齊水蓮 潘志恒 趙豆豆 張凱光

（河南金谷實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，河南 鄭州 45500001122）

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整逐步優(yōu)化，城市的工業(yè)污染壓力逐漸緩解。然而，隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化和農(nóng)民生活水平的提高，生活污水的排放和負(fù)荷飛速上升。現(xiàn)階段，生活污水的排放量已明顯超過(guò)工業(yè)廢水，成為治理的重點(diǎn)。再加上我國(guó)多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)排水系統(tǒng)不完善，資金短缺，建成的小規(guī)模生活污水處理設(shè)施較少。因此，亟須研發(fā)處理效果好、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、占地小、操作方便的小型生活污水的處理技術(shù)。

生物轉(zhuǎn)盤(pán)（Rotating Biological Contactor，簡(jiǎn)稱(chēng)RBC）是一種生物膜法廢水處理技術(shù)，具有微生物濃度高、生物相分級(jí)、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、污泥量少、動(dòng)力消耗低、維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)［1］。但傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)片結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造加工費(fèi)用高，因此該技術(shù)還需進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)展。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行不斷改進(jìn)，改盤(pán)片為轉(zhuǎn)籠式結(jié)構(gòu)，研制了新型生物轉(zhuǎn)籠凈化器，在轉(zhuǎn)籠中投加立體空心多面體填料作為生物膜附著的載體，生物膜活性高，提高了生活污水處理效果。

1 傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)

生物轉(zhuǎn)盤(pán)工藝［2］是生物膜法污水生物處理技術(shù)的一種，生物膜法是與活性污泥法并列的一類(lèi)廢水好氧生物處理技術(shù)，是一種固定膜法，廢水中微生物沿固體（可稱(chēng)載體）表面生長(zhǎng)的生物處理方法的統(tǒng)稱(chēng)，主要用于去除廢水中溶解性和膠體狀的有機(jī)污染物，因微生物群體沿固體表面生長(zhǎng)成黏膜狀，生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類(lèi)等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱(chēng)為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氧層、好氧層、附著水層、運(yùn)動(dòng)水層。生物膜法的原理是:生物膜首先吸附附著水層有機(jī)物，由好氧層的好氧菌將其分解，再進(jìn)入?yún)捬鯇舆M(jìn)行厭氧分解，流動(dòng)水層則將老化的生物膜沖掉以生長(zhǎng)新的生物膜，如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的目的。

生物轉(zhuǎn)盤(pán)作為一種好氧處理污水的生物反應(yīng)器，可以說(shuō)是隨著塑料的普及而出現(xiàn)的，生物轉(zhuǎn)盤(pán)是由盤(pán)片、接觸反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動(dòng)裝置所組成。盤(pán)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，盤(pán)面交替與廢水和空氣接觸，盤(pán)面為微生物生長(zhǎng)形成的膜狀物所覆蓋，生物膜交替地與廢水和空氣充分接觸，不斷地取得污染物和氧氣，凈化廢水。

2 新型生物轉(zhuǎn)籠凈化器

普通生物轉(zhuǎn)盤(pán)由于盤(pán)片比表面積小、掛膜性能差、掛膜生物量低，導(dǎo)致存在有機(jī)負(fù)荷底、占地面積大、氨氮去除率有待進(jìn)一步提高等問(wèn)題。研究者通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行改進(jìn)，首先改盤(pán)片為轉(zhuǎn)籠式結(jié)構(gòu)，又在轉(zhuǎn)籠中投加立體空心多面體作為生物膜附著的載體。填料采用ABS材質(zhì)的立體多面空心球，比表面積可達(dá)220m2/m3。改進(jìn)后的新型生物轉(zhuǎn)籠凈化器由殼體、轉(zhuǎn)籠及腿式支座組成。殼體用不銹鋼制成，底部為半圓形；轉(zhuǎn)籠表面用不銹鋼篩網(wǎng)密閉；支座為鋼架支承。河南金谷實(shí)業(yè)有限公司研制的XYGZ型生物轉(zhuǎn)籠凈水器于2005年被確認(rèn)為河南省科學(xué)技術(shù)成果。

新型生物轉(zhuǎn)籠凈化器是通過(guò)轉(zhuǎn)籠內(nèi)高比面積的立體填料表面附著的高濃度生物膜來(lái)分解、消化污水中的有機(jī)質(zhì)，與生物轉(zhuǎn)盤(pán)相比生物膜活性更高。生物轉(zhuǎn)籠通過(guò)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)使填料不斷在空氣相與污水相之間切換以補(bǔ)充氧氣，在轉(zhuǎn)籠部分實(shí)現(xiàn)了好氧與缺氧共存的環(huán)境，在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)進(jìn)行硝化與反硝化反應(yīng)。有研究表明，生物轉(zhuǎn)籠污水處理效果與轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)籠速度逐漸增加時(shí)，COD和氨氮去除率表現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)，即先上升，到達(dá)峰值后持續(xù)下降。說(shuō)明轉(zhuǎn)速過(guò)大會(huì)造成反應(yīng)器內(nèi)懸浮生物載體間碰撞和摩擦加劇，微生物很難在其上附著生長(zhǎng)，污水處理效果下降［3］。本研究通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物膜供氧量的調(diào)節(jié)，保證污水的處理效果。

新型生物轉(zhuǎn)籠凈化器主要技術(shù)指標(biāo)：BOD負(fù)荷為8～50g/㎡.d；水力負(fù)荷為0.02～5m3/㎡.d；產(chǎn)泥量為0.15kg/（去除1kgBOD，去除率＞90%）；生物膜折算MLVSS濃度為40～60g/L。在公司的公廁進(jìn)行了中試應(yīng)用，改造前日用水量20t，日用電量3度；使用該設(shè)備后，耗水量（補(bǔ)充水量）約1t/月，日用電量24度；水費(fèi)按2.5元/t，電費(fèi)按0.56元/度，則每年可節(jié)約用水7 000t，扣除所增加的電費(fèi)則每年可節(jié)約11 500元。

3 結(jié)語(yǔ)

新型生物轉(zhuǎn)籠凈化器適用范圍廣，運(yùn)行過(guò)程中無(wú)須曝氣裝置，動(dòng)力消耗低，兼具硝化和反硝化作用。多面空心球充氧能力比較強(qiáng)，對(duì)氨氮有更好的處理效果，攪拌效果比較明顯，污水中溶解氧濃度高，硝化作用強(qiáng)。在填料、材質(zhì)、比表面積以及通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物膜供氧量的調(diào)節(jié)等方面進(jìn)行了創(chuàng)新。針對(duì)不同污水水質(zhì)及規(guī)模加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用，為今后生活污水及工業(yè)廢水的處理提供更有效的方法。

［1］李袁琴，唐奕，等.多面空心球載體新型生物轉(zhuǎn)籠處理生活污水性能研究［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2012，6（2）：22-25.

［2］張黎.生物轉(zhuǎn)盤(pán)污水處理技術(shù)研究進(jìn)展及展望［J］.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015，35（2）：38-40.

［3］江帆，陳維平，吳純德，等.懸浮填料轉(zhuǎn)籠式生物反應(yīng)器的研制與應(yīng)用［J］.現(xiàn)代化工，2005，25（8）：21-24.