水污染课程设计.doc

1 前言
水是人类赖以生存的物质条件,现在地球的水资源匮乏和水污染问题显得尤为严重,因而对废水进行处理和回用显得尤为重要。针对不同污染物的特征,发展了各种不同的污水处理方法,其中利用微生物代谢来处理废水的生物处理方法得到了广泛的应用。根据微生物对氧环境的不同,可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理工艺历史悠久,自1914年第一座活性污泥法污水处理试验厂运行以来,已经80 多年了。生物膜法是好氧生物处理的一种,也称为附着生长工艺,使微生物附着在某些载体上,如砾石,煤渣或特殊设计的水泥,塑料,纤维制品上形成膜状物,而生化反应在膜上发生的生物处理工艺[1]。它的主要构筑物有生物滤池,生物转盘,和生物接触氧化池等。本文将对生物滤池中的高负荷生物滤池进行详细介绍。
文献综述
生物滤池是在间歇砂滤池和接触滤池的基础上发展起来的人工生物处理法。它是一种浸润型生物膜法,利用废水和空气经过固定接触介质即生物膜的表面,对污水或有机性废水进行好氧生物处理的方法[1]。
生物滤池的工作原理
在生物滤池中,废水通过布水器均匀分布在滤池表面,滤池中装满了填料,废水沿着填料的空隙从上到下流动到池底。废水通过滤池时,填料截留了废水中的悬浮物,同时把废水中胶体和溶解性物质吸附在自己表面,其中的有机物使微生物很快繁殖起来,这些微生物又进一步吸附了废水中呈悬浮胶体和溶解态的物质,逐渐在滤材表面生成一层凝胶状生物膜(细菌类、原生动物、藻类、菌类等)。无聊成熟后,栖息在生物膜上的微生物即摄取污水中的有机污染物作为营养,对废水中的有机物产生吸附氧化作用。因而废水在通过生物滤池时能得到净化。
生物滤池的基本构造
生物滤池在平面上一般呈方形,圆形或矩形,它的主要组成部件包括滤料床,池壁,池底,布水设备和排水系统[3]。
生物滤池要求通风良好,布水均匀,单位体积滤料的表面积和空隙率都比较大,以利于生物膜,污水和空气之间的接触和通风[2]。
(1)滤料:滤料是生物膜赖以生存的载体,对生物滤池的工作影响较大。理想滤料的特性是:①能为微生物的附着提供大量的表面积;②是废水以液膜状态流过生物膜;③有足够的空隙率,保证通风(保证氧的供给)和使脱落的生物膜能随水流出滤池;④适合于生物膜的形成和黏附,且即不被微生物分解,又不抑制微生物的生长,有较好的化学位稳定性;
⑤有一定的机械强度,不易变形和破碎;⑥价格低。
滤料粒径越小,表面积越大,所能挂的生物膜就越多,但是,单位体积滤料所具有的表面积要增大,滤料比表面积将要减小。因此,恰当地选择粒径的大小是完全必要的。通常采用的滤料粒径如下:普通生物滤池为25~50;高负荷生物滤池为50~60。此外,在滤池底部集水孔板以上设垫料层高20~30cm,粒径为100~150。无论何种滤料,都应该进行筛分,不合格的不应超过5%,滤料表面应粗糙,以便于挂膜。
滤料粒径的选择应综合考虑有机负荷和水力负荷等因素,当有机物浓度高时,应采用较大的粒径。滤料应有足够的机械强度,能承受一定的压力,其密度应小,以减小支撑结构的荷载,滤料既应能抵抗污水,空气,微生物的侵蚀,又不应含影响微生物生命活动的杂质。
生物滤池常用拳状滤料,如碎石,卵石,炉渣,焦炭等,而且颗粒比较均匀,近年来,采用的塑料滤料,主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯,聚酰胺等加工成波纹板,蜂窝管,环状及空圆柱等复合滤料,这些滤料的特点是比表面积大(达100~3402/3),空隙率高,为93%~95%,从而大大改善了生长膜及通风条件,使处理能力大大提高。塑料滤料由于其密度小,空隙率大,因而能提高滤床高度。塑料滤料几乎能满足滤料的全部要求,空气流通好,所以在布水均匀时可承受高负荷。塑料板和纸板等新型高效能滤料,形状有波纹状,蜂窝状,管状等数种。
(2)池壁:起围挡滤料保护布水的作用。通常用砖,毛石,混凝土或预制板砌块等筑成。~,以防风力干扰,保证布水均匀。
(3)池底:包括支撑渗水结构,底部空气,排水系统,排水口,通风口。支撑渗水结构起支撑滤料和渗水的作用。常用的支撑渗水结构是架在混凝土梁或砖垫上的穿孔混凝土板。支撑渗水结构除应将耐用外,还必须有足够的渗水通风面积,负荷高的滤池,开孔面积应适当大些。
底部空气层的作用是通风布气。对于面积较大的滤池,底部空间应适当加高一些,以增大通风量,并是其气流均匀地进入滤料层。
(4)布水设备: 布水设备设在滤料层的上方,其作用是在规定的表面负荷下,将废水均匀分布在整个滤池表面。只有布水均匀才能发挥全部滤料的净化作用。布水装置设在填料层的上方,用以均匀喷洒废水在整个滤床表面上。早期使用的布水装置是间歇喷淋式,每次喷淋的间隔时间为20~30min,让生物膜充分通风,固定式布水装置间断