工艺技术 详解 | 生物转盘 [1]

生物转盘的生物膜载体主要是固定在可旋转的水平长轴上的塑料盘片(如图)。生物转盘中的生物膜与滴滤池/塔式生物滤池内的相似。然而，生物膜载体并不是静止的，而是随着旋转过程，不断在沉降的污水中和大气中切换。当生物膜转到大气中时，微生物可以吸收大气中的氧，促进污水中有机污染物的生物转化。



当在20世纪70年代晚期和80年代早期，最初利用生物转盘处理污水时，经常会出现机械设备性能较差和有机负荷超高等运行问题。到20世纪80年代中期，机械设备厂家和咨询工程师共同开发了生物转盘运行管理的操作标准，进而解决了很多生物转盘的运行问题。但由于一些机械系统并不是很完善，故有关生物转盘的运行问题也是不可避免的。

01

供选方案

生物转盘RBC内的流体模式与其他生物处理系统相似。生物转盘的进水也需要经预处理或初级处理过程，以去除污水中的固体物质，否则就会影响RBC的除污染效能(如图）。



生物转盘后必须设置二次沉淀澄清池，以去除生物转盘处理水中的脱落生物膜。二次沉淀澄清池内沉降下来的污泥固体可以回流到初次沉淀澄清池，利用回流污泥固体的生物絮凝恃性，与污水中的固体物质进行共沉淀．也可以直接以泵输送到污泥处置系统，对污泥固体进一步处理处置。

生物转盘的“转轴”是指金属支撑架和生物膜载体盘片的组合。转盘是由高密度的圆形塑料片做成的，直径一般为3.6m(虽然有些厂家生产的盘片可能更大些）。塑料片帖合、组装到水平轴上，轴长一般为7.6m。每套转轴系统可提供微生物附着的表面积一般约为9300m2。一般采用低密度的盘片用于含碳BOD5的去除，而高密度的盘片则多用于氨氮硝化过程。

生物转盘的改型主要是改变支撑盘片的转轴数量和布局(如图)(Zikefoose，1984）。




转轴的传统布局类型是每级生物转盘都采用单独的转轴，尤其是水流方向与转轴垂直的情况，如图中所示的污水处理厂A。

在沿程的多个区域增设挡艇，可以把单个转轴分成两段或更多段(如图中湾水处理厂B）。

当进水流向与转轴平行时，一般采用转轴分段的布局模式。通过撤除挡板．可以合并不同分区，如图中污水处理厂C的情况。


可以采用多孔混凝土板或槽缝式板来制作挡板。为降低某段的有机负荷时．通常会拆卸掉挡版，故挡板应是可以拆卸的。这就要求在每段处理过程中要有两个或更多组转轴．如图中的污水处理厂D所示。

为了提高处理水的水质指标，一般会采取对多级生物转盘组合处理的模式。在有机负荷较低时，为保证处理过程中有良好的硝化效能或较好的处理水质，一般会采用四级或更多级转盘组合的处理模式。

有时，为克服第一级转盘氧传输效率低的问题，也会采用分级生物转盘组合的模式。为了在沿程多级转盘中合理分配进水负荷，进水端几级转盘的挡板一般可以撤掉，以防进水端某些生物转盘的负荷较高。在进水负荷较高的生物转盘处理系统中，为消减有机负荷和克服氧传输困难的问题，通过撤掉进水端几级转盘的挡板来均匀分配沿程有机负荷，并促进氧的传输，是比较常用的调控方法。

火车型(几级生物转盘处理平行布局)的生物转盘组合模式也常用来减少进水端几级生物转盘的负荷。也可以拆卸掉各转轴间的挡板来增加第一级转盘的有效表面积。

为了保证处理系统操作调控的灵活性，在生物转盘的设计过程中，要考虑设置大量的闸门和挡板。这样，运行管理人员就可以根据处理水的水质要求和处理过程中负荷分配要求，来改变流程模式。

设计人员应该考虑到以下因素，以确保处理过程调控的灵活性：

(1)在第一级和第二级生物转盘中，增加曝气系统，以强化溶解氧的传输；

(2)采取措施清除过量生长的生物膜(即增加曝气系统，控制转盘转速和逆向转动转盘，促进生物膜脱落）：

(3)采用多条火车型生物转盘组合模式；

(4)在各级生物转盘间设置可拆卸的挡板；

(5)第一级和第二级生物转盘的旋转速度可变控制；

(6)第一级和第二级生物转盘中皆设置转轴荷重或压力传感器，以考察生物膜生长状况；

(7)可供选择的多种流量分配模式(即阶段进水）：

(8)二次沉淀澄清池出水回流。

如果生物转盘组合的级数较多，则进水端转盘将会出现氧传质受限或负荷过高的问题。其他情况下，转盘就直接达到了其设计负荷。不论原因是怎样的，生物转盘升级的措施一般都是增加转盘级数或通过以下操作实现：

(l)与已有的RBCs并联(并排)组合新的处理过程(即活性污泥处理过程，滴滤池或曝气塘）；

(2)与已有的RBCs串联(在RBCs之前或之后衔接)组合新的处理过程，如活性污泥处理过程，滴滤池、曝气塘、预曝气过程或两泥接触处理过程。

02

过程特性

生物转盘处理系统的结构一般为：一套竖直的塑料盘片安装在水平转轴上，水平转轴可缓慢旋转，带动盘片间歇地浸入池内污水或暴露于空气中。转轴的旋转可以通过机械传动，也可以通过压缩空气传动，转轴的旋转可带动盘片间歇地浸入污水中，浸入的盘片区域为40%以上的直径范围。

污水流经生物转盘系统是靠进流的推动和重力流作用。污水中存在的细菌和其他微生物可以附着在旋转盘片的表面。当盘片上生物膜较厚时，盘片难以继续支撑生物膜重量的继续增加，生物膜就会从盘片上脱落下来。脱落的生物膜和其他悬浮固体会随水流入二次沉淀澄清池。
第一级生物转盘盘片上的生物膜厚度一般为0.l5-0.33cm。

第一级转盘上健康的生物膜一般是浅棕色，而后续转盘上的生物膜一般是呈金色或红色的光泽。当负荷较低时，生物转盘单元中几乎看不到生物膜。而生物膜呈现白色或灰色时，说明丝状菌生长旺盛（贝日阿托氏菌Beggiatoa，发硫菌属Thiothrix，或结节性毛菌Lepothrix）一一此为生物膜出现不良性状的表征。

与滴滤池处理过程相似，在生物转盘的设计过程中，很多过程调控的选择都已经固定下来了，故运行管理人员在实际运行中作出调整的空间不大。

生物转盘的有机负荷一般是指每级生物转盘中BOD5负荷除以盘片表面积所得的数值。有机负荷的计算主要针对整个处理系统，当第一级生物转盘的氧传输受限时，则仅针对第一级生物转盘计算有机负荷，并判断其是否在合理范围内。可以采用溶解性BOD或总BOD来计算有机负荷。

有机(BOD量)负荷 = 进水BODs总量(kg/d) / 盘片表面积(m2)

式中进水BOD5总量
    = kg初级处理水BOD5/d；=（初级处理水BOD5，mg/L） * （污水流量，mL/d);
    盘片表面积，l00rn2 = 每级转轴上面盘片的表面积，m2  * 转轴数 / 100

虽然生物转盘很少按照水力负荷进行分级，但水力负荷却是很有用的运行控制参数，可计算为：

水力负荷(m3/(d·m2)  
= 污水处理厂进水量(m3/d)  / 每级转轴上面盘片的表面积(m2*转轴数)