3.2生物转盘

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生物转盘生物转盘的简介生物转盘的发展状况生物转盘的基本流程及平面示意生物转盘的工作原理生物转盘的构造、类型生物转盘的设计生物转盘的维护与管理生物转盘简介•生物转盘(RotatingBiologicalContactor简称RBC)是一种生物膜法废水处理技术,开创于20世纪五六十年代。•生物转盘主要由盘片、接触反应槽、转轴及驱动装置所组成•其整个处理过程为:转盘浸入或部分浸入充满废水的接触反应槽内,在驱动装置的驱动下,转轴带动转盘一起以一定的线速度不停地转动,转盘交替的与废水和空气接触,经过一段时间的转动后,盘片上将附着一层生物膜。在转入废水中时,生物膜吸附废水中的有机污染物,并吸收生物膜外水膜中的溶解氧,分解有机物,微生物在这一过程中以有机物为营养进行自身繁殖;转盘转出废水时,空气不断的溶解到水膜中去,增加其溶解氧。生物膜交替的与废水和空气接触,变成一个连续的吸氧、吸附、氧化分解过程。生物转盘法常采用多级串联处理方式,以取得更好的效果。基本流程及平面示意生物膜工作原理图一、生物膜工作原理概述5生物转盘的构造、类型生物转盘的构造、类型极为复杂,没有什么固定的模式,随着服务对象、规模大小、建设地区、建筑材料、布置方式等不同而有很大的差异。生物转盘可以按不同的方式分为以下类型:(一)按作用原理分类即按微生物对污水的生物化学反应分类如下:单轴单级小型生物转盘装置剖面图二、三、单轴单级大型生物转盘厌气分解厌气性生物转盘系一密闭设备,转盘进水用泵送入,投加药剂后在混合室内经叶轮搅拌,再经四级转盘处理后排除。分解过程产生的气体,由特设管道排出。日本有将好气厌气转盘组合在一起的方案,即将转盘室建为两层,在上层进行硝化,然后流入下部厌气区域进行处理,一部分脱氮的水又一次在上面进行硝化。其硝化率约90%以上,脱氮率约50%以上。厌气性生物转盘装置图好气厌气组合转盘好气生物转盘与厌气分解装置原理图2.1所示为好气生物转盘与厌气分解的组合装置原理。这种装置在气温较高的地区可以导致厌气分解,操作简便,效果良好。由图可知,这种装置分上下两层,上为好气氧化室,下为厌气分解室。进水中溶解的和胶体的有机物被生物转盘上的生物群体所吸收,合成细胞物质,并释放出好气分解的最终产物CO2和H2O。多余的生物膜沉淀后,进入厌气分解室。进水中的固体物质在好气分解室中沉淀下来,通过室底部的排泥槽流到厌气分解室。有机物和生物膜在厌气室经厌气分解,释放出的气体(CO2+CH4)由旁设排气通道排出。其实验设备如同2.2所示。这种装置采用聚氯乙烯穿孔圆盘,其中心间距为2厘米,安装在一水平轴上,由变速电机带动旋转。通向厌气分解室的排泥槽宽2厘米,长40厘米。厌气分解室的容积与好气氧化室容积相同,其断面设计成梯形。底宽为8厘米。厌气室的两侧各设一条排气管,其面积占总面积的15%好气转盘与分解装置硝化与脱氮3.1生物转盘污水处理系统如右图所示,原水经投加磷酸盐补充磷质后进入硝化转盘,并经投加甲醇后进入密闭的脱氮转盘,氮气集中排出,污水再经曝气沉淀后排出。图3.2所示,经沉淀后污水引入第一脱氮池,与硝化池出水的一部分合并后进行脱氮。脱氮池出水引入硝化池以便对残余的氮进行硝化,硝化池的出水引入第二脱氮池,进行最终的脱氮,在这里投加甲醇,进行氧化后便将氮除去。图3.2再循环脱氮法流程藻类转盘利用培养藻类来处理污水,是将经过二级处理的污水,再经过藻类三级处理,不仅可以降低水中BOD而且藻类能去除水中的营养物质,控制水体的富营养化。山西大学利用藻类转盘处理印染废水取得了良好的效果。其试验装置与一般好气氧化转盘相似。转盘材料是耐温聚乙烯塑料板,转盘直径为490毫米,厚度为2毫米,盘间距为25毫米。国外还有藻菌共生转盘的市售产品,这种产品系用扁袋点焊梅花瓣结构。直径为2.4米,盘瓣以7毫米的冷拔钢圈为骨架,制成椭圆形,维尼龙布袋是一平展的扁袋,因此较硬质盘材(玻璃钢等)所制盘片多两个内表面。扁袋上下开孔,便于水和空气流通,老化的生物膜也得以脱落排除。这种盘瓣的外表面能使整个盘面都受到光照。试验证明过强的光照不利于光合作用,因此在夏季中午前后,应盖防护罩,避免阳光直射(紫外线的直射),否则将影响藻类的生长。(二)按组合结构分类1》小型处理站的组合设备特点:这种组合将沉淀池和转盘修建在一起。原水流经格栅、破碎机,进入一次沉淀池,出水进入两组四级转盘,再经二次沉淀池沉淀和消毒。这种组合的特点是设备布置紧凑,节约投资,减少占地面积等。2.生物转盘与平流沉淀池的组合在一些现有大型处理站的一级处理中,设有矩形平流式沉淀池,当需提高污水处理要求而扩建二级处理时,可将平流式沉淀池进行改建,在池深中部设置底板,再在池的上部设置生物转盘.3.综合构筑物将一次沉淀池、生物转盘及二次沉淀池组合在一起的小型综合构筑物,如下图所示:4.空气驱动的生物转盘利用空气驱动的生物转盘,是一种既节省能源又操作简便的传动方式。特别是在一些大型处理站中使用,更显出其优越性。这种结构在圆盘周边上设置空气罩,在转盘下方设空气管供给空气,空气进入空气罩并使转盘转动。空气驱动生物转盘处理厂鸟瞰5.生物转盘与曝气池组合结构这种结构是为了提高鼓风曝气池的处理效果,在曝气池上增设生物转盘,这是一种提高曝气池处理能力的生化处理新结构。如下图所示:生物转盘与曝气池组合结构(SURFACT)6生物转盘的设计•生物转盘的设计最主要的内容是转盘总面积的确定。目前主要根据经验公式计算,或根据BOD面积负荷(或水量负荷)计算,而BOD面积负荷可以选定或通过试验确定。(一)转盘总面积的计算•1.勃别尔(Popel)经验公式计算法德国勃别尔在对城市污水进行试验的基础上,提出了下列求定转盘总面积(F)的公式:式中—盘片总面积与浸没在水下的盘片面积比;—净化效率函数,η为净化效率;—负荷突变函数,t为负荷突变持续时间;—温度影响函数,其值查表;0)(),()()/(01673.0FQLTfttffFFfsW)/(WFFf)(f4.04.1)1/()(f),(sttf)1024.11(),(1114.0tsttf)(TfQ—废水的日流量,L₀—进水中有机物质浓度,盘片总面积于浸没水面积之比随转轴距水平距离(γ)与盘片直径(D)的比值不同而异,γ/D一般为0.06—0.10,以保证盘片浸水面积比能介于40%—45%之间。表6-10值温度(T)10℃15℃20℃30℃0.720.480.370.20WFFf/dm/3lmg/)(Tf)(Tf2、BOD值面积负荷(或水量负荷)计算盘片总面积•通过BOD面积负荷计算盘片总面积是目前运用最广泛的方法,也是比较可靠的方法。确定负荷值最好方法是进行模拟试验,当没条件试验时候采用下表6—11经验值计算。在BOD值求出来后根据下列公式求定转盘的总面积:式中—BOD面积负荷,g/;Q—污水量,;L₀—进水BOD浓度,g/m³;—出水BOD浓度,g/m³。FeNLLQF)(240FNdm2hm/3eL表6-11生物转盘负荷率废水性质处理程度mg/L盘面负荷g/()生活污水出水BOD≤60出水BOD≤3020—4010—20煮炼废水出水BOD≤6012—1630—40染色废水出水BOD≤3020128—255生活废水出水BOD≤10出水BOD≤1646979164dm2(二)转盘盘片数(m)22/636.024DFDFm(三)氧化槽有效长度(即转动轴有效长度)LL=m(a+b)K(m)式中:a—盘片厚度,m;b—盘片间净距,m;K—系数,一般取1.2。(四)氧化槽总有效容积V氧化槽总有效容积:V=(0.294-0.355)(D+2δ)L氧化槽净有效容积V´:V´=(0.294-0.355)(D+2δ)(L-ma)当γ/D=0.1时,系数取0.294;当其值为0.06时,系数取0.335。式中δ—盘片与氧化槽内壁净距,一般取20—40mm。(五)污水在氧化槽内停留时间污水在氧化槽内停留时间t:t=V´/Q式中:——氧化槽净有效容积,t一般在0.25—2.0h/V(六)转盘的转速n₀•n0=min/)'9.0(37.6rQVD(七)电动机功率Np电动机功率式中R为转盘半径(m);--指一根转轴上的盘片数(片);--为同一电动机带动的转轴数;--表示生物膜厚度系数,一般取2到4。kWmbnRNP162041085.31m

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