普通生物滤池和塔式生物滤
生物滤池是生物膜法流程中的主要组成部分,在生物滤池中,废水中的有机物得到降解、转化、无害化。随着生产实际经验的积累,以及科学的发展,生物滤池已出现多种形式。如今生物滤池已经是普通生物滤池、塔式生物滤池、转盘式生物滤池、浸没曝气式生物滤池的统称。
一、普通生物滤池
最早使用的一种连续运行滤池,又称洒滴滤池,是一种固定型的生物滤床。废水周期性地在滤床上部喷洒,并让废水通过滤床,使废水得到净化。
1.生物滤池的构造(结合示教板进行教学)
生物滤池有三大部分组成:滤床、布水系统、排水系统。

(1)滤床
滤床是生物滤池的主要组成部分。废水通过滤床,污染物得到净化。实际上它是一个生化反应器。
滤床内填充着许多滤料(也叫填料),微生物就固着在滤料上生长,因此滤料的性能对废水的处理有很大的影响。
要求滤料有如下性能:
①比表面积大
②孔隙率高
③材质轻、强度高
④性质稳定
⑤无毒、价廉
焦碳等作滤料,直径在3--8厘米左右,比表面积65--100m2/m3之间。如今采用塑料(如聚氯乙烯等)作滤料(波纹板、蜂窝板)比表面积达200m2/m3,且质轻,强度高,耐蚀,孔隙率在90%以上,改善了通风条件,处理能力大大提高。
(2).布水设备
布水的目的:使污水能较均匀地分布在整个滤池表面。
布水器分二类,即固定式布水器和旋转式布水器。
固定式布水器:(普通低负荷生物滤池) 由馈水池,虹吸装置,布水管道和喷嘴组成。实际工作中较少采用。其工作原理见教材P208。
旋转式布水器:(普通高负荷生物滤池) 布水器的中央是一根空心的立管,且与底部进水管连接,布水横管一测开有小孔(10--15mm,开孔的原则力求整个池面布水均匀),当污水喷出孔口时,作用横管的反作用力推动布水器绕立管旋转,均匀布水。(见P205)
(3)排水系统
作用:①收集滤池流出的处理水与生物膜 ②保证通风 ③支撑滤料
组成:池底、排水假底(渗水顶板)、集水沟。
2.普通低负荷生物滤池
普通低负荷生物滤池的运行流程是生物膜法的最早工艺流程,前已涉及即:进水─→初沉池→生物滤池→二沉池→出水
这种生物滤池的滤料采用石质块状滤料(碎石、炉渣等),容积大,孔隙率小。考虑到滤池的通风和滤池基础,滤池一般高度在2米左右,因而束缚了它的工作能力。其运行参数为:
有机负荷率:0.1--0.3公斤BOD5/m3日
水力负荷率:1--5m3/m2日
处理效率:85--90%
该工艺处理出水水质较好,出水中可以检验出硝酸盐,污泥量少,但占地面积大。
3.普通高负荷生物滤池
普通高负荷生物滤池是在普通低负荷生物滤池的基础上发展起来的。在普通低负荷生物滤池的工艺流程中,增加回流工序就形成普通高负荷生物滤池的工艺流程。
由于有了回流(提问:回流的作用),含有不同浓度的有机物废水,就可以稀释成需要的浓度和水量,以适合处理的要求。这样就提高了有机负荷率和水力负荷率。由于负荷率的提高,处理有机物的稳定程度就不及低负荷生物滤池,产生的污泥较多,出水中无硝酸盐,相对说来出水水质较差。崐其运行参数如下:
有机负荷率:0.5--1.0kgBOD5/m3.d
水力负荷率:9--40m3/m2.d
处理效率: 80--90%
二、塔式生物滤池
1、特点
塔式生物滤池是一种池身较高、按高负荷率运行的生物滤池(1951年由东德舒尔兹所创)。由于池身增高(8-25m),提高了通风条件(滤内外温度差大),从而有了提高滤池处理能力的可能性。塔式生物滤池犹如几个普通生物滤池串联运行,这样它和普通生物滤相比较,相同的负荷率下运行,它可以提高处理效率;达到同一处理效率的情况下,它可以提高负荷率;若按同一的负荷率下运行,它可以缩小占地面积。
塔式生物滤池不同的高度有不同的生物相,上层由于有机物营养丰富,微生物主要以细菌为主;中层除有大量的细菌外,原生动物数量逐渐增多;下层由于营养物的减少,游离的细菌少,原生动物数量多,也出现后生动物。因此可以说,滤料上层主要起着吸附、去除有机物的作用;而下层主要起着稳定有机物和进一步改进水质的作用。
滤池增高─温差大─通风好─供氧充分─提高处理效率
2、塔式滤池的构造
塔式滤池的构造类似普通生物滤池,主要是高度上的差异而已。结构的主要特点就是滤床分层建造。
(1)滤床:分层建造,每层2m,且用穿孔板隔开;设检修孔;滤料大多采用人造滤料;滤池高度8--25米;滤池直径∶高度=1∶(8--6);进水BOD5控制在500mg/L以下; (普通生物滤池进水BOD在200以下COD在400以下)。
(2)布水设备:大多采用园形,转式的,为防风力影响,滤壁高出滤床0.5米。
(3)排水系统:滤床底层栅板与滤床底板之间,设置排水系统。为保证良好的通风,底层栅板与排水水位之间应有足够净空,一般为0.5米。通风孔总面积不小于滤床截面积的7.5--10%。有些塔式生物滤池为加强通风,采用顶部抽风。
无论是普通生物滤池和塔式生物滤池,都难避免滤床堵塞的问题,为此对进水浓度有一定的限制(普通BOD5<200mg/L、塔式BOD5<500mg/L)。为了克服这一缺点,通过人们不断的研究,1954年在西德Heilbroun城市建成了第一座转盘式生物滤池。它克服了滤池易堵的缺点,因此受到人们的重视和采用。
生物转盘
生物转盘是从普通生物滤池而来,膜的形成、生长及其降解有机物的机理与生物滤池基本一样。主要的区别是:它以一系列的盘片代替固定式的滤料,一部分浸在污水中,通过不断转动与污水接触,氧则是在盘片转出水面后与空气接触时,从空气中吸取。
一、特点
由于不断浸润的运行方式,加上直接从大气中取氧,使得转盘上微生物量很大(50g/m2盘面),折合成氧化槽混合液浓度10000-20000 mg/L。
由于生物量高,引起F/M比值小(0.002-0.5),从微生物的生长曲线中可知,生物处于内源呼吸期,因此,产生的污泥量少,处理效果好,不易堵,无污泥膨胀,耐冲击负荷,无需污泥回流,运行可靠,进水的BOD5可高达1000毫克/升。
由于直接从空气中吸氧,运行费低(无机械消耗费用),管理方便。
但生物转盘工艺占地面积大,卫生条件差,转轴易损,转盘易坏,维修不便,冬天需要保温措施。
二、生物转盘的结构
生物转盘的结构主要由盘片、氧化槽、转轴及驱动装置组
1.盘片
要求:质轻、耐蚀、坚硬、不易变形。 材质:塑料、玻璃钢、竹片。
形状:平板、玻纹状、多孔状。 直径:1--3米(太大,制作困难易变形)。
盘片厚:0.7--20毫米(太厚占有效容积)。
盘间距:15--20毫米(太大占有效容积,太小影响通风)。
2.氧化槽
考虑到沉淀物冲刷与排除,氧化槽做成半园形,且盘片边缘到槽的距离一般在20--50mm,槽内水面在转轴下15--20mm。氧化槽通常用混凝土或钢板制成。
3.转轴与驱动装置
轴直径:50-80mm 轴长度:3--7.5米
转 速:0.8--3.0米/分 线 速:小于20米/分
转盘的转动有二个方法,机械驱动和空气驱动.机械驱动是通过减速器来达到要求的;空气驱动是利用盘体外周加设一个空气驱动装置,通过释放器调节转盘速度。空气驱动器提供了氧源,有利于生物膜的生长。
三、生物转盘的组合形式
单轴单级式:
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单轴多级式
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多轴多级式:
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混合多级式:
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