工艺技术 高负荷生物滤池

污水处理中高负荷生物滤池通过采用新型滤料，革新流程，人们提出了多种型式的高负荷生物滤池，使负荷率比普通生物滤池提高数倍，池子体积大大缩小。回流式生物滤池、塔式生物滤池属于这样类型的滤池，它们的运行比较灵活，可以通过调整负荷率和流程，得到不同的处理效率(65%~90%)。负荷率高时，有机物转化较不彻底，排出的生物膜容易腐化。


1.高负荷生物滤池特点

(1)生物膜不是自然脱落，主要靠水力冲刷，更新快，不易堵塞，污泥易腐化；

(2)膜比较薄，活性好，氧化能力强（无硝化过程）；

(3)通风好，保证供氧。

2.高负荷滤池要求

(1)BOD5进水不大于200mg/L;

(2)保证q=10~30m3/(m2•d),连续布水、出水，使滤料保持湿润状态；

(3)滤料粒径可适当增大：普通3~4cm;高负荷5~10cm。

3.高负荷滤池的回流及方式

1)回流

回流是高负荷池的主要运转特征，具有以下功能和效果：

(1)稀释，均化和稳定进水水质、水量。回流比一般为0.5~3.0倍进水量，也可高达5~6倍进水量，回流比不宜过高，否则动力运行费用会增加，在温度较低的季节，采用过高的回流比会影响处理效果。

(2)提高水力负荷，冲刷生物膜，抑制厌氧层发育，保持膜活性。

(3)抑制臭味及滤水蝇的过度滋长。

2)回流方式

(1)一段滤池回流方式

将二沉池出水回流至滤池入口以提高滤池的水力负荷，同时二沉污泥污泥回流至初沉池以提高初沉池的沉淀效率；或将滤池出水与二沉池污泥一起回流到初沉池，既可提高水力负荷，又可提高初沉效率、保证膜的接种，但增大了初沉池体积，一段滤池回流的两种方式见下图



一段滤池回流方式示意图

(2)两段滤池直接回流方式

当进水浓度较高或对处理要求较高时，可以考虑两段（级）生物滤池处理系统。主要目的为提高出水水质，通常出水BOD5<30mg/L,有硝化作用。两段滤池有多种组合方式，下图所示为其中主要的两种方式示意图。



两段滤池直接回流方式示意图

(3)两段滤池交替回流方式

两段流程中一、二级滤池的负荷不均是主要弊端，前段负荷高，生物易积存，产生堵塞；二段则负荷过低，效率不高。为了解决这一问题，当进水浓度较高(BOD5>200mg/L),出水要求较高(BOD5<30mg/L)，可考虑采用交替流系统。运行时，滤池是串联工作的，污水经初步沉淀后进入一级生物滤池，出水经相应的中间沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物滤池，二级生物滤池的出水经过沉淀后排出污水厂。

工作一段时间后，一级生物滤池因表层生物膜的累积，即将出现堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池。运行中每个生物滤池交替作为一级和二级滤池使用。交替式二级滤池法流程比并联流程负荷率可提高两、二倍，两段滤池交替回流方式见下图。


两段滤池交替回流方式

4.高负荷生物滤池构造

高负荷生物滤池与普通生物滤池在构造上基本相同，不同之处如下：

1)外形和滤料

高负荷生物滤池外形上多为圆形。滤料层高一般为2m,滤料粒径和相应的层厚度为：工作层：层厚1.8m,滤料粒径40~70mm;承托层：层厚0.2m,粒径70~100mm;当滤层厚度超过2m时应考虑人工通风。

2)布水系统

高负荷生物滤池多采用旋转式布水装置。当废水从进水竖管进入配水短管，然后分配至各布水横管后，能在一定水头的作用下（约0.25~1m)喷出小孔并产生反作用力，推动横管向相反方向旋转。旋转布水器既做到了连续布水，同时从每单位面积的滤料来分析，布水又是不连续的，因此这种布水器的工作情况既保证了空气进入滤池，又防止了滤料的堵塞。

5.处理效果

在处理城市污水时，回流式生物湘池的处理效率大致如下：

1)单级滤池法

当滤池负荷率在1.7kgBOD5/(m3•d)(滤料)以下时，出水的BOD5约为滤池进水的BOD5的1/3;

2)二级滤池法

二沉池出水的BOD5为二级滤池进水BOD5的1/2;如果一级滤池出水不经沉淀宜接流向二级滤池，则一级滤池出水的BOD5为进水BOD5的1/2。

6.设计参数与计算公式

1)主要设计参数

(1)以碎石为滤料时，工作层滤料的粒径应为40~70mm,厚度不大于1.8m,承托层的粒径为70~100mm,厚度为0.2m;当以塑料为滤料时，滤床高度可达4m;

(2)正常气温下处理城市废水时，表面水力负荷可取10~30m3/(m2•d),BOD5容积负荷不大于1.2kgBOD5/(m3•d),单级滤池的BOD5的去除率一般为75~85%,两级串联，BOD5的去除率一般为90~95%;日本指南规定水力负荷为10~25m3/(m2•d),五日生化需氧擞容积负荷不应大于1.2kgBOD5/(m3•d);美国污水厂手册规定水力负荷为10~35m3/(m2•d),B0D5容积负荷为0.4~4.8kgBOD5/(m3•d);采用塑料制品为填料时，滤层厚度、水力负荷和容积负荷可提高，具体设计数据应根据试验资料而定；

(3)进水BOD5大于200mg/L时，应采取回流措施；

(4)池壁四周通风口的面积不应小于滤池表面积的2%;

(5)滤池数不应小于2座。

2)计算公式

高负荷生物滤池计算公式见表。



高负荷生物滤池的计算公式