生物接触氧化法
生物接触氧化法是一种浸没在水中的滤床加上人工曝气的生物滤池。又称浸没曝气式生物滤池。 生物接触氧化法是日本小岛贞男于70年代首创，在我国已用于印染废水、粘胶废水、化工废水等行业，效果良好。
1、生物接触氧化法的机理
生物接触氧化池内设置填料，填料浸没在废水的水流中，填料上长满生物膜，废水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化为新的微生物。从填料上脱落下来的生物膜，随水流流到二沉池后被去除，废水得到净化。生物膜所需的氧通过鼓风曝气由池底供给。
2、生物接触氧化的优缺点
由于曝气池中装有填料，而且填料的比表面积很大(200m2/m3)，再加上人工曝气，因此接触氧化池内微生物浓度很高，生物相丰富，氧利用率高，膜的更新速度快(空气搅拌结果)，生物活性高，无污泥膨胀，无需回流污泥(不需要接种)，处理效率高。但填料易堵水管，布水不均，填料昂贵，与滤池相比增加能耗。
3、生物接触氧化池的结构
(1).滤床：主要为塑料、瓷环、软性填料(软性填料是近几十年来研制成功而用于废水处理，比表面积可达2000/m，所以生物量大，负荷率大，且不易堵)。
(2).池体：用于设置填料，布水布气装置和支承填料的栅板和格栅。一般为钢筋混凝土。
(3).布气设备：一般采用多孔管布气。
(4).布水系统：一般采用多孔管布水。
生物流化床
流化床：固体颗粒的流态化(近几十年来的新技术)，即改善固体颗粒与流体的接触，并使整个系统具有流体性质。
1971年美国Robert等人对生物处理出水再作深度处理时发现被活性炭吸附的有机物大多能被微生物降解。起初，美国、日本两国学者致力于研究这项工艺应用于废水的深度处理(硝化、脱氮)，以后致力于研究二级处理，美国Ecolotrol公司，经过三年的(73--75)研究，形成了可应用于二、三级处理的(HY--FLO)生物流化床(专利)。此工艺以纯氧为氧源，砂为载体。我国于1977年开始进行了生物流化床的研究工作，并取得了一定的进展.
特点：(1)具有巨大的比表面积(载体为1毫米左右)生物量高
(2)生物活性好(因为流态化) (3)传质效果好(困为流态化)
(4)运行稳定，占地小(仅为活性污泥法的5％)
(5)操作复杂(脱膜机)，需氧量大，动力消耗大。
此工艺的出现，说明废水处理进入高效率阶段。
活性生物滤池ABF(Activated-Boifiltar)
将曝气池活性污泥随同废水一起回流进入滤池，进行生物处理的构筑物。
由于废水先经过滤池使得曝气池负荷减轻，无污泥膨胀。
生物膜系统的工艺设计
生物膜系统的工艺设计，是把组成生物膜法运行的各部分作为一个整体来考虑。这个整体一般指除了生物滤池前的初沉池外的各部分，其中主要的是生物滤池和后接的二沉池，以及配合上述构筑物运行的回流设备和供氧设备。整个生物摸系统可以看作是运行构筑物和动力设备二大部分的有机组合体。因此，从整个系统来看，生物膜系统的工艺设计的内容应包括：
1.滤池类型和流程的选择 2.滤床类型和尺寸的确定
3.二沉池澄清区、污泥区容积和尺寸的确定 4.布水设备设计 5.供氧设备设计 6.回流设备设计
重点讲解1和2。
设计基础资料： 水质、水量、气象、水体、厂址、排放标准、设计参数、可参比的经验或试验结果。
一、滤池类型和流程的选择
原则：根据设计对象的具体情况，按照能耗低、管理费低、投资省、占地少、运行稳定、可靠等原则，进行多方案的技术、经济比较。
现在普通低负荷生物滤池很少采用，大多为高负荷生物滤池，只是在水量较小，地区较偏僻，用地不紧张的情况下采用。从高负荷生物滤池来看，结合运行管理费用和占地面积问题，目前采用转盘式、接触氧化法、活性生物滤池较多。
在流程选择时，有二个问题需要研究决定，那就是回流和串联级数
1.回流：
利用污水处理厂的出水，或生物滤池的出水稀释进水的做法称回流。回流水量与进水水量之比称回流比。
回流的主要作用：(提问)
①稀释进水，降低浓度，改善水质；
②当时水的质和量有波动时，调节和稳定水质；
③增大水力负荷，提高冲刷生物膜的能力；
④向生物膜连续接种，促进生物膜的生长；
⑤可以采用旋转布水器进行布水。( 注：生物转盘无回流)
回流方式有多种，前面已讲述。现在以单级回流流程的计算为例。
回流RQ Se
Q S0 ┌────────←────┐
初沉 ─┴──→ 滤池 ──→二沉 ─┴→
Q+RQ S0' Se
水力负荷q＝(1+R)Q/A 式中Q--废水量
R＝Aq/Q －1 S0--进水BOD浓度
根据物料平衡可得： Se--出水BOD浓度
QS0+RQSe=(1+R)QS0' S0'--进滤池BOD浓度
S0'=(S0+RS0)/(1+R) R--回流率
∵ Se＜＜S0
∴S0'=S0/(1+R) S0'的大小反映了进水滤池的BOD浓度是否满足要求 注(普通生物滤池进滤池前BOD浓度为200mg/L，塔式生物滤池为500mg/L。)
2.串联级数
为提高出水水质，在运行中，一般采用串联的方式。串联的级数大多为二级.
滤池串联的主要作用：(提问)
①便于提高出水水质； ②进水浓度较高，单级滤池达不到要求时；
③避免单个生物滤池深度太深；④提高耐冲击负荷的能力。
串联级数与处理效率的关系：
S1=S0(1-e) Sn=S0(1-e)n 式中：Sn--剩余出水浓度 e--单级处理效率
En=1-(1-e)n n--滤池级数 En--处理总效率
若e=65％，E1=65％、E2=88％、E3=96％、E4=99％
由此可见，虽然级数的增加可以提高处理效率，但达到一定的程度后，级数的增加，处理效率提高甚微。
二、滤床容积和尺寸的确定
1.滤床容积计算
滤床容积计算是生物滤池工艺计算的主要内容。目前在生物滤池的设计中，它的计算主要有负荷率计算法和公式计算法二种.
(1)负荷率计算法
N=QS0/V 则 V=QS0/N
容积的大小取决于负荷率的确定，对不同类型的滤池相应有一个理想的负荷率范围。当负荷率高时处理效果下降，出水中有机物浓度增大。选择负荷率时要兼顾到进水浓度、
出水浓度要求、温度、滤料种类、微生物量等的影响。
对转盘则盘片面积为: A=QS0/N
各种类生物滤池的负荷率见下表
滤 池 名 称 | 有机负荷率kgBOD5/m3.d | 水力负荷率 m3/m2.d | 去除率％ |
普通低负荷 | 0.08-0.4 | 1--5 | 85--90 |
普通高负荷 | 0.6-1.1 | 10-40 | 80--90 |
塔式生物滤池 | 0.9-2.5 | 90-150 | 80--90 |
生物转盘 | 0.02-0.03 * | 0.1-0.2 | 85--90 |
生物接触氧化 | 2.5-4.0 | 100-160 | 85--90 |
流 化 床 | 10 | ||
活性生物滤池 | 3--5 | 120-200 | 65--70 |
注：*.其单位为kgBOD5/m2日
(2)用公式计算法 P216
从Eckefielder公式可知(条件：推流式、一级反应) S/S0=e-kH
2.滤池尺寸的计算
当滤池容积确定后，接着就可以求出滤池尺寸。一般说来，生物滤池的尺寸必须要满足容积负荷和水力负荷。由容积负荷求得的滤池面积，必须用水力负荷校对。经过校核，就可以确定面积值，而后进一步确定滤池个数(一般不少于2个)，再确定直径和边长。
例：设计流量Q=100m3/小时，BOD5=200mg/L，经初沉后，进入生物滤池。
(1)塔式：容积负荷N=2kgBOD5/m3.d，求滤床容积、池数、高度和直径？
(2)转盘：负荷N=0.03kgBOD5/m2.d，求转盘面积、盘片总数、级数、盘片直径和每级盘片数？
解：塔式生物滤池 ┌→注：经初沉BOD去除30％
容积V=QS0/N =100×24×200×0.7÷2000=168m3
面积A=V/H=168÷12 =14 m2(暂设高度为12 m)
用水力负荷(q)校对 q=Q/A=100×24÷14=171.4 m3/m2.d
此值超过水力负荷范围(90--150)，重新确定面积；
面积A=V/H=168÷10(暂设高度为10 m)=16.8 m2
用水力负荷(q)再校对 q=Q/A=100×24÷16.8=143 m3/m2.d
此值在水力负荷范围内(90--150)。
滤池直径：设池数4个 则每个池面积：A1=16.8÷4=4.2 m2
则每个池直径：D2= 4A1/π= 4×4.2÷3.14 D=2.31 m
因此，塔式生物滤池尺寸为：直径×高度＝Φ2.31×10
生物转盘: 面积 A=QS0/N=100×24×200×0.7÷30=11200 m2
校核水力负荷: q=Q/A =100×24÷11200=0.21 m3/m2.d
此值在水力负荷范围内(0.1--0.2)。
根据经验生物转盘直径取D=3m
盘片总数M=A/(2πr2)=2A/πD2=2×11200÷(π×32)=793
└─→指盘片两面有效
取4个生物滤池,则每个滤池盘片为M1=793÷4=198 取200
取4级，则每级盘片M2=200÷4=50
因此，生物转盘数为4个，尺寸为直径×盘片数=3m×200片
每个生物转盘有4级，每级盘片数为50片。
