影響生物濾池性能的主要因素
生物濾池中有機(jī)物的降解過(guò)程復(fù)雜，同時(shí)發(fā)生著有機(jī)物在污水和生物膜中的傳質(zhì)過(guò)程；有機(jī)物的好氧和厭氧代謝；氧在污水和生物膜中的傳質(zhì)過(guò)程和生物膜的生長(zhǎng)和脫落等過(guò)程。這些過(guò)程的發(fā)生和發(fā)展決定了生物濾池凈化污水的性能。影響這些過(guò)程的主要因素如下；
（1）濾池高度 濾床的上層和下層相比，生物膜量、微生物種類和去除有機(jī)物的速率均不相同。濾床上層，污水中有機(jī)物濃度較高，微生物繁殖速率高，種屬較低級(jí)以細(xì)菌為主，生物膜量較多，有機(jī)物去除速率較高。隨著濾床深度增加，微生物從低級(jí)趨向高級(jí)，種類逐漸增多，生物膜量從多到少。這是因?yàn)槲⑸锏纳L(zhǎng)和繁殖同環(huán)境因素息息相關(guān)，所以當(dāng)濾床各層的進(jìn)水水質(zhì)互不相同時(shí)，各層生物膜的微生物就不相伺，處理污水（特別是含多種性質(zhì)相異的有害物質(zhì)的工業(yè)廢水）的功能也隨著不同。
由于生化反應(yīng)速率與有機(jī)物濃度有關(guān)，而濾床不同深度處的有機(jī)物濃度不同，自上而下遞減。因此，各層濾床有機(jī)物去除率不同，有機(jī)物的去除率沿池深方向呈指數(shù)形式下降。生物濾池的處理效率，在一定條件下是隨著濾床高度的增加而增加，在濾床高度超過(guò)某一數(shù)值（隨具體條件而定）后，處理效率的提高是微不足道，不經(jīng)濟(jì)的。濾床不同深度處的微生物種群不同，反映了濾床高度對(duì)處理效率的影響同污水水質(zhì)有關(guān)。對(duì)水質(zhì)比較復(fù)雜的工業(yè)廢水來(lái)講，這一點(diǎn)是值得注意的。
（2）負(fù)荷率 生物濾池的負(fù)荷率是一個(gè)集中反映生物濾池工作性能的參數(shù)，它直接影響生物濾池的工作。
水處理設(shè)施的負(fù)荷習(xí)慣上都以流量為準(zhǔn)。生物濾池的負(fù)荷以污水流量表示時(shí)，負(fù)荷率的單位是m3（水）/ m3•d或m3（水）/ m2•d，后一單位相當(dāng)于m/d，又稱平均濾率。但是，由于生物濾池的作用是去除污水中有機(jī)物或特定污染物，因此，它的負(fù)荷率應(yīng)以有機(jī)物或特定污染物質(zhì)為準(zhǔn)較合理，對(duì)于一般污水則常以BOD5為準(zhǔn)，負(fù)荷率的單位以kg（BOD5或特定物質(zhì)）/ m3•d表示。這樣，生物濾池的負(fù)荷率有三種表達(dá)方式。以流量為準(zhǔn)的負(fù)荷率常稱水力負(fù)荷率，水力負(fù)荷率采用濾率為單位時(shí)，又稱為表面水力負(fù)荷率。以BOD5為準(zhǔn)的負(fù)荷率常稱有機(jī)負(fù)荷率。
以往，城市污水廠采用普通生物濾池，濾率一般在1-2m/d左右，不超過(guò) 4m/d。在此低負(fù)荷率的條件下，隨著濾率的提高，污水中有機(jī)物的傳質(zhì)速率加快，生物膜量增多，濾床特別是它的表層很容易堵塞；因此，生物濾池的負(fù)荷率曾長(zhǎng)期停留在較低的水平（當(dāng)污水濃度和濾床高度為定值時(shí)，濾率與負(fù)荷率的比值是常數(shù)）。但是，當(dāng)濾率提高到8m/d以上時(shí)，下滲污水對(duì)生物膜的水力沖刷作用，使生物濾池堵塞現(xiàn)象又獲改善。在高負(fù)荷條件下，隨著濾率的提高，污水在生物濾池中的停留時(shí)間縮短，出水水質(zhì)將相應(yīng)下降。為此，可以利用污水廠出水回流（回流濾池），或提高濾床高度（塔式生物濾池）來(lái)改善進(jìn)水水質(zhì)，從而提高濾率和保證出水水質(zhì)。
濾率對(duì)處理效率有影響，但對(duì)不同的污染物質(zhì)，影響不同。如對(duì)氰的影響較小，對(duì)揮發(fā)酚和COD的影響頗為明顯。城市污水中低負(fù)荷濾池出水硝化程度較高，而高負(fù)荷濾池，僅在負(fù)荷較低時(shí)才可能出現(xiàn)硝化。這也說(shuō)明濾率對(duì)處理效率有影響。
討論負(fù)荷率時(shí)，應(yīng)與處理效率相對(duì)應(yīng)。例如，采用生物濾池處理城市污水，要求處理效率在80%～90%左右（城市污水的BOD5一般在200～300mg/L左右，用生物濾池處理后，出水BOD5一般在25mg/L左右），這時(shí)，低負(fù)荷生物濾池的負(fù)荷率常在0.2kg/ m3•d，高負(fù)荷生物濾池的負(fù)荷率在1.1 kg/ m3•d左右，若提高負(fù)荷率，出水水質(zhì)將相應(yīng)有所下降。
（3）回流 利用污水廠的出水，或生物濾池出水稀釋進(jìn)水的做法稱回流，回流水量與進(jìn)水量之比叫回流比。
回流對(duì)生物濾池性能有下述影響：①可提高生物濾池的濾率，使生物濾池由低負(fù)荷率演變?yōu)楦哓?fù)荷率（增大濾床高度也可提高負(fù)荷率）；②提高濾率有利于防止產(chǎn)生灰蠅和減少惡臭；③當(dāng)進(jìn)水缺氧、腐化、缺少營(yíng)養(yǎng)元素或含有害物質(zhì)時(shí)，回流可改善進(jìn)水的腐化狀況、提供營(yíng)養(yǎng)元素和降低毒物濃度；④進(jìn)水的質(zhì)和量有波動(dòng)時(shí)，回流有調(diào)節(jié)和穩(wěn)定進(jìn)水的作用。
回流將降低人流污水的有機(jī)物濃度，減少流動(dòng)水與附著水中有機(jī)物的濃度差，因而降低傳質(zhì)和有機(jī)物去除速率。另一方面，回流增大流動(dòng)水的紊流程度，增快傳質(zhì)和有機(jī)物去除速率，當(dāng)后者的影響大于前者時(shí)，回流可以改善濾池的工作。
一些研究表明，用生物濾池出水回流，增加濾床的生物量，可以改善濾池的工作。但是，懸浮微生物的增加，又可能影響氧向生物膜的轉(zhuǎn)移，影響生物濾池的效率。可見(jiàn)，回流對(duì)生物濾池性能的影響是多方面的，不可以一概而論。回流濾池的回流比與污水濃度有關(guān)。
（4）供氧 生物濾池中，微生物所需的氧一般直接來(lái)自大氣，靠自然通風(fēng)供給。影響生物濾池通風(fēng)的主要因素是濾床自然拔風(fēng)和風(fēng)速。自然拔風(fēng)的推動(dòng)力是池內(nèi)溫度與氣溫之差，以及濾池的高度。溫度差愈大，通風(fēng)條件愈好。當(dāng)水溫較低，濾池內(nèi)溫度低于氣溫時(shí)（夏季），池內(nèi)氣流向下流動(dòng)；當(dāng)水溫較高，池內(nèi)溫度高于氣溫時(shí)（冬季），氣流向上流動(dòng)。若池內(nèi)外無(wú)溫差時(shí)，則停止通風(fēng)。正常運(yùn)行的生物濾池，自然通風(fēng)可以提供生物降解所需的氧量。
人流污水有機(jī)物濃度較高時(shí)，供氧條件可能成為影響生物濾池工作的主要因素。當(dāng)進(jìn)水有機(jī)物濃度低時(shí)，氧的供給是充足的，當(dāng)COD>400～500mg/L時(shí)，生物濾池供氧不足，生物膜好氧層厚度變薄。為保證生物濾池正常工作，有人建議濾池進(jìn)水COD應(yīng)小于 400mg/L。當(dāng)進(jìn)水濃度高于此值時(shí)，可以通過(guò)回流的方法，降低濾池進(jìn)水有機(jī)物濃度，以保證生物濾池供氧充足，正常運(yùn)行。
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