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生物濾池中，附著在濾料表面的硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌共同作用實現(xiàn)脫氮。廢水生物處理中脫氮過程包括氨化反應(yīng)、硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)。在氨化菌的作用下，有機氮分解轉(zhuǎn)化為氨氮；氨氮通過硝化菌的作用轉(zhuǎn)化為硝酸氮；硝酸氮再通過反硝化菌的作用還原成氣態(tài)氮，從水中逸出。

生物濾池運行影響因素

濾料

濾料是生物濾池處理單元的主體，濾料的選用和布置直接影響濾池對污水凈化效果；濾料用具備質(zhì)地輕、化學(xué)穩(wěn)定性好、強度適宜、表面粗糙易掛膜、吸水性適中等特點。早期選用碎石塊作為濾池的填料，粒徑一般為25～100mm，濾料形狀不規(guī)則，布置深度一般為l~2m。隨著對生物濾池濾料的研究，近年來生物陶粒濾料、煤炭渣等新型填料被廣泛使用，凈化效果提高，部分濾料優(yōu)質(zhì)價廉。濾料的填充用保證層次分明、均勻混合。

采用立體彈性填料和聚丙烯型多面塑料懸浮中空球組成的三級組合生物濾池，對生活污水進行處理，在裝置穩(wěn)定運行后，控制有機物容積負(fù)荷在0.03~0.11 kg/m3之間以及水溫在15~25℃之間變化時，對 COD、 BOD和 SS等污染物進行去除。該組合生物濾池工藝流程簡單，耗能低，可全部埋入地下，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)村、車站等點源污水處理。

生物濾池處理技術(shù)

廢水生物濾池處理技術(shù)是指利用生物學(xué)原理，利用生物工程和環(huán)境工程相結(jié)合的方法來治理污水水的方法，口內(nèi)主要有人工濕地、穩(wěn)定塘、土地處理系統(tǒng)等。現(xiàn)在，我國已采用人工濕地和生物塘的生物處理工藝。

生物濾池是一種生物膜法污水處理技術(shù)，污水通過布水器均勻散落在濾料表面，水流由上而下流經(jīng)濾料，經(jīng)過一段時間后會在濾料表面形成生物膜。附著在濾料表面的生物膜結(jié)構(gòu)，從膜外到膜內(nèi)依次為流動水層、附著水層、好氧層、厭氧層以及附著介質(zhì)。

濾池對污水中有機物的降解去除機理主要通過擴傳質(zhì)散和微生物的同化作用。由于在生物膜中傳質(zhì)阻力的存在，生物膜內(nèi)有機物、溶解氧等基質(zhì)傳遞存在濃度梯度，生物膜外附著一層水層，污水流經(jīng)濾料表面，有機物由濃度高的污水中向水層中擴散，進一步被生物膜吸附；空氣中的氧同時通過水流透過水層進入生物膜的好氧層，生物膜中的微生物在氧的參與下對污水中的有機物進行氧化分解和機體新陳代謝，微生物代謝產(chǎn)物如C02、H20等無機物以及厭氧層分解產(chǎn)物H2S、NH3等氣體沿著反方向通過附著水進入流動水層和空氣中，從而使污水得到凈化。在生物膜成熟后，微生物好氧代謝能力強，凈化功能最好，而處于老化狀態(tài)的生物膜降解效果較差。濾料表面成熟的生物膜的厭氧層與好氧層保持一定平衡關(guān)系，隨著代謝產(chǎn)物增多，厭氧層厚度增加，同時氣態(tài)代謝產(chǎn)物逸出，兩層之間失去平衡，好氧層的生態(tài)系統(tǒng)失去穩(wěn)定狀態(tài)，生物膜在濾料表面的固著力下降，生物膜成老化狀態(tài)并自然脫落，隨后又會在濾料表面形成新的生物膜。

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布水均勻性

濾池運行過程中，污水通過布水器散落在濾料表面，保持均勻的布水可以提高濾池填料的利用率、改善出水效果以及防止濾池堵塞；布水器布水孔長期使用后不出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象且易于清洗。采用脈沖布水方式，在布水間歇期，污水從上至下均勻流經(jīng)濾料與生物膜充分接觸，有機污染物微生物被攝取去除。

水質(zhì)

污水流經(jīng)生物膜，有機物質(zhì)作為營養(yǎng)物質(zhì)被生物膜中的微生物攝取，微生物得以生長代謝。進水有機負(fù)荷過高，微生物持續(xù)不斷汲取營養(yǎng)物質(zhì)，濾池中生物量增加，會導(dǎo)致濾池發(fā)生堵塞現(xiàn)象影響濾池穩(wěn)定運行；

水中懸浮物等顆粒同時會影響微生物的正常生長，顆粒狀物質(zhì)易粘附在生物膜上，從而阻礙微生物與有機物、溶解氧的傳質(zhì)，降低生物膜活性，影響出水效果。通常污水進入濾池前需要經(jīng)過水解缺氧池處理，一方面反硝化脫氮另一方面降低有機負(fù)荷調(diào)節(jié)水質(zhì)。

生物濾池是在生物滴濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展的水處理技術(shù)屬于普通生物濾池，普通生物濾池的配水系統(tǒng)采用間歇周期性排水，實現(xiàn)對污水凈化處理。滴濾池起源于十九世紀(jì)的英國，至今已有100多年的應(yīng)用歷史，隨著生物濾池工藝技術(shù)的發(fā)展，目前已形成普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、曝氣生物濾池等類型。脈沖生物濾池對集水布水系統(tǒng)、濾料種類、濾池通風(fēng)供氧系統(tǒng)進行改進，提高污水處理效率。

生物濾池(以下簡稱濾池)主體結(jié)構(gòu)包括集水布水系統(tǒng)、池體、通風(fēng)系統(tǒng)和排水系統(tǒng)；池體中填充濾料，目前濾池選用的濾料主要有：碎石、輕質(zhì)聚丙烯濾料、生物陶粒濾料、火山巖濾料等。濾池布水系統(tǒng)脈沖實現(xiàn)方式采用自動虹吸裝置、懸浮球開關(guān)或電磁閥，從經(jīng)濟方面考慮前兩者應(yīng)用較廣泛；布水器一般采用穿孔布水管，布水口采用45度斜向上交錯排列，布水時間根據(jù)處理水量與布水周期而定。

隨工藝的改進，脈沖生物濾池對生活污水的處理效果可達(dá)到二級排放標(biāo)準(zhǔn)，污水需要經(jīng)過預(yù)處理進入濾池，濾池出水需要額外水處理裝置進行深度處理，目前缺氧／脈沖生物濾池／人工濕地工藝被廣泛應(yīng)用于農(nóng)村生活污水的處理。

濾池具有：裝置占地面積小、基建費用低、能耗低、運行維護成本少；易于建設(shè)、運行管理簡單；處理效果好等特點。普通生物濾池經(jīng)長期運行后會池頂會出現(xiàn)池蠅和氣味，上層由于進水污染物濃度高會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，本課題研究中通過改進池頂集水箱結(jié)構(gòu)，并增加鋼絲網(wǎng)罩，保證通風(fēng)的前提下可有效防止蚊蟲聚集。改變進水方式采用脈沖進水可以減少池頂堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，通過控制營養(yǎng)的供給來制約微生物的生長，降低生物量的濃度或用硝酸鹽作為氮源也可以解決濾池的堵塞問題。