13.3 生物转盘

1. 13.3 生物转盘 13.3.1 概述 • 生物转盘是60年代，原联邦德国开创的一种污水生物处理技术。 • 生物转盘处理技术已被公认为是一种净化效果好、能源消耗低的生物处理技术。

2. 生物转盘

3. 1.生物转盘的构造 • 生物转盘处理系统中，除核心设备生物转盘外，还包括初次沉淀池和二次沉淀池。 • 生物转盘是由盘片、接触反应槽、转轴及驱动装置所组成。

4. 2.生物转盘净化原理 • 通过转动盘片，转盘与污水、空气交替接触，从而在盘片上形成稳定的微生物膜，使污水中的有机污染物为生物膜所吸附降解。 生物转盘净化反应过程与物质传递示意图

5. 3.生物转盘特征 ①微生物浓度高，生物转盘具有高效性。 ②生物相分级，可以形成多级串联，有利于有机污染物物的降解。 ③泥龄较长，有利于硝化细菌的生长。 ④较强的耐冲击负荷能力。 ⑤产泥量少。 ⑥接触反应槽不需要曝气，污泥勿需回流，动力消耗低。 ⑦勿需经常调节生物污泥量，不产生污泥膨胀，机械设备简单，便于维护管理。 ⑧无二次污染的现象。 ⑨生物转盘的流态：完全混合－推流。

6. 13.3.2 生物转盘的组成与构造特点 1.盘片 形状；盘片的厚度与材质；直径； 盘片间的间距 2、接触反应槽 一般用钢板或钢筋混凝土制成，横断面呈半圆形或梯形； 槽内水位不小于转盘直径的35%，超高为20～30cm； 转盘外缘与槽壁之间间距不小于100mm。 3、 转轴 转轴一般采用实心钢轴或无缝钢管，长度控制在0.5～7.0m，转轴应在液面之上。 4、驱动装置 驱动装置包括动力设备、减速装置以及传动链条等。

7. 13.3.3生物转盘工艺流程与组合 1.生物转盘为主体的工艺流程 污泥处理

8. 多轴多极生物转盘

9. 13.3.4 生物转盘的计算与设计 • 主要设计内容包括：转盘盘片总面积、转盘总片数、接触氧化槽的总容积、HRT（水力停留时间）及转轴长度。 • 求转盘总面积的方法有： 负荷率法、经验公式法和经验图表法等。

10. 生物转盘的设计和计算包括：所需转盘总面积；接触氧化槽总体积、转轴长度以及污水在接触反应槽内的停留时间。 水力负荷： 单位接触氧化槽每天处理水量 m3水/m3槽. d 单位面积转盘每天处理水量 m3水/m2盘片. d 有机负荷： 单位接触氧化槽每天处理的BOD5 kgBOD5/m3槽.d 单位面积转盘每天处理的的BOD5 kgBOD5/m2盘片.d

11. 面积负荷率：指单位面积盘片每日能去除的有机物量。 N = 式中： N —单位面积盘片每日去除有机物量（gBOD5/m2d） N值一般取10~25（gBOD5/m2.d） Q—废水量（m3/d） L1，L2—分别为进出水BOD5浓度（mg/L） F—盘片面积（m2）

12. (1)计算盘片面积： 确定转盘直径D （一般为2~3米） (2)计算盘片数m：

13. (3)氧化槽有效长度L L = m（a+b）k 式中： a—盘片净间距（m） b—盘片厚度（m） k—系数一般取1.2 b a

14. (4) 氧化槽有效容积V V= （0.294～0.335）（D+2δ）2L D—转盘直径（m） δ—盘片边缘与氧化槽内壁距离m L—氧化槽有效长度（m） r —中心轴与槽内水面距离m 当r/D=0.1时，取0.294； 当r/D=0.06时，取0.335；

15. (5) 转盘的转速n0 n0=6.37/D(0.9-V1/qv1) (rpm) qv1 —每个处理槽的设计水量，m3/d (6)废水在氧化槽中的停留时间t t = V/Q 一般t=0.25~2.0h

16. 13.4 生物接触氧化 13.4.1 概述 1、实质 • 在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化，因此，生物接触氧化处理技术，又称为“淹没式生物滤池”。 • 采用与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供其所需要的氧，并起到搅拌与混合作用，这种技术又相当于在曝气池内充填供微生物栖息的填料，因此，又称为“接触曝气法”。

17. 生物接触氧化池

19. 2、生物接触氧化特征 (1)工艺特征 1)在曝气池内充填填料，形成生物膜，生物膜中细菌等微生物相当丰富，无污泥膨胀之虑。 2)生物膜与填料形成网状结构，有较好过滤作用。 3)曝气提高供氧，加快生物膜更新，改善生物膜活性，抑制厌氧膜增殖，提高氧利用率。

20. (2)运行及功能特征 ①可间歇运行，抗冲击能力强； ②操作简便，无需污泥回流，无污泥膨胀之虑； ③污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀； ④具备生物脱氮除磷功能。 3、主要缺点： 如设计或运行不当，填料可能堵塞，此外，布水、曝气不易均匀，可能在局部部位出现死角。

21. 13.4.2生物接触氧化工艺流程 1.一段(级)处理流程

22. 2.二段(级)处理流程 • 前段，负荷较高F/M>2.1，微生物营养条件好，处于对数增长期，生物活性增大，去除速率高。 • 后段，F/M比变小，0.5左右，生物活性降低，但出水水质好。 • 多段生物接触氧化池具有推流与完全混合的特点，可以在不同池内生长不同处理要求的微生物。

23. 13.4.3生物接触氧化池的构造、形式 1.构造 池体 填料及支架 曝气装置 进出水装量 排泥管道

24. 接触氧化池反应区的构造

25. 牛腿 牛腿与槽钢的布置

26. 曝气装置安装

28. 球形填料 弹性填料 组合填料 蜂窝填料

29. 工程应用实例

30. 2.接触氧化池形式分类 • (1)按曝气装置位置 • 分流式：污水在单独隔间内进行充氧，充氧后污水缓慢流经填料，污水多次通过充氧与接触两个过程。 中心曝气型、单侧曝气型 表面机械曝气、鼓风曝气 • 直流式：直接在填料底部曝气。 • (2)按水流循环方式： • 填料内循环 • 填料外循环

31. 2.接触氧化池的形式 底部进水进气式接触氧化池

32. 单侧曝气、上部进水式接触氧化池

33. 表曝中心曝气型接触氧化池

34. 13.4.4生物接触氧化池设计、计算 1. 应考虑因素 (1)按平均日污水量进行计算； (2)池座数一般不应少于两座，并按同时工作考虑； (3)填料层总高度一般取3m； (4)池中污水溶解氧含量应维持在2.5～3.5mg/L之间，气水比约为15～20:1； (5)为保证布水、布气均匀，每格池面积应在25m2以内； (6)污水在池内的有效接触时间不得少于2h； (7)生物接触氧化他的填料体积可按BOD－容积负荷率计算，亦可按接触时间计算。 2.计算公式(自学)

35. 3 生物接触氧化池的设计 (1).设计中应考虑的几个因素 a.一般按日平均污水量计算（有调节池） b.池数不少于2座 c.填料高度一般取3~3.5m d.DO一般为2.5~3.5mg/L e.气水比约为15~20:1（工程经验值）

36. f.每池面积一般应≤25m2 （便于均匀布水、布气） g.污水有效接触时间<2h h.BOD—容积负荷建议值： 城市污水 3.0~4.0（kgBOD5/m3d） 印染废水 1.0~2.0（kgBOD5/m3d） 农药废水 2.0~2.5 （kgBOD5/m3d） 酵母废水 6.0~8.0 （kgBOD5/m3d）

37. (2).设计计算 a.填料的容积计算： V= Q （L1- L2）/ NV 式中： V—填料的总有效容积（m3） Q—日平均污水量（m3/d） L1—进水BOD5浓度（mg/L） L2—出水BOD5浓度（mg/L） NV—BOD-容积负荷（KgBOD5/m3d）

38. b.氧化池总面积 A = 式中： A——接触氧化池总面积 m2 H——填料层高（3~3.5）m

39. c.氧化池座数 n = n—座数 n≥2 f—每座氧化池的面积m2一般f<25m2 d.污水与填料的接触时间，有效停留时间 t = V/qv（h）

40. H0=h1+h2+H+h3+h4 H0—氧化池总高m h1—超高m（0.5~1.0m） h2—填料上部稳定水 层高m （0.4~0.5m） h3—填料距曝气装置间 距离m （0.3~0.6 m） h4—曝气装置距池底间 距离m （0.3~0.6 m） e.接触氧化池的总高度

41. 13.5 生物流化床 13.5.1概述 • 生物流化床是70年代开发的一种新型生物膜法处理工艺； • 以比重略大于1的细小惰性颗粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等为载体； • 废水以较高的上升流速使载体处于流化状态； • 生物固体浓度很高，传质效率也很高，是一种高效的生物处理构筑物。

42. 要想提高生物处理设备的效率，应首先解决两个问题：要想提高生物处理设备的效率，应首先解决两个问题： 1.提高处理设备单元容积内的生物量。 2.强化传质作用，加速有机物向微生物细胞的 传递过程。 从70年代起，人们将流化床这一技术应用于污水处理领域，结果表明：该技术具有强化以上两个条件的效果，因此，专家们预测该技术可能会成为污水处理技术的发展方向。

43. 以沙、活性炭、焦炭等颗粒微载体充填于生物反应器内，由于载体表面附着生长着生物膜而使密度变小；当污水以一定流速从下向上流动时，载体便处于流动状态。 载体颗粒小、表面积大，为微生物生长提供了充足的场所，极大的提高了反应器内的微生物量：10-14g/L 颗粒处于流态化状态极大的提高了有机污染物由污水向微生物细胞膜内的传质速度。

44. 高效生物流化床反应器

45. 13.5.2生物流化床的类型 • 根据流化床内的好氧或厌氧状态: • 好氧流化床、厌氧流化床 • 根据使载体流化的动力来源: 两相生物流化床——流化床内只有污水（液相）与载体（固相）相接触。 三相生物流化床——污水（液）、载体（固）、空气（气）三相同步进入床体。 机械搅动流化床

46. 1.两相生物流化床(液流动力流化床)

47. 2.三相流化床(气流动力流化床)

48. 3、机械搅动流化床

49. 13.5.3生物流化床的构造 • 主要包括反应器、载体、布水装置、充氧装置 和脱膜装置等。

50. 13.5.4生物流化床的优点及问题 优点： ① 生物固体浓度高(10～20g/L)，容积负荷较高(7～8kgBOD5/m3.d以上)，水力停留时间可大大缩短，基建费用较小； ② 无污泥膨胀或其它生物膜法中的滤料堵塞； ③ 能适应不同浓度范围的废水，抗冲击负荷； ④ 由于容积负荷和床体高度较大，占地面积较小； 缺点： 实际生产运行经验较少，对于床体内的流动特征尚无合适的模型描述，在进行放大设计时有一定的不确定性。