新型生物轉籠凈化器處理生活污水技術研究

齊水蓮 潘志恒 趙豆豆 張凱光

（河南金谷實業發展有限公司，河南 鄭州 45500001122）

近年來，國內工業結構調整逐步優化，城市的工業污染壓力逐漸緩解。然而，隨著農村城鎮化和農民生活水平的提高，生活污水的排放和負荷飛速上升。現階段，生活污水的排放量已明顯超過工業廢水，成為治理的重點。再加上我國多數鄉鎮排水系統不完善，資金短缺，建成的小規模生活污水處理設施較少。因此，亟須研發處理效果好、投資少、運行費用低、占地小、操作方便的小型生活污水的處理技術。

生物轉盤（Rotating Biological Contactor，簡稱RBC）是一種生物膜法廢水處理技術，具有微生物濃度高、生物相分級、耐沖擊負荷能力強、污泥量少、動力消耗低、維護管理方便等優點［1］。但傳統生物轉盤盤片結構復雜，制造加工費用高，因此該技術還需進一步改進發展。通過對傳統生物轉盤進行不斷改進，改盤片為轉籠式結構，研制了新型生物轉籠凈化器，在轉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 傳統生物轉盤

生物轉盤工藝［2］是生物膜法污水生物處理技術的一種，生物膜法是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術，是一種固定膜法，廢水中微生物沿固體（可稱載體）表面生長的生物處理方法的統稱，主要用于去除廢水中溶解性和膠體狀的有機污染物，因微生物群體沿固體表面生長成黏膜狀，生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統，其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氧層、好氧層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是:生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氧層的好氧菌將其分解，再進入厭氧層進行厭氧分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化污水的目的。

生物轉盤作為一種好氧處理污水的生物反應器，可以說是隨著塑料的普及而出現的，生物轉盤是由盤片、接觸反應槽、轉軸及驅動裝置所組成。盤軸轉動時，盤面交替與廢水和空氣接觸，盤面為微生物生長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 新型生物轉籠凈化器

普通生物轉盤由于盤片比表面積小、掛膜性能差、掛膜生物量低，導致存在有機負荷底、占地面積大、氨氮去除率有待進一步提高等問題。研究者通過對傳統生物轉盤進行改進，首先改盤片為轉籠式結構，又在轉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材質的立體多面空心球，比表面積可達220m2/m3。改進后的新型生物轉籠凈化器由殼體、轉籠及腿式支座組成。殼體用不銹鋼制成，底部為半圓形；轉籠表面用不銹鋼篩網密閉；支座為鋼架支承。河南金谷實業有限公司研制的XYGZ型生物轉籠凈水器于2005年被確認為河南省科學技術成果。

新型生物轉籠凈化器是通過轉籠內高比面積的立體填料表面附著的高濃度生物膜來分解、消化污水中的有機質，與生物轉盤相比生物膜活性更高。生物轉籠通過軸的轉動使填料不斷在空氣相與污水相之間切換以補充氧氣，在轉籠部分實現了好氧與缺氧共存的環境，在一個反應器內同時進行硝化與反硝化反應。有研究表明，生物轉籠污水處理效果與轉籠轉速有關。當轉籠速度逐漸增加時，COD和氨氮去除率表現出相同的變化趨勢，即先上升，到達峰值后持續下降。說明轉速過大會造成反應器內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，污水處理效果下降［3］。本研究通過變頻器調節轉籠轉速，從而實現對生物膜供氧量的調節，保證污水的處理效果。

新型生物轉籠凈化器主要技術指標：BOD負荷為8～50g/㎡.d；水力負荷為0.02～5m3/㎡.d；產泥量為0.15kg/（去除1kgBOD，去除率＞90%）；生物膜折算MLVSS濃度為40～60g/L。在公司的公廁進行了中試應用，改造前日用水量20t，日用電量3度；使用該設備后，耗水量（補充水量）約1t/月，日用電量24度；水費按2.5元/t，電費按0.56元/度，則每年可節約用水7 000t，扣除所增加的電費則每年可節約11 500元。

3 結語

新型生物轉籠凈化器適用范圍廣，運行過程中無須曝氣裝置，動力消耗低，兼具硝化和反硝化作用。多面空心球充氧能力比較強，對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。在填料、材質、比表面積以及通過變頻器調節轉籠轉速以實現對生物膜供氧量的調節等方面進行了創新。針對不同污水水質及規模加強實際應用，為今后生活污水及工業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籠處理生活污水性能研究［J］.環境工程學報，2012，6（2）：22-25.

［2］張黎.生物轉盤污水處理技術研究進展及展望［J］.農業與技術，2015，35（2）：38-40.

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