农村污水处理技术及工艺：生物处理
生物处理
所谓好氧生物污水处理技术，是指水处理过程采用好氧微生物来分解矿化污水中的有机污染物的过程，因为水中微生物需要消耗一定的溶解氧，人们就称之为好氧处理过程。好氧处理的优点是出水水质好，不产生臭味，可以做为生物处理的终端工艺。其工程形式也分为很多种，如生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池、氧化沟等。
3.1 生物转盘 （1）概述
生物转盘工艺是生物膜法污水处理技术的一种，生物转盘填料载体上可生长繁育形成膜状生物性污泥——生物膜。生物转盘的核心处理装置是垂直固定在水平轴上附着一层生物膜的圆形盘片，转轴带动转盘以一定的速度不停地转动，生物膜交替的与废水和空气接触，形成一个连续的吸氧、吸附、氧化分解过程，使氧化槽内污水中的有机物减少，使污水得到净化。
生物转盘的优点：能耗低、管理方便；产泥量少、固液分离效果好；脱落的生物膜比活性污泥法易沉淀，不易发生堵塞。 生物转盘的缺点：容积负荷较小；在寒冷的地区需采取保温措施。 生物转盘适应的污水浓度范围较广，运行管理简单。
（2）设计事项
1）村庄集中污水处理宜采用单轴多级转盘，级数宜为1～3级。
2）生物转盘的BOD5表面有机负荷宜根据试验资料确定，一般处理城镇污水表面有机负荷为5g BOD5/（m2·d）~20g BOD5/（m2·d）。
根据已有运行经验资料：
要求出水BOD5≤60mg/L时，表面有机负荷为20g BOD5/（m2·d）~40g BOD5/（m2·d）；
要求出水BOD5≤30mg/L时，表面有机负荷为10g BOD5/（m2·d）~20g BOD5/（m2·d）。
对于村庄集中污水处理，生物转盘的表面有机负荷可根据出水要求在6gBOD5（/~30g BOD5/（m2·d）之间取值。
3）有条件时，生物转盘宜加设防护设施，减少分解气体的扩散，污染环境。 （3）施工事项
采用成品设备时，施工要严格按照设备厂家提出的要求设计附属工程设施。 3.2 生物接触氧化池 （1）概述
生物接触氧化池是生物膜法的一种，其特征是池体中填充填料，污水浸没全部填料，通过曝气充氧，使氧气、污水和填料三相充分接触，填料上附着生长的微生物可有效地去除污水中的悬浮物、有机物、氨氮、总氮等污染物。
生物接触氧化池优点：结构简单，占地面积小，对水质、水量波动有较强的适应性，污泥产量少，无需污泥回流，无污泥膨胀问题，操作简单，较活性污泥法的动力消耗少，对污染物去除效果好。
生物接触氧化池缺点：安装生物填料使建设费用增高，可调控性差，对磷的处理效果较差，对总磷指标要求较高的农村地区应配套建设深度除磷单元。
（2）适用范围
适用于有一定经济承受能力的地区，生物接触氧化池可用于多方面的污水处理工程，如用于单户、多户污水处理设施或村级的污水处理站，具有启动快、不产生臭味等优点。
（3）类型和结构
根据污水处理流程，生物接触氧化池可分为一级接触氧化、二级接触氧化和多级接触氧化。二级接触氧化和多级接触氧化可在各级接触氧化池中间设置中间沉淀池，提高出水水质。农村生活污水一般只采用一级接触氧化，最多不超过两级。
根据曝气装置位置的不同，接触氧化池在形式上可分为分流式和直流式，分流式接触氧化池污水先在单独的隔间内充氧后，再缓缓流入装有填料的反应区，直流式接触氧化池是直接在填料底部曝气。按水流特征，又可分为内循环和外循环式，内循环指单独在填料装填区进行循环，外循环指在填料体内、外形成循环。处理小型生活污水的接触氧化池一般设计为内循环直流式接触氧化池，
（4）设计事项
生物接触氧化池前应设置沉淀池等预处理设施，以防止堵塞。沉淀单元可以
是单独的沉淀池或一体化设备中的沉淀单元。此外，需要合理布置生物接触氧化池的曝气系统， 实现均匀曝气。填料装填要合理，防止堵塞。
1）有效容积计算
生物接触氧化池有效容积宜依据以下公式计算： V＝Q×n×（La-Le）/（M×1000） 式中：
V ——生物接触氧化池的有效容积，m3；
Q ——每人每天污水量，m3/（人·d）； n ——服务人数，人； La ——进水BOD5浓度，mg/L； Le ——出水BOD5浓度，mg/L； M ——BOD5容积负荷，kgBOD5/m3·d。 2）水力停留时间、曝气量
好氧生物接触氧化池（I）曝气总时间宜为6h~8h，曝气池中的溶解氧含量宜维持在1.7mg/L~3.0mg/L。有脱氮要求时，应保证生物处理单元的停止曝气时间大于2h，在气温较低时，生物接触氧化池的有效接触时间及曝气量可适当加大。
应合理布置曝气系统，实现均匀曝气。运行时，需观察填料载体上生物膜生长与脱 落情况，通过适当的气量调节防止生物膜整体大规模脱落。确定有无曝气死角，调整曝气头位置，保证均匀曝气。定期察看有无填料结块堵塞现象发生并予以及时处理。
3）填料
填料是决定生物接触氧化池处理效果的关键。生物填料须满足以下要求：填料采用适于长期浸入污水环境的弹性填料、软性填料及其组合；填料填充率应大于55%；填料分层装填，总高不宜小于2米；在好氧生物接触氧化池中填料应与底部保持合适的距离。
（5）施工事项
接触氧化池的施工事项包括池体的建造、填料的安装和曝气系统的布置。 1）池体建造：户级污水处理系统的池体容积小，池体宜采用热塑性复合材料、PVC 塑料材料、玻璃钢等材质，材料的厚度应在10mm以上。若板较高、
较长，则板中间需进行加固处理，以防池体装满水后池体中央向外凸出导致池体破裂；村级污水处理系统池体容积大，为安全考虑，宜采用现场钢筋混凝土浇注，也可采用设备现场安装。
2）填料安装：填料安装需搭建支架，支架应采用抗腐蚀材料。支架应根据待安装填料的体积和浸水重量进行结构设计，保证其具有足够的承载能力。填料的安装应疏密适中，单户或多户污水处理设施的填料安装方式可咨询环保工程师或填料供货方，对于村落污水处理设施，填料安装参数应由有资质的设计院通过计算设计方可施工。
3）曝气装置：单户或多户小型接触氧化池的曝气装置较为简单，可采取管道打孔 的方式曝气，孔径不宜大于1mm；村落污水处理接触氧化池池体较大，曝气装置的安装 方式应经过专业设计，并由专门的施工队进行安装。鼓风机、曝气泵等曝气设备安装应 考虑噪声影响，若建造于要求环境安静的地方，需采取降噪措施。
3.3生物滤池 （1）概述
生物滤池集合了污水处理接触氧化法和给水处理快滤池的设计思路，集曝气、高滤 速、截留悬浮物、生物处理、定期反冲洗等于一体。生物滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着生物膜，污水流经时，与滤料表面生物膜接触，利用生物膜中微生物的生化过程净化污水；污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特 点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出；运行一定时间后，因生物膜的增殖以及截留的固体污染物的增加，水头损失增大， 水通量减少，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜。
生物滤池优点：占地小，抗冲击能力强，保持较高的微生物数量与种类，处理效果稳定等。
生物滤池缺点：投资较高，运行费用较高。 （2）适用范围
对用地面积少、水质水量波动大、不同气温和海拔的分散点源污染等具有较强的适用性。
（3）类型和构造
村庄污水处理宜选用高负荷生物滤池，按照污染物的去除功能可分为碳氧化曝气生物滤池、硝化曝气生物滤池和反硝化曝气生物滤池。按照水流在生物滤池中穿行的方向可分为上向流、下向流、侧向流或折流式。侧向流和折流式曝气生物滤池是为了延长反冲洗周期或避免滤池反冲洗而开发出的新型曝气生物滤池工艺形式。碳氧化、硝化和反硝化可在单级曝气生物滤池内完成，也可在多级曝气生物滤池内完成。
（4）设计注意事项
1）碳氧化曝气生物滤池对BOD5去除率为75%~90%，硝化曝气生物滤池对NH3-N去 除率可大于80%，反硝化曝气生物滤池系统TN去除率可大于60％；生物滤池出水SS应小于20mg/L。
2）生物滤池前应设置沉砂池、初沉池、水解调节池或隔油池等预处理设施，其进水SS不宜大于60mg/L。
3）生物滤池可采用模块化或标准化设计，其池形可为圆柱形或方柱形，水池之间宜采用管道连接。
4）生物滤池填料一般选用陶粒滤料或轻质多孔填料，陶粒滤料粒径宜为2～8mm， 轻质多孔填料粒径宜控制在25mm以下，轻质多孔填料适用于下向流或侧向流曝气生物滤池，可延长滤池反冲洗周期，滤料填装高度宜为1.5m～3m。
5）生物滤池滤料体积计算
V＝Q×n×（La-Le）/（Nw×1000） 式中：
V ——生物滤池滤料体积，m3； Q ——每人每天污水量，m3/（人·d）； n ——服务人口数，人；
La ——设计进水污染物浓度，kgBOD5（或NH3-N或NO3-N）； Le ——设计出水污染物浓度，kgBOD5（或NH3-N或NO3-N）； Nw ——滤料容积负荷率，kgBOD5（或NH3-N或NO3-N）/（m3·d），其取值宜参考
生物滤池滤料区容积负荷率：
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