污水生物处理新工艺新技术

污水生物处理新工艺新技术之

——生物转盘及其应用实例

污水生物处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一，主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。按对氧气需求情况，污水生物处理可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。

厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸，甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等，如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。

好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气（如藻类光合作用产氧等）为污水中好氧微生物提供活动能源，促进好氧微生物的分解活动，使污水得到净化，如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘，等等。

污水生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点，满足其要求条件，主要有：污水中BOD与COD比值要大于0.3；有较高温度，一般来说冬季效果较差。

笔者由于工作需要，在农村生活污水分散式处理运用中，接触到了好氧生物处理法之一——生物转盘的实例运用，运行效果良好。

一、生物转盘

生物转盘工艺是生物膜法污水生物处理技术的一种。 生物膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法，废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称，主要用于去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。生物膜法具有以下特点：一是对水量、水质、水温变动适应性强；二是处理效果好并具良好硝化功能；三是污泥量小（约为活性污泥法的3/4）且易于固液分离；四是动力费用省。用生物膜法处理废水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等。

生物转盘作为一种好氧处理污水的生物反应器，可以说是随着塑料的普及而出现的。反应器由水槽和一组圆盘构成：数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串，平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米，有电动机和减速装置转动盘轴，转速1.5～3转/分左右，决定于盘径，盘的周边线速度在15米/分左右。废水从槽的一端流向另一端，盘轴高出水面，盘面约40%浸在水中，约60%暴露在空气中。盘轴转动时,盘面交替与废水和

空气接触。盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖，生物膜交替地与废水和空气充分接触，不断地取得污染物和氧气，净化废水。膜和盘面之间因转动而产生切应力，随着膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜从盘面脱落，随水流走。

生物转盘一般用于水量不大时。同生物滤池相比，生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长，而且有一定的可控性。水槽常分段，转盘常分组，既可防止短流，又有助于负荷率和出水水质的提高，因负荷率是逐级下降的。生物转盘如果产生臭味，可以加盖。

二、生物转盘应用实例——SW一体化污水处理装置 SW一体化污水处理装置是一种以旋转生物处理单元——生物转盘为核心的高效污水处理装置。整个装置分为以下几个处理单元：

1、初沉池

污水通过提升泵将调节池污水提升至SW装置内，首先进入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，使污水中大部分悬浮物和无机颗粒物沉降下来，同时也可夹带去除一部分有机物。为了便于随时提取某块斜板以清理所附载的难以滑落的污泥，装置采用了活动斜板。初沉池底部与缺氧区隔开，避免缺氧池混合液的搅动，影响初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽粪车清除。

2、缺氧池

缺氧池位于生物转盘壳体和外部箱体间的夹层内，在此空间内，初沉池的来水与经水力提升转子提升的回流硝化液以及二沉池的回

流污泥在此混合，并经潜水搅拌机充分混合，完成反硝化过程，硝态氮在反硝化菌的作用下最终形成氮气，从水中逸出，最终达到脱氮的目的。

3、旋转生物处理单元——生物转盘

夹层缺氧池经脱氮的出水自流至旋转生物处理单元。旋转生物处理单元是装置的核心部分，采用了独特的复合生化技术，能在低能耗条件下高效降解污染物。整个旋转生物处理单元由三级生物反应器组成，每个生物反应器由一个生物转子和一个生化槽组成，每个生物转子内部由多级生物叶轮构成，每个生物叶轮上设置了大量地螺旋状的生物叶片。在传动装置的驱动下，三个生物转子同步旋转，空气（氧气）通过生物转子端面的气水孔进入，与污水混合，经氧气、污水、微生物三相接触和传质，实现含碳有机物的降解和含氮有机物的硝化过程。同时，旋转的生物叶片被污水冲刷，老化的生物膜脱落，新的生物膜形成，从而达到生物系统不断更新的过程。

硝化后的污水经水力转子提升至中间分配水槽，分配水槽由堰门控制着去往沉淀池和缺氧池污水流量。

4、二沉池

二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用浅层沉降原理，将旋转生物处理单元的出水中含有大量脱落老化的生物膜沉淀，澄清后的处理出水进入下一个单元。沉淀的污泥一部分通过回流污泥泵进入缺氧池，另一部作为剩余污泥有抽粪车定期外运。

三、SW一体化污水处理装置示范工程

笔者单位——昆山市锦溪污水处理厂，兼带负责锦溪镇农村生活污水的收集和处理工作的推进。在2011年，共实施了6个自然村庄的生活污水收集和处理。除其中一个村庄污水就近接入市政污水管网纳入污水处理厂外，其余5个村庄生活污水均采用“集水井+一体化处理装置+人工湿地”工艺，投资小、效果好、运行成本低。下面简单介绍与光大环保科技发展（北京）有限公司合作的锦溪镇红霞村分散型污水处理示范工程。

1．项目总体概况

项目规模：50m3/d；

采用工艺：集水井+一体化处理装置+人工湿地；

占地面积：300㎡；

建设地点：苏州昆山市锦溪镇红霞村。

2．项目服务范围

本项目建设地点红霞村面积1.8平方公里，共有四个自然村，分别为红霞、南管经、南湾、后湾。共16个生产组，总户数480户，人口1785人。本次工程纳污户数150户，总人数450人口。

3．污水来源

本项目针对昆山市锦溪镇红霞村的生活污水处理，污水主要来源为：（1）居住厨房污水；（2）浴室洗澡污水等；（3）其它公共场所的冲厕污水。该污水如直接排入水体，会对周围水域及土壤造成污染，从而影响周边环境及居民日常生活。

4．设计进出水水质

依据《江苏省昆山市锦溪镇污水收集工程可行性研究报告》，污水的设计进水水质见表1，处理后出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。

表1 污水设计进水、出水水质表

物理和化学多种处理功能，将产生较少的固形物，因此湿地在短期内不用翻床、冲洗和更换滤料，具有长期的免维护功能。人工湿地也是河网密集地区结合当地自然地形适宜推广的一种农村绿化方式。

7．工艺单元处理负荷

各单元进出水水质及处理效率见表2。

本示范工程总造价约为40万元：一是土建费用，主要包括集水井、设备基础和人工湿地，根据招标预算，约为10万元；二是设备费用。通过政府采购， SW一体化处理装置的主体和配套设备中标价约为29.3万元。

9．运行费用估算

运行费主要包括以下几个指标：电费、药剂费、人工管理费（不包括设备大修等费用）。

一是电费

按照电费单价为0.85元，日耗电量为28kw·h，则单位电费为：28×0.85元/50m3=0.48元/m3污水。

二是药剂费：

投加氯片费用为0.1元/m3污水。

三是人工管理费：

该系统具有较先进自动控制系统，有1人每日半天例行管理即可，工资以1000元/月计，则单位人工管理费为1000÷2÷（30×50）=0.33元/m3污水。

则总直接运行费用为：0.48+0.33+0.1=0.91元/m3污水。

10．日常维护

该工艺核心设备——SW一体化处理装置的结构设计合理，维护工作十分简单，无须专业人员进行烦琐的测试和维护。

11．运行效果

根据锦溪污水处理厂近半年的运行与监测，该系统运行稳定，出水水质稳定达标，已提交昆山市环境保护局复核验收。

结语 根据笔者负责锦溪污水处理厂近4年的实践，以生物转盘为核心的“SW一体化处理装置+人工湿地”模式，在水网密集的苏南地区分散式农村生活污水收集与处理工程中，值得总结运用、广泛推广。