生物滤池biological filter tank

应用生物膜法处理污水的构筑物。是由过滤田和灌溉田逐渐发展而来的。过滤田和灌溉田是天然条件下的需氧生物处理设施。这种设施对污水处理作用只在土壤表面进行，占地面积大，而且受气候影响。20世纪初在日本、德国、美国相继研究出了生物滤池。
过滤池是生物滤池重要组成部分。面积为饲养鱼池的1/2～1/4。池形为长方形或圆形，池底有坡降。池内填有滤料，滤料层上为布水装置，滤料层下为排水系统。污水通过布水装置均匀洒到生物滤池表面，呈涓滴状流下，一部分污水呈薄膜流动状流过滤料，并从上层滤料向下层滤料逐层滴流，最后通过排水系统排出池外。当生物滤池的滤料层经过过水运转后，在滤料表面形成一层由微生物、原生动物、霉菌、原虫、钩头虫、昆虫幼虫等生物组成的透明胶状粘膜，称为“生物膜”。当池水从滤料间隙经过时，微生物（主要是硝化与亚硝化等好气菌）分解水中的溶解性有机物（主要是氨）作为养料，水中的氨首先被亚硝化菌氧化成亚硝酸，又被硝化菌氧化成无毒的硝酸盐。微生物从中得以生存和繁殖，本身又成为其他更大生物的食饵。在此过程中，池水中的有机物变成无毒的化合物，使水体得到净化。生物滤池有如下几种型式。
浸没式生物滤池 使用最为广泛。滤料浸没在水中，水自下而上经过滤层。一般以卵石、沸石、网片作滤料，也有用纸蜂窝、焦炭、塑料波纹板、聚苯烯球等材料的。滤料层高度为1～2米，滤速每小时2.5～5.0米，滤池面积为鱼池的1/3～1/5。滤池至少要配备两个独立系统，可以轮番使用。并需附有冲洗、刺穿、松动滤料层的设备，滤池底需有排污设施。为了提高生物膜净化水质能力，污水进入生物滤池前经过预沉淀，以减轻滤料的负担。另外尚宜设置集水池，池中设曝气增氧装置，对污水充气增氧和初步净化(图1)。

图1 浸没式生物滤池示意

1.流水池排水；2.外水源；3.动力抽水；4.散氧管；5.滤料层；6.滤池出水；7.滤池出水槽；8.流水池进水

塔式生物滤池 简称塔滤。塔高5～6米。塔中充满花岗岩、火山熔岩、黄铁矿石，或多孔塑料环等作为滤料。原理同前一滤池，养鱼污水先经预处理，除去固体污物，然后用泵输入淋水塔，在塔上部用旋转喷水器将水喷洒均匀，污水在向下流动过程中，可溶性污物挂在滤料上，被生物膜分解成硝酸盐等简单化合物。经过淋水塔净化的水再经沉淀池沉淀2～3小时，即可供应用。这种构筑物内部通风良好，水流紊动剧烈，水力冲刷较强。因此，污水同空气和生物膜接触充分，生物膜更新速度快，各层生长有适应于污水性质不同的生物群，有利于有机物的生物降解。塔滤负荷较高，占地少，对冲击负荷有较强的适应性(图2)。

图2 塔式生物滤池示意

转盘式生物滤池 简称生物转盘。工作机构是一系列平行排列的圆盘，两片之间留有空隙，并固定在同一横轴上。圆盘一半浸没在污水中，用小功率电动机，通过减速齿轮使其低速旋转。圆盘是用轻质耐腐蚀、坚固而不易挠折的材料，如泡沫聚氯乙烯、泡沫聚苯乙烯、玻璃钢等制成。圆盘表面覆盖硝化菌为主的生物膜，作用与滤料相似。当污水流过圆盘时，生物膜吸附并吸着污水中的胶态和可溶性有机物，加以分解，使微生物获得营养。当转出水面时，生物膜又从大气中直接吸收氧气。如此循环反复，污水中的有机物不断氧化分解，圆盘上老化的生物膜脱落，随水流出，在二次沉淀池中沉淀下来。由于这种装置采用密排的平行圆盘，具有较大的生物活性表面积，从而保证滤池中污水得到充分搅拌和充气，在处理高浓度污水时不会发生堵塞现象。生物转盘结构简单，运行方便，维修费用低，不需回冲清洗，可连续使用，占地面积小(图3)。

图3 生物转盘

生物滤池biofilter tank

亦称滴滤池。是利用生物法处理废水的构筑物。一般为圆形，池中以不同直径的碎石、矿渣或人工滤料分层填充。污水喷洒在滤层上部，沿滤料孔隙下流。在充分供氧下，好气微生物大量繁殖，滤料表面形成一层生物膜。污水流经此膜时，水中可溶性、胶性及悬浮性物质吸附在膜上，被微生物氧化分解而使水净化。

生物滤池

生物滤池是采用好氧微生物处理污水的一种工程设施，是处理生活污水和含有机物的工业废水的有效方法之一。污水经沉淀处理后未能除去溶解的、胶状有机物及悬浮物微粒，可由生物滤池进一步处理。
生物滤池是填放碎石或其它坚固块料（滤料） 的池子，当污水通过滤料时，污水中的有机物及微生物被滞留在滤料表面，逐渐覆盖整个滤料形成“生物膜”。生物膜有吸附胶质、溶解的有机物与微生物的巨大能力，使污水中的污染物质减少；同时滤料间必须有足量空气，促使生物膜中的好氧微生物，以有机物为营养原料而大量繁殖，从而能迅速将生物膜中，包括通过的污水中的有机物氧化分解，使污水净化。某些有害的工业废水利用生物滤池处理时，须先用生活污水通过滤料形成生物膜，然后将少量工业废水加入生活污水，逐渐增加至合适量，使生物膜内的好氧微生物能适应废水中有害物质而生长繁殖，将废水中有害物质分解(图1)。

图1 生物滤池

生物滤池可分为普通（低负荷）生物滤池和高负荷生物滤池两类。
(1) 普通生物滤池：建造成圆形或方形，池高1.5～2.0m，用砖或混凝土做围墙，池内用碎石、卵石、煤渣、焦炭和煤等作滤料，滤料的颗粒大小为25～50mm，靠滤池底层30cm处，可加大至70～100mm。近年来采用多孔隙的塑料制成块状滤料，其表面积可十倍于碎石滤料，效果显著提高。滤料下设排水渠，排出滤后的水。污水负荷量每日可处理生化需氧量(BOD₅)0.16～0.32kg/m。
沉淀过的污水用布水器喷洒到滤料上。圆形滤池的布水器多采用旋转式装置，有4个长臂管装置在滤池中心立轴总管上，沿长臂管同一侧设许多污水喷洒孔，当喷洒孔喷洒污水时，发生反作用力，推动长臂管绕中心立轴转动，污水在滤料面上移动洒布。这样污水的洒布对滤池面上的各块滤料是间歇性的，从而保持滤料有足够空气。方形滤池一般采用固定式装置，即沿滤池中心线在滤料表面或稍下装设总管一条，在总管两侧装有与总管成直角的若干个平行支管。在各支管一定距离处装置上向喷嘴，污水向上喷出分布滤料表面。应用固定装置时，应设投配池，由投配池的虹吸作用，间歇地将污水送至布水器总管，从而保持滤料间有足够的空气。
所有污水喷洒系统，可用轻质铸铁管作成，各种管道均应有可拆卸的部件，以便清理堵塞。
滤池底排水系统可用钢筋混凝土或砖块做成有空隙的渠道，汇集过滤水由总管通出滤池外，不应在排出口处设“水封”，以便污水排空时，保证全部滤料内空气能上下自由出入，达到通风要求。
生物滤池流出的水中带有由滤料表面脱落的生物膜，呈黑褐色悬浮固体，须用二次沉淀池沉淀后，方可排出。二次沉淀池与初次沉淀池(见“污水沉淀池”条)相似，但沉淀时间可稍短。
为了保证良好效果，应注意：
❶选用滤料须表面粗糙、不易压碎、不被腐蚀。其大小应符合规定，应能在颗粒间的总空隙中保证吸附适度的生物膜及供应充分的空气。滤料应按大小分层堆置，不应杂乱堆放，以免阻塞。
❷进入滤池的污水，必须经预沉淀，以免滤料污泥淤积。如有堵塞，应将表层滤料耙松；严重堵塞时须重新更换或刷洗清洁后再用。
❸污水应均匀分布至滤料表面，不使局部负荷过重。
❹污水排空时，应保证全部滤料内空气能上下自由出入。
❺新建滤池应尽可能在夏季开始，也可将沉淀池中的污泥排除不超过2日，以防污泥腐败，妨碍出水水质。
修建生物滤池应远离生活居住区，因在滤池工作过程中，可能有“滤蝇”繁殖，滤蝇能侵袭人的眼、耳、鼻，影响卫生。必要时可用污水淹没滤料24h，或间歇喷洒杀虫药杀除滤蝇。
(2) 高负荷生物滤池： 近年来采用两个相同的滤池串联，初次沉淀池出水，用泵送入第一滤池，第一滤池出水入二次沉淀池沉淀后，送入第二滤池然后再沉淀。如发现第一滤池有积水，可将第二滤池改为第一滤池，而第一滤池改为第二滤池，交替使用。也可将二次沉淀池出水，回流稀释滤池的进水，回流量与进水量之比一般为1:1或2:1。此等滤池的处理流量及BOD负荷大，称为高负荷生物滤池，选用的滤料颗粒可较大(40～100mm)，使滤料间通风更良好。
塔式生物滤池也是一种高负荷生物滤池(图2、图3)。它的直径小，高度大(可达20m以上)，形状如塔，塔径和塔高之比为1:6～1:8。围挡滤料的池壁可以采用钢筋混凝土、钢材或塑料制成。滤料采用坚固、耐压、质轻、表面粗糙的滤料，如塑料波纹板、筛状板、酚醛树脂浸泡的纸蜂窝滤料以及泡沫玻璃块状滤料等。塔身可沿高度分成几层，每层(2～4m)设格栅，承担滤池重量，各层间的空隙为50cm，不宜过大，以防止已经在滤料表面上均匀分布的污水汇集及使滤池通气过大。运转过程中，沉淀污水由泵提升至塔顶，经布水器喷洒在顶层滤料面上，不断下流。也有采用分层进水，分层机械进风的，称为控制滤池。
塔式生物滤池的负荷可处理生化需氧量(BOD₅)为每日2～3kg/m3，效率高，用地面积小，但提升污水的动力费用较高，运转管理要求也较高，往往用于对有机工业废水的处理。

图2 塔式生物滤池
1.布水器2.进水管3.塔身 4.支座5.滤床6.底座

图3 分两级进水的塔式生物滤池
1.进水管2.进水池3.水泵4.阀门5.喷头6.滤床 7.喷头8.生物滤池9.滤床10.出水管