 的 經(jīng) 驗 值 如 下 ： 兼 性 塘 一 般 采 用 矩 形 ， 長 寬 比 為 3:1 4:1 。 塘 的 有效 水 深 為 1.2 2.5m， 超 高 為 0.6 1.0m， 儲 泥 區(qū) 高 度 應大 于 0.3m。 兼 性 塘 堤 壩 的 內 坡 坡 度 為 1:2 1:3（ 垂 直 :水 平 ） ，外 坡 坡 度 為 1:2 1:5（ 垂 直 :水 平 ） 。 兼 性 塘 一 般 不 少 于 三 座 ， 多 采 用

27、 串 聯(lián) ， 其 中 第 一 塘的 面 積 約 占 兼 性 塘 總 面 積 的 30 60 ， 單 塘 面 積 應 小于 4ha， 以 避 免 布 水 不 均 勻 或 波 浪 較 大 等 問 題 。 六 、 穩(wěn) 定 塘 系 統(tǒng) 的 工 藝 流 程 穩(wěn) 定 塘 處 理 系 統(tǒng) 由 預 處 理 設 施 、 穩(wěn) 定 塘 和 后 處 理 設 施等 三 部 分 組 成 。1、 穩(wěn) 定 塘 進 水 的 預 處 理 常 用 設 備 有 隔 柵 、 普 通 沉 砂 池 和 沉 淀 池 。 若 塘 前 有 提升 泵 站 ， 而 泵 站 的 隔 柵 間 隙 小 于 20mm時 ， 塘 前 可 不 另 設 隔柵 。

28、 原 污 水 中 的 懸 浮 固 體 濃 度 小 于 100mg/L時 ， 可 只 設 沉 砂池 ， 以 去 除 砂 質 顆 粒 。 原 污 水 中 懸 浮 固 體 濃 度 大 于 100mg/L時 ， 需 考 慮 設 置 沉 淀 池 。2、 穩(wěn) 定 塘 的 流 程 組 合 3、 穩(wěn) 定 塘 塘 體 設 計 要 點 塘 的 位 置 穩(wěn) 定 塘 應 設 在 居 民 區(qū) 下 風 向 200m以 為 ， 以 防止 塘 散 發(fā) 的 臭 氣 影 響 居 民 區(qū) 。 此 外 ， 塘 不 應 設 在 距 機 場 2km以 內 的 地 方 。 防 止 塘 體 損 害 為 防 止 浪 的 沖 刷 ， 塘 的 襯

29、 砌 應 在 設 計 水位 上 下 各 0.5m以 上 。 若 需 防 止 雨 水 沖 刷 時 ， 塘 的 襯 砌 應 做到 堤 頂 。 在 有 冰 凍 的 地 區(qū) ， 背 陰 面 的 襯 砌 應 注 意 防 凍 。 塘 體 防 滲 方 法 有 素 土 夯 實 、 瀝 青 防 滲 襯 面 、 膨 潤 土 防滲 襯 面 和 塑 料 薄 膜 防 滲 襯 面 等 。 塘 的 進 出 口 設 計 時 應 注 意 配 水 、 集 水 均 勻 ， 避 免 短 流 、溝 流 及 混 合 死 區(qū) 。 主 要 措 施 為 采 用 多 點 進 水 和 出 水 ； 進 口 、出 口 之 間 的 直 線 距 離 盡 可 能 大 ； 進 口 、 出 口 的 方 向 避 開 當?shù)?主 導 風 向 。