TDS-Biodisc-三維結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤工藝介紹-鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理應(yīng)用

一、綜述

生物轉(zhuǎn)盤是我國《給水排水設(shè)計手冊》推薦的污水處理裝置，是一種潤壁式旋轉(zhuǎn)式處理設(shè)備，借助于旋轉(zhuǎn)浸入污水中的多組盤片供微生物附著生長，形成生物相豐富的生物膜，將污水有機物降解處理。是生物膜法污水處理方法之一，生物膜是依靠附著于固體表面介質(zhì)上而生長繁殖的微生物群落，附著于固體介質(zhì)表面上的微生物對水質(zhì)水量的變化有較強的適應(yīng)性，同時有利于微生物形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，棲息微生物的種類較多，處理效率高，降解產(chǎn)物污泥量少。

TDS三維結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤（TDS-Biodisc）是在攻克了傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤諸多弊端，由NPO法人APEX和日本積水化學(xué)共同研發(fā)的新型生物轉(zhuǎn)盤，是目前運行穩(wěn)定、處理效率高、能耗低、應(yīng)用成熟的中小規(guī)模污水處理工藝裝置，在國外污水處理中得到廣泛應(yīng)用，有數(shù)千個應(yīng)用案例。

TDS三維結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤特點：

盤片：采用改性PP材質(zhì)，具有卓越的耐腐蝕性，耐老化性、耐藥品性和耐沖擊性，通水性良好的內(nèi)部構(gòu)造，為無框架結(jié)構(gòu)，具有良好的生物膜附著力以及脫膜穩(wěn)定性，不需人工添加菌種。結(jié)構(gòu)獨特、布水均勻，無短流區(qū)、死水區(qū)。盤片復(fù)氧能力得到大幅提升。

轉(zhuǎn)軸：特制方形鋼軸，無焊接結(jié)構(gòu)，擁有卓越的結(jié)構(gòu)強度、剛度、耐腐蝕性，配合高性能傳動設(shè)計，實現(xiàn)整個生物轉(zhuǎn)盤裝置的高效、穩(wěn)定、長期運行。

效率：通過三維結(jié)構(gòu)設(shè)計，在使得盤片面積增大的同時，處理效率得到進(jìn)一步的提高，以II型為例：單臺生物轉(zhuǎn)盤的盤片表面積高達(dá)1240平方米，BOD負(fù)荷高達(dá)60Kg/臺·天。

二、TDS三維結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤的工作原理

盤片浸入廢水中時，盤片上的生物膜對廢水中的有機物進(jìn)行吸附，當(dāng)其露出水面時，空氣中的氧就溶入盤片界面的水層中；盤片上生物膜也經(jīng)歷生長、增厚、老化、脫落的過程，脫落原因是水對盤面的剪切作用，脫落的生物膜轉(zhuǎn)入污泥進(jìn)入二沉池中。

三、TDS三維結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤的處理特點

1、轉(zhuǎn)盤上微生物量大，達(dá)5mg/cm²，折算成活性污泥混合液濃度（MLVSS）為40000～60000mg/L；

2、BOD負(fù)荷高達(dá)6～60g/m²﹒d(三維結(jié)構(gòu))；

3、由于微生物濃度高，F(xiàn)/M值低，約為0.05～0.1左右，微生物基本處于內(nèi)源呼吸，形成污泥量少，約為活性污泥法的1/3;

4、耐沖擊負(fù)荷適應(yīng)力強（BOD范圍為：10～10000mg/L，三維結(jié)構(gòu)），污水溫度8～24℃（環(huán)境溫度低于-25.1℃應(yīng)用案例）;

5、工作可靠，不易堵塞，無污泥膨脹，氧利用率高。

四、TDS三維結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤的優(yōu)點及實際應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

優(yōu)點：

1、占地面積小：同等規(guī)模（3000噸/日規(guī)模以下統(tǒng)計）與濕地、快滲等工藝相比約為三分之一；

2、運營成本低：以II型為例，單臺生物轉(zhuǎn)盤能耗僅為0.75KW，處理能力100～200噸/天，約為0.1~0.2度電/噸污水；

3、剩余污泥易于處理：一方面，該工藝污泥產(chǎn)泥量約為傳統(tǒng)工藝的1/3，一般生活污水產(chǎn)泥系數(shù)可低0.1以下；另外，該污泥為束狀沉淀，活性較低，易于實現(xiàn)沉淀和調(diào)質(zhì)，條件允許的話，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)可用于堆肥，循環(huán)利用；

4、抗沖擊能力強：運營管理水平影響小，水質(zhì)變化適應(yīng)范圍極大（一定濃度的變化，系統(tǒng)有自適應(yīng)的能力，無需工藝調(diào)整），可長期保證處理效果；

5、環(huán)境友好：封閉式設(shè)計，噪音低，無曝氣裝置，對周邊環(huán)境影響很小，在國外廣泛在比鄰社區(qū)、村鎮(zhèn)地區(qū)運行；

6、維護(hù)要求低：無需專業(yè)維護(hù)，無易損件，活動部件均能滿足長期穩(wěn)定運行的要求；

7、裝置化、模塊化：便于容量調(diào)整或老廠改造，可根據(jù)建設(shè)需要及運行負(fù)荷，適度調(diào)整，靈活配置；

8、可實現(xiàn)分散化污水處理：結(jié)合生物轉(zhuǎn)盤的工藝特點，可實現(xiàn)分散設(shè)計，組合式方案，滿足不同地區(qū)的處理要求和管網(wǎng)特點，減少管網(wǎng)投資；

9、易于實現(xiàn)區(qū)域化自控監(jiān)管：自控設(shè)計簡單，運行中人為干擾因素少，同時，結(jié)合其運行穩(wěn)定的優(yōu)勢，非常適合區(qū)域化的運營管理；

10、設(shè)備運行可靠：30年設(shè)計壽命，可保證10年以上的穩(wěn)定運行。

應(yīng)注意的問題：

1、水量的突變將會對生物膜造成較大的沖擊和影響，導(dǎo)致脫膜；

2、生物轉(zhuǎn)盤應(yīng)有備用電源，系統(tǒng)停止運行后，生物膜最多維持24小時；

3、生物轉(zhuǎn)盤傳動機構(gòu)每3～6個月需補充潤滑劑；

4、生物轉(zhuǎn)盤對總氮降解有一定的能力，約為20%，但在脫氮要求較高時，需考慮回流和厭氧；

5、對總磷要求高的地區(qū)，需增加化學(xué)除磷；

五、靈活的布置形式：

六、運行成本

（1）電耗

綜合考慮一般提升條件及排放水體高程，設(shè)備覆膜厚度為市政污水條件下。

（2）藥耗

七、技術(shù)分析

1.生物轉(zhuǎn)盤工藝應(yīng)用技術(shù)匯總表

2.常見工藝對比分析

在我國村鎮(zhèn)污水處理建設(shè)中，常用的工藝有：生物濾池、快滲、人工濕地、MBR以及接觸流化床。這幾種工藝基本滿足了鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理項目工藝成熟、設(shè)計簡單、施工方便和建設(shè)周期短的的要求。各設(shè)計院也將這幾種工藝作為中小規(guī)模生活污水處理工藝的教本工藝。隨著村鎮(zhèn)污水處理建設(shè)項目的不斷立項，針對中小規(guī)模鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝的研究、應(yīng)用也不斷發(fā)展，集約化、裝置化、復(fù)合化工藝是當(dāng)前小規(guī)模村鎮(zhèn)污水處理工藝的主要發(fā)展方向。現(xiàn)階段我國在村鎮(zhèn)污水處理工藝基本上還是參照早期城市的污水處理工藝，未考慮農(nóng)村地區(qū)的特點，很容易出現(xiàn)因運行費用高、管理復(fù)雜而造成“建的起、用不起、管不好”的不良后果。我們就四川、重慶地區(qū)常見的生物濾池、快滲、人工濕地工藝做簡單的分析，并與我公司引進(jìn)日本積水化學(xué)生物轉(zhuǎn)盤應(yīng)用工藝進(jìn)行簡單的對比和說明。

工藝介紹

•生物濾池

生物濾池分普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池。在中小規(guī)模鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理中，常見普通生物濾池和高負(fù)荷生物濾池，塔式生物濾池由于對運營操作要求非?？量?，多應(yīng)用于工業(yè)廢水處理中。

無論是普通生物濾池還是高負(fù)荷生物濾池，基本結(jié)構(gòu)類似，均由池體、濾料、布水裝置、排水系統(tǒng)組成，BOD₅去除率75%~95%，一般生活污水的水力負(fù)荷1~3m³/(㎡·d)（普通生物濾池） 10~30m³/(㎡·d)（高負(fù)荷生物濾池）

現(xiàn)在多通過強制曝氣，采用水體淹沒過濾料方式的生物接觸氧化池（淹沒式生物濾池），提高供氧能力，兼具活性污泥法，具有容積負(fù)荷高（1000~1500m³/(㎡·d) ）、停留時間短的特點。但由于水力負(fù)荷的增加，BOD₅一般要求＜100mg/L，容易引起濾料堵塞，運行能耗高。

•快滲

一般稱為人工快滲（CRI），是一種借鑒了給水處理工藝的污水處理手段，采用滲透性能良好的天然介質(zhì)作為主要滲濾材料代替天然土層。采用人工填充的天然河砂（天然河砂選用一定的顆粒級配），并摻入一定量的特殊填料，以保證既有較高的水力負(fù)荷，又能滿足出水的處理目標(biāo)，水力負(fù)荷1~3m³/(㎡·d)。采用干濕交替的運轉(zhuǎn)方式，即在各滲池里淹水和落干相互交替?？刹捎米詣涌刂坪腿斯す芾硐嘟Y(jié)合的方式，并定期進(jìn)行翻耕。

凈化機理包括過濾、生物膜作用以及吸附三個過程。常作為出水穩(wěn)定處理工藝，但近年來，由于其工藝簡單、建設(shè)期短、投資低，在中小規(guī)模鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理中得到廣泛應(yīng)用。

做為土地處理方式，占地面積大，二次污染以及環(huán)境不友好是其主要弊端。

•人工濕地

也叫構(gòu)建濕地、構(gòu)筑濕地，是在長期應(yīng)用天然濕地凈化功能基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的一種處理手段。近幾年，在受污染水體的修復(fù)、和廢水污染控制等方面得到長足發(fā)展，其利用濕地生態(tài)系統(tǒng)中物理、化學(xué)、生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現(xiàn)對污水凈化。

一般認(rèn)為濕地中的植物根系周圍的微環(huán)境保持較高的溶解氧，并依次形成好養(yǎng)、缺氧和厭氧環(huán)境，保證廢水中氮磷不僅被植物及微生物吸收，同時，通過硝化、反硝化作用對磷的過量積累作用從廢水中去除，最后通過濕地基質(zhì)的定期更換或栽種植物的收割而最終實現(xiàn)污染物的分離。

人工濕地建設(shè)由于隔水層的設(shè)置以及水利負(fù)荷低的原因，施工復(fù)雜、土建工程量大，同時，運行初期“黑箱效應(yīng)”以及中期濕地堵塞，脫氮能力低是人工濕地的主要弊病。同時，它也屬于土地處理方式，占地、二次污染以及環(huán)境不友好同樣是其主要弊端。

•生物轉(zhuǎn)盤

微生物群體聚居在生物膜上，而生物膜附著生長在生物轉(zhuǎn)盤的盤片上。在運行時，好氧生物轉(zhuǎn)盤盤片上的生物膜交替處于好氧或缺/厭氧狀態(tài)。在污水被凈化的過程中，盤片上生物膜不斷增長，老化生物膜靠圓盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空氣和水流的剪切力脫落。

適用范圍廣，在BOD₅10~10000mg/L范圍內(nèi)，都能得到較好的處理效果。BOD_5去除率＞90%以上，維護(hù)管理簡單，動力消耗低，衛(wèi)生條件好，污泥產(chǎn)量低，沉淀性能好，易于分離脫水。但容易受低溫影響，對含有易揮發(fā)性有毒物質(zhì)的工業(yè)廢水，因會散發(fā)出有毒氣體，不宜采用生物轉(zhuǎn)盤。

一般條件下，按BOD_5去除率=90%計算，面積負(fù)荷可達(dá)25g（BOD₅ ）/（㎡·d），產(chǎn)泥量一般0.3~0.5Kg/Kg BOD₅。

對比分析

在中小規(guī)模的應(yīng)用中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水的規(guī)?？缍群艽?，但綜合來看，1000噸/日的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理規(guī)模較為常見，且具有一定的代表性，因此，我們就以去、1000噸/日規(guī)模作為這幾種工藝對比分析的參照規(guī)模。

初期投資

運行管理

中期投資（以10年計算）

總的來說，以人工濕地、人工快滲為代表的土地凈化工藝，具有初期投資省的優(yōu)勢，但從長期運行來看，土地成本以及運行中的維護(hù)費用是很高的，并不比專門的工藝具有成本優(yōu)勢。同時，我們知道，如果結(jié)合土地增值、環(huán)境影響以及選址對管網(wǎng)影響因素，人工濕地以及人工快滲具有相當(dāng)?shù)木窒扌?，這也和四川、重慶、貴州以及沿海城市限制使用無動力/低動力污水處理工藝的發(fā)展趨勢相吻合。

在最近的幾個項目中，我們可以清楚的看到TDS三維結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤與其他工藝對比以及工程效果的優(yōu)勢。

八、結(jié)束語

TDS型三維結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤在目前鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理中具有裝置化、占地面積小、處理效率高、處理效果穩(wěn)定、運營維護(hù)簡單、運行成本低；采用生物轉(zhuǎn)盤工藝可靈活利用當(dāng)?shù)氐匦蔚貏荩蟠鬁p少占地成本和管網(wǎng)成本。同等規(guī)模污水項目總投資具有一定優(yōu)勢，我公司希望該工藝能在我國的中小規(guī)模鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理中發(fā)揮重要作用，得到廣泛使用?？偟膩碚f，TDS三維結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤工藝在中小鄉(xiāng)鎮(zhèn)級污水處理項目中，有廣闊的應(yīng)用前景和市場潛力。

聯(lián)系電話：18908317831 郭洪君

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