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1生物转盘工艺污水处理实验实验指导书城乡建设学院市政与环境工程系2生物转盘工艺污水处理实验一、实验目的生物转盘是一种利用生物膜净化污水的设备。是一种净化效果好，能源消耗低的生物处理技术。通常生物转盘处理系统中除生物转盘外，还需要包括初次沉淀池和二次沉淀池。本装置只有生物转盘，不包括分离脱落生物膜的二次沉淀池，主要组成部分有转动轴、转盘、废水处理槽、曝气管和空压机。本装置即是气动生物转盘内部构造的演示装置，又是气动生物转盘法处理污水的实验装置。通过实验，希望达到以下目的：1.通过对有机玻璃装置直接地观察，加深对其构造的认识，弄懂各部分的名称和功能；2.通过装置的动态运行，掌握生物转盘法处理污水的技术，理解该法的特征。二、实验原理生物转盘也是利用生物膜净化污水的一种设备，202世纪60年代在德国首先应用。生物转盘的净水机理主要依据于污水生物膜法处理的有关理论。生物转盘在气动转动装置的驱动下，在接触反应槽中以较低的线速度转动，利用盘片上的附着的生物膜外所吸附水层，不断的吸收氧，使水膜中的氧处于过饱和状态，并将其传递到生物膜和污水中；而污水中的有机物则通过吸附水层传递给生物膜上的微生物，并被其代谢所降解。代谢产物中的液体，如H2O，则通过吸附水层进入水体排走，气体，如CO2等，则透过吸附水层进入空气。同样随着膜增长和增厚，使生物膜不断“老化”，在盘片随轴转动与曝气的搅动作用下，老化膜脱落，生物膜得到更新。生物转盘的构造见示意图。由电动机和减速机带动转动轴，在水平轴上安装一系列圆形盘片称为转盘。当生物转盘开始运转时，应先培养生物膜。当运转一个星期在整个盘面上形成一层生物膜。由于转盘的旋转，盘面时而在水中，时而暴露在空气中。当盘面淹没在污水中，水中有机物被生物膜吸附；当转盘夹带着污水薄膜离开水面，使附着水膜曝露在空气中，并形成水滴沿盘而下，从空气中溶解了氧气。盘表面上生物膜中的微生物从污水中吸附有机物作为养料，从空气中获得氧气，从而为微生物创造了繁殖的良好的环境，使处理槽中污水有机物逐渐降低。出水槽进水管中心导流筒挡板排泥管驱动装置盘片进口接触反应槽出口转轴1、生物转盘的构造组成（1）盘体一般是由塑料制成的，盘片间距通常为15~30mm。（2）曝气生物转盘的接触反应槽通常为淹没式，底部设有排泥、放空管，两侧设有进出3水管。（3）转动轴是支承盘片并带动其旋转的重要部件，轴两端要装于固定的氧化槽两端的支座上，转轴通常采用实心钢轴或无缝钢管，转动轴不能太长，否则往往由于同心度加工不良，容易扭曲变形，发生磨断或断扭。（4）生物转盘的驱动装置主要包括动力设备、减速设备等。动力设备主要有机械传动、空气传动及水力传动的等。转盘的转动速度是重要的运行参数，必须适宜，一般转盘的转速以0.8~3.0r/min，边缘的线速度以15~18m/min为宜。2、生物转盘在工艺上的特征（1）应用面上，适合于生活污水和多种工业废水的处理（2）处理水净化程度高，出水清澈。如：四级生物转盘对生活污水处理，处理水BOD去除率可以达95%以上。（3）维护管理简单，动力费用低，噪声低，无盘面堵塞现象。（4）相对于生物滤池卫生条件好，无恶臭及苍蝇。（5）运行比较灵活，可以通过调节转盘转速来调节污水与微生物的接触时间及曝气强度。（6）运行稳定，耐冲击负荷能力强。BOD值在1000mg/L以上的超高浓度有机废水及10mg/L以下的超低浓度有机污水均可处理。（7）生物膜的培养快，成熟时间短，通常7~10d内即可完成。（8）产泥量少，约为活性污泥处理系统的1/2，污泥沉淀性能好，易于泥水分离。（9）容易受低温条件影响。（10）不适宜处理含有毒挥发性气体的工业废水。三、实验设备及仪器1、处理水量：10~20L/H；2、转盘结构为：一轴三级；3、水力停留时间：2小时；4、圆盘直径φ240㎜，共39片；5、电机转速：0~33转；6、总体尺寸：长×宽×高=1300mm×400mm×800mm进水出水BOD5300～600mg/L30～60mg/LCOD500～1000mg/L50～100mg/LSS100～300mg/L30～40mg/LpH6～96-9装置包括生物转盘的全部组成，1、竖流沉淀池本体包括池体、进水管、中心导流筒、挡板、出水槽、出水管、排泥管、放空管等；外形尺寸：直径×高=Ф300mm×480mm.2、电动生物转盘本体包括废水处理槽、电动机和减速装置、转动轴和转盘、固定台架等；外形尺寸：直径×长度=φ300㎜×600㎜配套实验装置有：（1）污水配水箱1个，（2）污水进水泵1台，4（3）转动轴和转盘1套，（4）减速电机1台，（5）可控硅调速器1台，（6）进水流量计1个，（7）实验台架1套，（8）金属电控箱1只（9）电压表1只(0-250V)（10）漏电保护开关1套（11）按钮开关2只（12）电源线（13）连接管道、阀门及电器开关插座等1套四、实验试剂（用户自备）1、测COD所需药品2、水样（生活污水或自行配制水样）五、实验操作步骤1、挂膜和驯化生物膜的培养最好采用接种培养法，即将运行良好的污水处理厂曝气池内活性污泥与水样混合后注入接触反应槽内，运转生物转盘，一天更换1~2次原水。由于原水中含有足够的营养物质和微生物，一般情况下在7d左右，在生物转盘盘片上就会形成生物膜，待生物膜上的细菌及微型动物所组成的生态系统达到平衡，且有了一定降解有机物的能力后便可投入实验。先将配置好的水样注入水箱，开启水泵及空压机，调整转子流量计以给定适当的流量及气量，使生物转盘开始运转。2、测出转盘转速对COD去除的影响生物转盘反应器的转盘转速是个重要的操作参数，转数增加有利于提高生物膜固液界面的传质速率，也有利于提高液相的溶解氧浓度，但剪切力的增加加剧了生物膜的剥落。通过实验不同转速条件下COD的去除情况，确定最佳转盘转速。3、测出停留时间对COD去除的影响在最佳转盘转速下，分别测定停留时间为1h、5h、10h、15h、20h、40h下出水COD,确定最佳停留时间。进而确定对生活污水的COD去除率。4、分别测定进、出水的COD值，以及水温、pH值，将数据记入表1。表1生物转盘实验数据进水水温（℃）进水pH值进水COD值（mg/L）出水COD值（mg/L）六、实验数据及结果整理1、计算实验中生物转盘对COD的去除率5%100SSS0e0式中S0——进水COD值（mg/L）Se——出水COD值（mg/L）2、绘制COD去除率与转盘转速的关系曲线，确定最佳转盘转速3、绘制COD去除率与停留时间的关系曲线，确定最佳停留时间4、确定达预期效果时COD面积负荷率NA，水力负荷率Nq)]d(m/gCOD[AQSN20A)]dm/(L[10AQNq23式中Q——原污水流量，m3/dS0——原污水COD值，g/m3A——转盘盘片全部外表面积，m25、描述三级转盘上微生物的镜检结果。七、注意事项1、转盘转速要保持稳定，应设稳压装置2、转盘转速不易过快，否则容易导致生物膜的脱落。八、思考题1、分析生物转盘净化水体的机理2、简述生物转盘构造及运行特点3、实验装置中曝气的作用是什么？并分析以此种方式运行的生物转盘有特点？4、分析生物转盘转速是否越大越好？5、影响生物转盘处理效率的因素有哪些？6、生物转盘再水处理当中与其他活性污泥方法相比有何优点？