污水处理的最后一里路—MBBR技术总结
农村污水
MBBR工艺背景介绍
从多年的运行实践来看，活性污泥法虽较为成熟，但也存在很多的缺点和不足，如曝气池容积大、占地面积高、基建费用高等，同时对水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响等。鉴于上述因素，这种污水处理方法逐渐被后来的生物膜法所取代。生物膜法弥补了活性污泥法的很多不足，如它的稳定性好、承受有机负荷和水力负荷冲击的能力强、无污泥膨胀、无回流，对有机物的去除率高，反应器的体积小、污水处理厂占地面积小等优点。但是生物膜法也有其特有的缺陷，如生物滤池中的滤料易堵塞、需周期性反冲洗、同时固定填料以及填料下曝气设备的更换较困难、生物流化床反应器中的载体颗粒只有在流化状态下才能发挥作用、工艺的稳定性较差…等。介于以上两种工艺的缺点和不足，移动床生物膜反应器(moving-bed-biofilm-reactor，简称MBBR)应运而生。MBBR法在80年代末就有所介绍并很快在欧洲得到应用，它吸取了传统的活性污泥法和生物接触氧化法两者的优点而成为一种新型、高效的复合工艺处理方法。其核心部分就是以比重接近水的悬浮填料直接投加到曝气池中作为微生物的活性载体，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用而处于流化状态，当微生物附着在载体上，漂浮的载体在反应器内随着混合液的回旋翻转作用而自由移动，从而达到污水处理的目的。作为悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法相结合的一种工艺，MBBR法兼具两者的优点：占地少——在相同的负荷条件下它只需要普通氧化池20%的容积；微生物附着在载体上随水流流动所以不需活性污泥回流或循环反冲洗；载体生物不断脱落，避免堵塞；有机负荷高、耐冲击负荷能力强，所以出水水质稳定；水头损失小、动力消耗低，运行简单，操作管理容易；同时适用于改造工程等。随着现代化工业的进程和人口急剧的膨胀，水污染问题已经成为社会焦点之一，目前污水处理的方法主要有活性污泥法和生物膜法两大类：活性污泥法从20世纪初英国开创以来，经过几十年的发展革新已经拥有多种运行方式，同时由于其极好的污水处理效果而逐渐成为大家认可的比较成熟的工艺；生物膜法是利用附着在填料上的生物对水体进行净化的一种工艺，近年来也得到迅速的发展和提高。
在过去十几年的研究中，MBBR法已经作为一种成熟的工艺广泛应用于造纸废水、食品工业废水、屠宰废水、炼油废水等工业废水中，同时也可以处理城市生活污水以及城市废水与工业废水的混合污水。许多工程实例表明，用MBBR法处理污水效果良好。
MBBR工艺的原理
MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。
MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。
MBBR工艺影响因素分析
1填料对MBBR法的影响
MBBR法的技术关键在于比重接近于水、轻微搅拌下易于随水自由运动的生物填料。通常填料由聚乙烯塑料制成，每一个载体的外形为直径10mm、高8mm的小圆柱体，圆柱体中有十字支撑，外壁有突出的竖条状鳍翅，填料中空部分占整个体积的0.95，即在一个充满水和填料的容器中，每一个填料中水占的体积为95%。考虑到填料旋转以及总容器容积，填料的填充比被定义为载体所占空问的比例，为了达到最好的混合效果，填料的填充比最大为0.7。理论上填料总的比表面积是按照每一单位体积生物载体比表面积的数量来定义的，一般为700m2/m3。当生物膜在载体内部生长时，实际有效利用的比表面积约为500m2/m3。
此类型的生物填料有利于微生物在填料内侧附着生长，形成较稳定的生物膜，并且容易形成流化状态。当预处理要求较低或污水中含有大量纤维物质时，例如在市政污水处理中不采用初沉池或者在处理含有大量纤维的造纸废水时，采用比表面积较小、尺寸较大的生物填料，当已有较好的预处理或用于硝化时，采用比表面积大的生物填料。
2溶解氧(DO)对MBBR法的影响
王学江等对DO在MBBR中同步硝化一反硝化生物脱氮过程中的影响机理进行了详细分析，认为DO浓度是影响同步硝化一反硝化的一个主要的限制因素。通过对DO浓度的控制，可使生物膜的不同部位形成好氧区或缺氧区，这样便具有了实现同步硝化一反硝化的物理条件。从理论上讲，当DO质量浓度过于高时，DO能穿透到生物膜内部，使其内部难以形成缺氧区，大量的氨氮被氧化为硝酸盐和亚硝酸盐，使得出水TN仍然很高；反之，如果DO浓度很低，就会造成生物膜内部很大比例的厌氧区，生物膜反硝化能力增强(出水硝氮和亚硝氮浓度都很低)，但由于DO供应不足，MBBR工艺硝化效果下降，使得出水氨氮浓度上升，从而导致出水TN上升，影响最终的处理效果。通过研究最终得出了MBBR法处理城市生活污水DO的一个最佳值：当DO质量浓度在2mg/L以上时，DO对MBBR硝化效果的影响不大，氨氮的去除率可达97%-99%，出水氨氮都能保持在1.0mg/L以下；DO质量浓度在1.0mg/L左右时，氨氮的去除率在84%左右，出水氨氮浓度有明显上升。另外，曝气池内DO也不宜过高，溶解氧过高能够导致有机污染物分解过快，从而使微生物缺乏营养，活性污泥易于老化，结构松散。此外，DO过高，过量耗能，在经济上也是不适宜的。
因为MBBR法主要是通过悬浮填料来实现最终的污水处理，所以DO对悬浮填料的影响也是影响整个处理结果的关键。曹占平等对MBBR法充氧能力进行了实验研究，结果表明反应器的充氧能力在一定范围内随着悬浮填料填充率的增大而增大。在曝气的作用下，水随填料一起流化，水流紊动程度较无填料时大，加速了气液界面的更新和氧的转移，使氧的转移速率提高。随着填料数量的增多，填料、气流和水流三者之间的这种切割作用和紊动作用不断加强。但加入填料量为60%时，填料在水中的流化效果变差，水体紊动程度也降低，使得氧的传递速率下降，氧的利用率降低。所以针对不同类型的水质，控制好DO的量对整个工艺最终的处理结果是至关重要的。
3水力停留时间对MBBR工艺的影响
合适的水力停留时间(HRT)是确保净化效果和工程投资经济性的重要控制因素。水力停留时间的长短将直接影响到水中有机物与生物膜的接触时间，进而影响微生物对有机物的吸附和降解效率，所以针对不同的污水类型找出经济而合理的HRT是非常关键的问题之一。国内外对HRT的研究并没有局限于研究HRT本身的影响，而是通过实验去宏观把握。SHHosseini等副在用MBBR法对含酚类工业废水进行了实验研究，结果表明：在一般情况下，随着HRT的逐渐延长，出水COD浓度会逐渐降低。但同时他也发现了一个更重要的影响因素，即废水中酚类物质的COD浓度与总的COD浓度的比值(CODph/CODtot)，当这一比值达到0.6(即CODDph的浓度为480mg/L)时，COD的去除效率最高并不受水力停留时间的影响。国内的实验大多认为出水COD平均浓度随着水力停留时间的延长而降低，若要缩短水力停留时间可通过加大填料的投加比例(高达70%)来实现，当对出水水质要求不高时可减少填料的投加比例引。另外还有试验结果表明：在中低氨氮负荷条件下，随HRT的减少，氨氮填料表面负荷逐步升高，同时去除率维持原有水平或有一定增长；当氨氮负荷升至高水平后，随着HRT的减少，氨氮去除率逐步降低。这些针对HRT的实验研究结果为今后MBBR法的推广应用奠定了基础，但同时也有许多需要改进之处，比如试验只是单纯的考虑HRT本身的影响，没有把其他因素与HRT的关系有机的结合起来，而SHHosseini等在酚类废水处理的研究中将HRT和其他因素有机的结合起来进行探讨，不仅找到实验最重要的影响因素，同时实验过程中各因素之间的相互影响、相互制约关系也得到了很好地体现。所以针对影响因素的研究我们需要更全面更综合的考虑。
4水温对MBBR法的影响
在影响微生物生理活动的各项因素中，温度的作用非常重要。温度适宜，能够促进、强化微生物的生理活动；温度不适宜，能够减弱甚至破坏微生物的生理活动。温度不适宜还能够导致微生物形态和生理特性的改变，甚至可能使微生物死亡。而微生物的最适温度是指在这一温度条件下，微生物的生理活动强劲、旺盛，表现在增殖方面则是裂殖速度快、世代时间短。MBBR法主要是通过生物膜中各种类型微生物的新陈代谢来达到对污水中有机污染物的降解，所以生物膜生长的好坏将直接关系到废水处理的最终结果，尤其对于硝化菌、反硝化菌而言，它们的生长周期长，且对环境的变化非常敏感，硝化菌的适宜温度是20℃-30℃，反硝化菌的适宜温度是20℃-40℃，温度低于15℃时，这两类细菌的活性均降低，5~C是完全停止，所以温度的变化将直接影响这类细菌的生长。相关实验结果表明，氨氮填料表面负荷的变化基本与水温的变化趋势一致。水温低时填料表面负荷低，水温高时填料表面负荷约达到水温低时的15倍。由此可见，硝化细菌受温度影响大，低温条件下活性较弱。
5pH值对MBBR法的影响
微生物的生理活动与环境的酸碱度密切相关，只有在适宜的酸碱度条件下，微生物才能进行正常的生理活动。pH值过大的偏离适宜数值，微生物的酶系统的催化功能就会减弱，甚至消失。不同种属的微生物生理活动适应的pH值，都有一定的范围，在这一范围内，还可分为最低pH值、最适pH值和最高pH值。在最低或最高的pH环境中，微生物虽然能够成活，但生理活动微弱，易于死亡，增殖速率大为降低。参与污水生物处理的微生物，一般最佳的pH值范围，介于6.5-8.5之间。MBBR法作为生物膜法与活性污泥法相结合的工艺，同样依赖于微生物的生长以达到有机物降解的目的。所以保持微生物最佳pH范围是取得良好污水处理效果的必要条件，当污水(特别是工业废水)的pH值变化较大时，需要考虑设调节池，使污水的pH值调节到适宜范围后再进行曝气。
6其他因素对MBBR法的影响
根据每一个具体试验条件的不同，还会有许多不同的影响因素。如气水比一般控制在(3～4)，这样的气量能使反应器中的填料均匀地循环转动起来；浊度也需要控制在一定范围内，相关研究结果表明：浊度大使得某些悬浮物容易覆盖在生物膜的表面，阻碍生物氧化作用的进行，导致处理效率大幅下降，同时还容易造成填料堵塞，另外整个实验对进水浊度和出水浊度进行了检测，进水浊度为17.6-160NTU，出水浊度为18.1-142NTU，结果发现中试装置对浊度基本没有去除效果，出水浊度随着进水浊度的变化而变化，所以我们需要严格控制好进水浊度的量；COD容积负荷对去除率也有很大的影响，研究表明COD容积负荷为0.48-2.93kg/(m3•d)的范围内对COD的去除率基本稳定在60%-80%。在相同的水力停留时间下COD的去除率随负荷呈正比增加趋势，这是因为当进水COD浓度较低时微生物降解有机物的速率也较小，其降解能力不能充分发挥，当进水COD浓度增大时促进了生物膜微生物的生长，提高了降解速率，故对COD去除率得到了提高。以上各因素都会对污水处理造成不同程度的影响，此外还有营养物质、有毒物质等，如果这些物质过多的偏离微生物生长需要，就会对污水处理的最终结果产生影响。我们须根据具体的条件和要求来确定哪一个因素是主要影响MBBR法的最终结果。
MBBR的特点
与活性污泥法和固定填料生物膜法相比，MBBR既具有活性污泥法的高效性和运转灵活性，又具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少的特点。
(1)填料特点
填料多为聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫体等制成的，比重接近于水，以圆柱状和球状为主，易于挂膜，不结团、不堵塞、脱膜容易。
(2)良好的脱氮能力
填料上形成好养、缺氧和厌氧环境，硝化和反硝化反应能够在一个反应器内发生，对氨氮的去除具有良好的效果。
(5)去除有机物效果好
反应器内污泥浓度较高，一般污泥浓度为普通活性污泥法的5～10倍，可高达30～40g/L。提高了对有机物的处理效率，同时耐冲击负荷能力强。
(4)易于维护管理
曝气池内无需设置填料支架，对填料以及池底的曝气装置的维护方便，同时能够节省投资及占地面积。
国外对MBBR的研究应用现状
MBBR是在20世纪90年代中期得到开发和应用的，其兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法。迄今为止，国外已应用MBBR进行处理生活污水、工业废水的小试、中试及生产性实验研究，均取得了较好的效果。
其中，美国的Captor工艺和德国的Linpor工艺是目前两种比较成熟的多孔悬浮载体系统。在完全混合反应器中加入聚氨酯泡沫块供微生物附着生长，用于处理城市生活污水，研究了其对BOD的去除和硝化作用。
结果表明，硝化细菌优先附着生长在载体上，硝化活性达0.33mgN/h•块载体(载体体积为8cm3/块)，在4h内，BOD可完全去除，并继而发生硝化作用，硝化作用可在10h内完成。在过去的l0年中，移动床生物膜技术在挪威得到了发展，现已有100多个基于此技术的污水处理厂在l7个国家中投入使用或在建造之中，它们主要用于去除市政污水或工业废水中的有机物及氨氮。
微生物赖以栖息的新型载体的研制开发是移动生物膜法处理废水的关键技术之一，其性能直接影响着污水的处理效果和投资费用。科研工作者以改进填料为突破口，不断推动移动生物膜法的发展。目前的悬浮填料大多是由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫体等制成的，比重接近于水，长了生物膜以后，在正常的曝气强度下极易达到全池流化翻动。悬浮填料的形状通常为球状、圆筒状或粒状，一般认为球状有良好的水力学特性，是最理想的形状。但受到生产技术的限制，有时将材料作成球状很困难；而圆筒状填料当其长径比为1时接近于球状，因此悬浮填料一般选择圆筒状。另外，填充在生物膜反应器的填料的比表面积多在100～500m2/m3。之问。由聚乙烯制成的悬浮填料分两种：一种为Φ10×7(mm)、比表面积为335m2/m3，另一种为Φ15×15(mm)、比表面积为235m2/m3；由聚丙烯制成的悬浮填料，密度为0.94g/cm3，形状为有波纹的圆柱体，尺寸为Φ15～20(mm)×20～30(mm)。
国内对MBBR的研究现状
近年来，我国不少学者也进行了MBBR工艺的研究，但大多仍处于试验性研究阶段。其关键技术在于对悬浮填料的研究，如同济大学的专利产品为中Φ50×50(mm)的圆筒状悬浮填料，比表面积为278m2/m3，材料为改性的聚乙烯；李峰报道的悬浮填料由聚丙烯塑料制成，为Φ50×50(mm)的圆筒状，比表面积为350m2/m3。一般来说，国内使用的载体外形尺寸比国外的要大，这主要是受整个工艺和出水格栅的限制。
总体而言，我国目前对悬浮填料的研究才刚刚起步，新型悬浮填料在我国污水处理工程中的应用具有广泛的发展空间。目前，国内常用的填料有蜂窝填料、软性填料、半软性填料及复合填料等固定型填料，但这些填料在使用中常会遇到堵塞、结团、布气布水不均匀等问题，影响了生物处理效果。另外，上述填料均需安装在辅助支架上，这就给填料的安装、更换等造成诸多不便，使工程投资和运行管理费用相对提高。
从经济、实用、高效的角度出发，高性能的新型填料在材质方面，应具有价格低廉、使用寿命长、易挂膜等特点；在结构方面，设计的比表面积应尽可能地大，并可以制造一些功能区，适应不同要求的厌氧、好氧微生物的生长，又兼顾易脱膜的特点。同时，应尽可能地降低悬浮填料的造价，最大程度发挥其优点，使悬浮填料能更广泛地应用到污水处理中。
目前，国内对MBBR工艺的应用多为一些小型工程，在技术参数方面多为探索阶段。
MBBR工艺的应用概况
目前，国内外已对MBBR工艺进行了多项试验性研究，并在实际应用中取得了较好的效果。由于MBBR可减少现有污水处理系统的体积，易于在现有污水处理厂基础上升级，且处理效果好，欧洲、美国、日本、新西兰以及我国均建有MBBR型污水处理厂。
1、处理高负荷污水
MBBR工艺在高负荷条件下性能稳定，可多级联用处理污水。如可将3个MBBR连接使用处理肉类加工废水，第一个反应器的COD负荷高达10kg/m3，HRT约为4h，TC0D去除率为50%-75%{第二个和第三个反应器的总HRT为4～13h，TCOD去除率为75%、SCOD去除率为70%～88%，有机物去除率与有机负荷呈线性关系。
季民等采用厌氧复合床生物膜反应器处理高浓度有机废水实验，取得了良好效果。在进水C0D为5300～20140mg/L、COD容积负荷为5.38～20.62kg/m3.d、HRT为0.98d的操作条件下，COD去除率>90%。垃圾渗滤液的成分复杂，有机物浓度较高，是一种很难处理的废水，M.X.Loukidou采用MBBR和SBR联合工艺对垃圾渗滤液进行了处理，载体使用聚亚胺酯和颗粒活性炭，该工艺对污染物同时具有物理、化学和生物降解作用，可有效去除垃圾渗滤液的有机物、色度和浊度。
2、处理低负荷污水
有些单位将生活污水与冲洗水混合排放，导致生活污水中有机物浓度较低，不适合普通的活性污泥法处理。张兴文等利用MBBR工艺处理中国石化抚顺乙烯有限公司厂区内生活污水及冲洗水的混合排放污水。
具体工艺流程为调节池-MBBR-沉淀池-纤维球过滤罐-活性炭过滤罐。进水水质为COD76mg/L、BOD37mg/L，在水力停留时间为2.4h、气水比为4：1的情况下，出水各项水质指标均可达到国家环保冷却水回用标准要求。
马建勇等研究了MBBR处理低负荷生活污水时启动和运行的性能和特点，发现闭路循环法比排泥挂膜法启动稍慢，但运行初期的处理效果比后者好。同时还考察了悬浮污泥与填料生物膜之间的关系，发现悬浮污泥对填料生物有抑制作用，不利于反应器的长期稳定运行。
3、脱氮效果
MBBR中生物膜主要固着在填料上，污泥停留时间与水力停留时间无关，硝化菌、亚硝化菌等生长世代时间较长、比增长速率很小的微生物都可以在填料上生长，从而增强了脱氮能力。脱氮过程分为硝化和反硝化两个阶段，分别由硝化菌和反硝化菌完成。MBBR可以实现硝化菌与反硝化菌在空间上相对独立生长，从而优化了两种菌群的生长条件。
MBBR用于生物脱氮取得了较好的效果。RustenN在FREVAR废水处理厂使用KaldneS型KI填料中试进行废水的脱氮处理，进水为预处理过的生活污水，温度为4.8℃～20℃。结果表明，10℃时，硝化速率达190gTNK/m2.d，反应器的pH>7。前期脱氮效果主要受水中易降解有机物浓度和MBBR缺氧区进水中溶解氧浓度的影响。该设计将MBBR与前硝化、后脱氮、絮凝剂最后的固体分离系统结合使用，如进水为25mgTN/L，总氮的去除Ng为70%，空床HRT可达4-5h。
2，3-二甲基苯胺是一种环状结构且有毒不易降解的有机物，在生产染料和甲灭酸工厂排出的废水中，含有大量该物质。邢国平等采用循环MBBR对该废水进行处理，当HRT较短时，氨氮的去除率较大，因为主要发生的是微生物的耗氧，且氨氮的去除率与其容积负荷成反比。
MBBR工艺在运行中易出现的问题
1 MBBR反应器的流化态
反应器中的填料依靠曝气和水流的提升作用处于流化状态，在实际操作中，经常出现由于整个池内进气分布不均匀而导致局部填料堆积的现象。因此需通过池型作水力特性计算来改进进气管路的布置和优化池内曝气头的分布，再根据实际的曝隋况调节各曝气头上紧固橡皮垫的螺母松紧程度，调节单个曝气头的曝气量。除保证池内出水端具有较大曝气量，以便使整个池内填料呈均匀流化状态外，还可以采用穿孔曝气管，便于使池四边和四角进气分布均匀。反应器的构造在很大程度上决定了它的水力特性。试验表明，反应器的长深比为0.5左右时有利于填料完全移动，或者通过导流板的强制循环来解决池内死角的问题，这样能使气水比降到4：1左右。在实际工程设计时应通过大量试验来优化反应器的构造和水力特性，降低能耗，进一步提高MBBR的经济效益。
2 填料格栅板
为了防止填料随处理水流失，移动床生物膜反应池的出水口要设置格栅板。但在运行调试过程中易出现格栅堵塞的问题，在实验室采用钻孔塑料板作格栅时也出现了大团悬浮污泥将出水格栅板堵死的情况。虽然通过加强对出水区格栅处进行曝气，可以防止填料对格栅的堵塞，但对于悬浮污泥的附着问题，只能从格栅的材料和间距上解决，如选择光滑吸附性小的材料，间隙在保证能截留填料的前提下尽量加大，使其不易被悬浮物质附着等，这需要在实验和实际工程操作中不断改进，以避免该问题影响整个污水处理系统的正常运行。
对MBBR工艺的建议
1 悬浮填料的研究和开发
应对填料表面的化学特性及悬浮填料的脱落机制进行深入的研究，增加填料的比表面积；应尽可能地降低悬浮填料的造价，使悬浮填料能更广泛地应用于污水处理。可采用活性炭、淀粉、明胶等作为生物活性添加剂，使悬浮填料能够促进微生物的生长和繁殖。
2 MBBR与其它工艺的组合
多级MBBR、MBBR和A/O法联合工艺等都具有各自的优点，对这些组合工艺应加强研究并进行实际应用。
3 MBBR工艺反应器的研究
通过对反应器流体力学的研究，确定反应器的形状，以达到最优化的反应器结构，从而避免填料堆积，降低能耗。可以初步研究多级串联连续式悬浮填料移动床反应器的结构型式与操控方案，为项目技术的推广应用奠定基础。
目前，MBBR工艺在国外应用较多，在国内应用较少。MBBR工艺运行稳定可靠，抗冲击负荷能力强，脱氮效果好，是一种经济高效的污水处理工艺。在处理生活污水方面，有机物和氨氮的去除率相对传统生物膜AO工艺可以提高10%以上。MBBR工艺具有很大的研究价值和应用前景。
MBBR工艺生物流化床填料参数总结
来源： 农村污水
产品特点
活性生物悬浮填料（流化床填料）是一种新型生物活性载体，它采用科学配方，根据不同水质需求，在高分子材料中融合不同种类有利于微生物快速成附着生长的微量元素，经过特殊工艺改性、构造而成，具有比表面积大、亲水性好、流动性好、生物活性高、易挂膜、处理效果好、使用寿命长等优点。
一、主要特点：
特殊配方及加工，加速填料挂膜；
有效比表面积大，生物附着量多；
依靠生物膜处理，可省污泥回流；
高效脱碳除氨氮，提高出水水质；
低能耗节省占地，缩短工艺流程。
二、 产品技术核心
1、按流体力学设计几何构型、强化表面附着能力
2、填料比表面积大、附着生物量多
3、无需支架、易流化、节省能耗
4、节省占地，通过增加填充率提升处理能力及效果，无需新增构筑物
（1） 按流体力学设计几何构型、强化表面附着能力
填料外部膜更新快活性强，内部膜受到充分保护，微生物生长状态良好，改变传统填料外部生长的方式，使微生物的降解效率更高。
特殊的结构使水中空气气泡和污染物可自由穿过填料内部，增加生物膜与氧气污染物的接触机率，大大提高了系统的传质效率，提高生物的降解活性。
填料内部生物菌群生命周期长，菌种丰富，特别适合硝化菌的生长，并兼有厌氧好氧的特点，硝化反硝化脱氮效果明显。
（2）填料比表面积大、附着生物量多
足够大的载体表面积适合微生物的吸附生长，有效生物浓度高，处理能力强。
较高的生物浓度使来水的水质波动得到充分的分散，并迅速被消减，从而提高了系统的抗冲击负荷能力。
科学的配方使得微生物更容易附着在填料上，使得对难降解和易降解有机物的微生物共同生长，生物丰富，提高了难降解有机物的处理效果。
（3）无需支架、易流化、节省能耗
恰当的比重（挂膜前0.97~0.98.挂膜后~1），使填料在停气时成漂浮态，曝气直处于悬浮流化态，最大限度的降低能耗。
填料自由通畅的旋转，增加对水中气泡的撞击和切割，破碎大的气泡，延长水中停留时间，氧的利用率可提高10%以上，有效的降低了供拉能耗，
（4）节省占地，通过增加填充率提升处理能力及效果，无需新增构筑物
活性生物填料生物膜工艺只需在原池基础上增加填料投配量，即可满足提升进水负荷或提高出水水质的需求，无需新增处理池，同比可节省1/2~3/4占地。
三、工程应用优势
1、高效的脱碳能力和优越的脱氨氮效果
悬浮填料为优势生物菌群的大量繁殖提供了安全舒适的环境，使其对废水中有机物的降解能力增强，同时载体上丰富的生物菌群类型，增加了对难降解有机物的降解性能，提高出水水质。同时载体上的生物膜污泥龄长，使得硝化细菌浓度升高，硝人化脱氮能力显著。
通过大量的对比试验与工程应用，证实该填料在脱碳除氨氮方面的确要比其他产品及工艺有更明显的效果，例在一试验中，我们分别采用了活性污泥法、固定床（D25蜂窝填料）、接触氧化（φ150组合填料）、移动床（φ25多面空心球），移动床（φ25悬浮填料）五种方法来同步处理化粪池水，进水COD150~200mg/L,NH3-N100~130mg/L.。有效池溶相同，其中两种悬浮填料的填充率均为40%，固定床和接触氧化池填充率为70%且除活性污泥法外，其他4种方式均未作污泥回流。
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处理方法 检测内容 |
活性污泥 |
固定床 |
接触氧化 |
移动床 (多面空心球) |
移动床 （活性生物填料） |
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填料填充率% |
---- |
70 |
70 |
40 |
40 |
|
停留时间H |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
溶解氧mg/l |
2~3 |
2~3 |
2~3 |
2~3 |
2~3 |
|
水温℃ |
26~30 |
26~30 |
26~30 |
26~30 |
26~30 |
|
进水NH3-N mg/l |
100~130 |
100~130 |
100~130 |
100~130 |
100~130 |
|
出水NH3-N mg/l |
100~130 |
90~110 |
60~80 |
40~70 |
0.1-5 |
|
去除率% |
0 |
15 |
46 |
54 |
96 |
|
进水COD mg/l |
150~200 |
150~200 |
150~200 |
150~200 |
150~200 |
|
出水COD mg/l |
80~120 |
100~150 |
70~100 |
70~100 |
30~50 |
|
去除率% |
43 |
29 |
51 |
51 |
77 |
2、占地面积小，抗负荷冲击能力强
悬浮填料生物膜技术的高效处理能力，使他在同等的出水水质要求下，进水有机负荷比活性污泥法提高2~5倍，相应的池容和占地面积可减少1/2~3/4；生物膜上高浓度的生物量以及附着生长的特性使反应池内一直保持着较高的生物活性，能够抵御来水水质的波动影响，抗负荷冲击性强，确保出水水质稳定。
3、工程应用方式灵活多样
该填料不仅可根据不同的进出水质要求，选择不同的填料填充率，而且可在好氧、厌氧、缺氧池内或池子的不同阶段内投加，以获得需要的处理效果，通过填料的投加可以轻松的获得整体处理能力的提升，满足日后污水进一步扩能的需求。
工程应用形式如下图：
4、能耗低、运行维护简便
经实际工程应用表明该填料的引入可提高原系统10%以上的氧利用率，因此在同等需氧状况下可相应减少曝气量、降低运行能耗；移动床生物膜技术依靠生物膜来处理污水，可省去污泥回流系统，并避免了活性污泥法存在原污泥膨胀，污泥上浮、流失等问题。
5、使用寿命长、经济性好
活性生物悬浮填料在高分子材料基础上融合了适量的抗老化剂、抗紫外线剂、增韧剂等，经特殊工艺改性后，使其耐磨抗晒、韧性强、不易老化、脆裂，使用寿命＞10年，是其他悬浮填料的近3倍，悬挂式填料的4倍多。 四、主要用途和适用环境
主要用途
1. 污水处理MBBR与生物滤池工艺载体：
2. 污水升级改造项目提标、提量
新建项目节省投资、占地规划
3. 中水回用
4. 生活污水回用生物处理杂排水回用生物处理
5. 河道治理 脱氮、除磷、脱碳，净化水质
6. 水产养殖 脱氮、脱碳，改善鱼类生存环境
7. 生物除臭 生物脱臭塔填料
8. 机场解冻 随着产品的不断改进和运用的不断深化，悬浮填料的应用领域将越来越广。
适用环境
温 度：65～－35℃
PH值：5～11
五、技术特性
活性生物填料技术参数表
|
规格(spec.) |
mm |
Ф25×12/ Ф10×10 |
|
比重(S.G.) |
g/cm3 |
>0.96 |
|
堆积个数(packing numbers) |
个(pes)/m3 |
135256/ 365400 |
|
有效表面积(efficient surface) |
m2/m3 |
>500 |
|
空隙率(void ratio) |
% |
>95 |
|
投配率(dosing ratio) |
% |
15～67 |
|
挂膜时间(membrane-forming time) |
天（days） |
5~15 |
|
硝化效率(nitrification efficiency) |
g NH4-N / m3.d |
400~1200 |
|
BOD5氧化效率(BOD5 oxidation efficiency) |
gBOD5 / m3.d |
2000~10000 |
|
COD氧化效率(COD oxidation efficiency) |
gCOD/m3.d |
2000~15000 |
|
适用温度（applicable temperature） |
℃ |
65～-35 |
|
使用寿命（life-span） |
year |
≥10 |
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污水处理填料分类
来源： 农村污水
填料也称作填充剂、增量剂。某些填料同时又是体质颜料。微纽的填料具有良好的遮盖力，常用于涂料行业。
填料可用于多种聚氨酯制品，例如聚氨酯涂料、密封胶：聚氨酯浆料、特殊弹性体i聚氨酯泡沫塑料。三聚氰胺植物纤维聚合，皂参多元醇等，有机填料可用于聚氨酯泡沫塑料;碳酸钙高岭土(陶土、·瓷土)，分子筛粉末滑石粉硅灰石滟技钛白粉j重晶石粉(硫酸钡)’等微细无机粉末二般可用作聚氨酯密封胶，聚氨酯软泡聚氨酯弹性体，胶黏剂，聚氨酯涂料等的填料。
泛指被填充于其他物体中的物料。在化学工程中，填料指装于填充塔内的惰性固体物料,例如鲍尔环和拉西环等，其作用是增大气-液的接触面,使其相互强烈混合。在化工产品中，填料又称填充剂，是指用以改善加
工性能、制品力学性能并（或）降低成本的固体物料。其中可显著提高制品强度的填料，如长纤维和晶须等常专称增强材料，炭黑称补强填充剂。药品片剂、化妆品和去垢剂中常加入固体物料和碳酸钙等作填充剂，但其目的是调节剂量和浓度而不是改善性能，所以应称稀释剂。塑料增塑剂、橡胶充油以及纺丝油剂等，虽可改善性能，也能影响成本，但习惯上把这些液态物料视为加工助剂。
在高分子化工中，填料（填充剂）是用量最大的添加剂，几乎所有的塑料(包括热塑性和热固性塑料)、天然橡胶和涂料都使用大量填料。例如，制造塑料时加入木粉、陶土或碳酸钙等，不仅能改善制品力学性能，增加硬度，而且还可降低成本；用石墨、磁粉或云母作填料，可提高塑料的导电、通磁和耐热性；橡胶中加入炭黑或二氧化硅（白炭黑）可显著提高制品的物性；纺丝液中加入钛白粉（二氧化钛）可以遮光和染色。在涂料工业中常加入白色或带色填料（如钛白粉、滑石粉、碳酸钙、硫酸钡等）以改善涂料的光学、物理和化学性能，这类用途的填料（填充剂）称为体质颜料或展色料。
填料性能优劣
主要取决于：①有较大的比表面积（m2/m3填料层）；②液体在填料表面有较好的均匀分布性能；③气流能在填料层中均匀分布；④调料具有较大的空隙率（m3/m3填料层）。另外，选择填料时还应考虑其机械强度、来源、制造及价格等因素。
填料作用
填料使得物料黏度增加，特别是纤维填料使黏度明显增加。添加前的填料需经过脱水处理，以避免消耗掉部分异氰酸酯。必须注意生成二氧化碳会导致树脂出现发泡现象，影响聚氨酯树脂的物性。
为了能够加快填料润湿速度，同时降低体系黏度}l_.或者在聚氨酯树脂中添加更多的填料，有时需预先在树脂中添加润、湿分散剂。
模内漆是具有涂料、色浆和脱模剂三种功能的助剂。它均匀喷涂在模具内，漆膜干燥后，即可模塑聚氨酯鞋底、自结皮泡沫塑料、聚氨酯软泡.硬泡制品脱模后，色漆附着在成型周化的制品上。
填料的作用机理：填料作为添加剂，主要是通过它占据体积发挥作用，由于填料的存在，基体材料的分子链就不能再占据原来的全部空间，使得相连的链段在某种程度上被固定化，并可能引起基体聚合物的取向。由于填料的尺寸稳定性，在填充的聚合物中，聚合物界面区域内的分子链运动受到限制，而使玻璃化温度上升，热变形温度提高，收缩率降低，弹性模量、硬度、刚度、冲击强度提高。
填料的作用：①降低成型制件的收缩率，提高制品的尺寸稳定性、表面光洁度、平滑性以及平光性或无光性等；②树脂粘度有效的调节剂；③可满足不同性能要求，提高耐磨性、改善导电性及导热性等，大多数填料能提高材料冲击强度及压缩强度，但不能提高拉伸强度；④可提高颜料的着色效果；⑤某些填料具有极好的光稳定性和耐化学腐蚀性；⑥有增容作用，可降低成本，提高产品在市场上的竞争能力。
环氧地坪漆中填料的目的
环氧地坪漆中的填充剂也称为填料，一般是指添加到环氧树脂液体中，作为环氧地坪漆其中的组份，以改变环氧树脂胶液的性能和降低成本的材料。
在环氧地坪漆中使用填料的目的有以下几个方面:
1 降低成本，抑制反应热，绚丽颜色。
2 延长树脂混合物的适用期。
3 降低树脂固化物的收缩性。
4 改善树脂固化物的耐热性。
5 降低树脂固化物的热膨胀系数，降低树脂固化物的吸水性，改善固化物的耐老化性及耐化学品性。
6 提高树脂固化物的抗压强度，但抗拉强度及抗冲韧性会降低。
7 改善树脂固化物的耐电弧性及提高其它电性能。
8 改善树脂固化物的耐磨损性。
填料选用准则
对于某种特殊应用，填料填料的最佳标准是根据复合材料所期望达到的性能而定，但必须考虑到下述基本原则。
1、填料在加工过程中必须保持其原有结构，并保持惰性、不溶性、热稳定性、不挥发性、无催化活性和低的吸附性。
2、填料必须与基材能够相容，无腐蚀性。
3、容易处理，堆积密度高，水分含量低，低尘，无毒性。
4、必须易得，货源充足，价格适中，质量稳定。
填料的种类
填料的种类很多， 铝粉、锌粉铜粉、银粉等金属粉末可用作导电填料。水泥、粉煤灰等也可用作填料。木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料。氟化钙可少量用于聚氨酯胶黏剂和密封胶体系;兼具二氧化碳吸收剂的作用。
一般来说，微细的粉末填料或改性的微细填料，以及纤维状、片状填料，少量使用可提高其整体性能，.例如对弹性聚合物(如橡胶、聚氨酯弹性体_)有· 定的补强作用，增加模量、强度、.耐磨性、耐热性，改善其尺寸稳定性，对硬质制品也能适当提高强度、耐老化性。但使用量过大则使得物性降低，，并且填料掺量大时操作困难。填料有以下几种：根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料。
散装填料
散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体，一般以随机的方式堆积在塔内，又称为乱堆填料或颗粒填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。现介绍几种较为典型的散装填料:
拉西环鲍尔环阶梯环弧鞍填料矩鞍填料金属环矩鞍填料球形填料
拉西环
（1）拉西环填料于1914年由拉西（F.Rashching）发明，为外径与高度相等的圆环。拉西环填料的气液分布较差，传质效率低，阻力大，通量小，工业上已较少应用。
鲍尔环
（2）鲍尔环填料是对拉西环的改进，在拉西环的侧壁上开出两排长方形的窗孔，被切开的环壁的一侧仍与壁面相连，另一侧向环内弯曲，形成内伸的舌叶，诸舌叶的侧边在环中心相搭。鲍尔环由于环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀。与拉西环相比，鲍尔环的气体通量可增加50%以上，传质效率提高30%左右。鲍尔环是一种应用较广的填料[1]。
阶梯环
（3）阶梯环填料是对鲍尔环的改进，与鲍尔环相比，阶梯环高度减少了一半并在一端增加了一个锥形翻边。由于高径比减少，使得气体绕填料外壁的平均路径大为缩短，减少了气体通过填料层的阻力。锥形翻边不仅增加了填料的机械强度，而且使填料之间由线接触为主变成以点接触为主，这样不但增加了填料间的空隙，同时成为液体沿填料表面流动的汇集分散点，可以促进液膜的表面更新，有利于传质效率的提高。阶梯环的综合性能优于鲍尔环，成为所使用的环形填料中最为优良的一种。
弧鞍填料
（4）弧鞍填料属鞍形填料的一种，其形状如同马鞍，一般采用瓷质材料制成。弧鞍填料的特点是表面全部敞开，不分内外，液体在表面两侧均匀流动，表面利用率高，流道呈弧形，流动阻力小。其缺点是易发生套叠，致使一部分填料表面被重合，使传质效率降低。弧鞍填料强度较差，容破碎，工业生产中应用不多。
矩鞍填料
（5）矩鞍填料将弧鞍填料两端的弧形面改为矩形面，且两面大小不等，即成为矩鞍填料。矩鞍填料堆积时不会套叠，液体分布较均匀。矩鞍填料一般采用瓷质材料制成，其性能优于拉西环。国内绝大多数应用瓷拉西环的场合，均已被瓷矩鞍填料所取代。
金属环矩鞍填料
（6）金属环矩鞍填料环矩鞍填料（国外称为Intalox）是兼顾环形和鞍形结构特点而设计出的一种新型填料，该填料一般以金属材质制成，故又称为金属环矩鞍填料。环矩鞍填料将环形填料和鞍形填料两者的优点集于一体，其综合性能优于鲍尔环和阶梯环，在散装填料中应用较多。
球形填料
（7）球形填料一般采用塑料注塑而成，其结构有多种。球形填料的特点是球体为空心，可以允许气体、液体从其内部通过。由于球体结构的对称性，填料装填密度均匀，不易产生空穴和架桥，所以气液分散性能好。球形填料一般只适用于某些特定的场合，工程上应用较少。
除上述几种较典型的散装填料外，不断有构型独特的新型填料开发出来，如共轭环填料、海尔环填料、纳特环填料等。工业上常用的散装填料的特性数据可查有关手册。
规整填料
规整填料是按一定的几何构形排列，整齐堆砌的填料。规整填料种类很多，根据其几何结构可分为格栅填料、波纹填料、脉冲填料等。
格栅填料
（1）格栅填料是以条状单元体经一定规则组合而成的，具有多种结构形式。工业上应用最早的格栅填料为木格栅填料。应用较为普遍的有格里奇格栅填料、网孔格栅填料、蜂窝格栅填料等，其中以格里奇格栅填料最具代表性。
格栅填料的比表面积较低，主要用于要求压降小、负荷大及防堵等场合。
波纹填料
（2）波纹填料在工业上应用的规整填料绝大部分为波纹填料，它是由许多波纹薄板组成的圆盘状填料，波纹与塔轴的倾角有30°和45°两种，组装时相邻两波纹板反向靠叠。各盘填料垂直装于塔内，相邻的两盘填料间交错90°排列。
波纹填料按结构可分为网波纹填料和板波纹填料两大类，其材质又有金属、塑料和陶瓷等之分。
金属丝网波纹填料是网波纹填料的主要形式，它是由金属丝网制成的。金属丝网波纹填料的压降低，分离效率很高，特别适用于精密精馏及真空精馏装置，为难分离物系、热敏性物系的精馏提供了有效的手段。尽管其造价高，但因其性能优良仍得到了广泛的应用。
金属板波纹填料是板波纹填料的一种主要形式。该填料的波纹板片上冲压有许多f5mm左右的小孔，可起到粗分配板片上的液体、加强横向混合的作用。波纹板片上轧成细小沟纹，可起到细分配板片上的液体、增强表面润湿性能的作用。金属孔板波纹填料强度高，耐腐蚀性强，特别适用于大直径塔及气液负荷较大的场合。
金属压延孔板波纹填料是另一种有代表性的板波纹填料。它与金属孔板波纹填料的主要区别在于板片表面不是冲压孔，而是刺孔，用辗轧方式在板片上辗出很密的孔径为0.4～0.5mm小刺孔。其分离能力类似于网波纹填料，但抗堵能力比网波纹填料强，并且价格便宜，应用较为广泛。
波纹填料的优点是结构紧凑，阻力小，传质效率高，处理能力大，比表面积大（常用的有125、150、250、350、500、700等几种）。波纹填料的缺点是不适于处理粘度大、易聚合或有悬浮物的物料，且装卸、清理困难，造价高。
（3）脉冲填料脉冲填料是由带缩颈的中空棱柱形个体，按一定方式拼装而成的一种规整填料。脉冲填料组装后，会形成带缩颈的多孔棱形通道，其纵面流道交替收缩和扩大，气液两相通过时产生强烈的湍动。在缩颈段，气速最高，湍动剧烈，从而强化传质。在扩大段，气速减到最小，实现两相的分离。流道收缩、扩大的交替重复，实现了“脉冲”传质过程。
脉冲填料的特点是处理量大，压降小，是真空精馏的理想填料。因其优良的液体分布性能使放大效应减少，故特别适用于大塔径的场合。
四氟填料
聚四氟乙烯阀杆填料是以聚四氟乙烯细粉料为原料，采用全新的工艺加工而成的一种柔软制品。白色，连续绳状，截面呈圆形。它具有高度的柔顺性，极好的填充性、自润滑性、低摩擦系数、耐腐蚀等性能。技术参数：·使用温度 -260～+260 ·使用压力<20MPa ·适用介质除元素氟、熔融碱金属以外的一切化学物质。优点：·装填方便快捷。装填时一般不必拆卸阀门，只需将绳状填料绕在阀杆上，推入填料函，上紧函盖帽，填料即被压成一个密实的整体。·密封性能优异。膨胀聚四氟乙烯独特的微观结构赋予该产品极佳的柔韧性和模塑性，使它能轻易地将填料函内部空隙，甚至阀杆、函体上的所有凹坑和沟槽填密，这也使腐蚀、磨损的旧阀门避免更换或修理。·使用寿命长。因它长期保持的柔软塑性，使泄漏缺口随时被填塞，还因它不被腐蚀，不会老化，可保长期使用。·阀门开闭灵活轻便。因为聚四氟乙烯具有最低的摩擦系数和优异的自润滑性。·不污染管道中的流体。因为它洁白干净，不会因腐蚀老化而脱落，使它特别适用于医药、精细化工、食品等行业。·规格通用性好，减少填料储存量，节约开支。只需备置几种粗细规格的阀杆填料，就能满足大多数阀门之需求。一般选用能用手嵌入的最大号这种填料，但较细的'该种填料，也可用于大规格的阀门中，压紧后，也会塑变成型，得到密实的封填体。
塑性填料
塑性填料是经模具压制成型的填料，使用时不需要像编结填料那样切断后盘成环状，而且是根据轴颈大小制成环形。塑性填料有棉状和积层两种形式。
(1)绵状填料
绵状填料是把纤维、石墨、云母、金属粉（或金属鳞片）、油脂与弹性粘结剂相混合后，模压成环形，再在外层编结一层石棉纱（根据需要也可用金属丝）。还有一种使用方式是将混合物直接放人填料腔，经压盖压紧后直接使用，由于填料没有固定尺寸，填料装填不当容易影响密封性能所以该方法较少使用。可以根据工作条件调节绵状填料中各种混合料的种类和配比，例如高压蒸汽密封加人铜粉、酸性介质密封加人铅粒或铅片、轴有振动时可加添较多的弹性良好的粘结剂等。由于这种填料不含润滑剂，所以高压下其体积变化很小，可用于高速泵类和高压阀门密封。如加人固体润滑剂，则可以保证良好的自润滑性能，且结构致密，有助于提高密封性。另外，绵状填料有塑性流动性，还可以与金属填料组合使用。
(2)积层填料
这种填料是在石棉布或帆布的表面上涂敷橡胶，经叠合或者卷绕后热压硫化成型，还可以内夹橡胶芯等软质填料或嵌人弹簧，几种积层填料的结构。积层填料密封性良好，可用于120℃以下的低压蒸汽、水和氨液，主要用作往复运动的轴封和阀杆的密封，无接口的圈装积层填料还可以用作往复泵活塞环。由于积层填料中所含润滑剂不足，使用过程中需添加润滑剂。
【技术规范】村镇污水处理设施规程
来源： 农村污水
1 总 则
1.0.1 为贯彻落实科学发展观，实现水体污染控制与治理目标，并达到改善农村人居生态环境，提高人民健康水平的要求，制定本规程。
1.0.2 本规程适用于规划设施人口在5000人以下行政村、自然村以及分散农户新建、扩建和改建的生活污水（包括居民厕所、盥洗和厨房排水等）处理设施的设计、施工和验收。不适用于专业养殖户、农产品加工、工业园区及乡镇企业等生产污水处理设施。
1.0.3 村庄污水处理设施建设，除应按本规程执行外，尚应符合国家现行相关标准的规定。
2 术语和符号
2.1术 语
2.1.1村庄village
农村居民生活和生产的未达到建制镇标准的乡村集镇的聚居点。
2.1.2生活污水 domestic wastewater in village
村庄居民在日常活动中排放的污水，包括居民厕所、盥洗和厨房排水等，不包括专业养殖户、农产品加工、工业园区及乡镇企业等生产污水。
厕所污水包括粪便、尿液和冲厕污水。
厨房排水是指在洗菜、烧饭、刷锅和洗碗等过程中排放的污水。
盥洗污水是指在洗澡、洗衣和洗涤等过程中排放的污水，含有洗涤剂。
2.1.3黑水 black water
指居民厕所污水，包括冲厕污水和粪便。
2.1.4灰水 grey water
指居民淋浴及厨余洗涤的综合排水
2.1.5调节池 equalization basin
一种均衡水量和水质的预处理构筑物。
2.1.6常规曝气池 conventional aeration tank
一种活性污泥法处理的基本模式，池内的菌胶团悬浮生长，反应池中须鼓入空气，使溶解氧保持在2mg/L左右。
2.1.7氧化沟oxidationditch
一种活性污泥法处理变形变型，又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的沟渠形而得名，它是活性污泥法的一种变形。
2.1.8淹没式生物滤池biological contact oxidation process
生物膜法的一种，本规程所指好氧式淹没生物滤池是指供微生物生长的填料全部淹没在污水中和采用人工供氧方式的处理池或构筑物；厌氧池是指池内供微生物生长的填料全部淹没在污水中和不采用人工供氧方式的处理池或构筑物。
2.1.9生物滤池bio-filter
生物膜法的一种，又称滴滤池，具有净化效果好、投资省、运行费用低等特点。本规程所指生物滤池为高负荷生物滤池。
2.1.10活性污泥法除氮nitrification-denitrification activatedsludge process
通过硝化-反硝化过程的除氮方法。
2.1.11生态处理 ecological treatment
本规程包括人工湿地、稳定塘、土地处理等人工设计、改造，由填料和植物构成的具有一定净化功能的处理设施。
2.1.12消毒 disinfection
本规程是指液氯、漂白粉、含氯消毒药片和紫外等消毒技术。
2.1.13一体化设备 integrated facilities
一种将不同技术单元集成后处理生活污水的设备。
2.2符 号
V——淹没式生物滤池池的有效容积（m3）;
Q——每人每天污水量（m3/人.d）；
n—— 处理人数；
La——进水BOD5浓度；
M——BOD负荷（BOD5/m3.d）
V1——生物滤池滤料体积，m3；
Le——设计出水污染物浓度；
Nw——生物滤池滤料容积负荷率，kgBOD5(或NH3-N或NO3-N)/（m3.d）
3 基本规定
3.1村庄污水处理设施建设应以批准的当地水污染治理规划、国家有关村庄整治及新农村建设的政策为主要依据，根据各地村庄的具体情况和要求，综合考虑经济发展与环境保护、排放与利用等关系，充分利用现有条件和设施。
3.2生活污水处理根据村庄人口、地形地貌和地质特点、住宅分布等情况，可采用集中处理或分散处理的模式。根据水冲厕所建设和普及情况，按照无水冲厕所、已建水冲厕所、已建水冲厕所实现黑水与灰水分离等情况因地制宜地选择污水处理技术与工艺。
3. 3村庄生活污水处理应结合综合利用。在有条件的村庄生活污水可采用黑水、灰水源分离技术，对黑水和灰水分别进行处理，并应符合排放或综合利用标准。
3..4生活污水的处理程度和方法应根据现行的国家和地方有关排放标准和要求确定。
3.5污水处理应采用适合农村特征的污水单元技术及组合工艺以及其它能达到排放要求并与当地技术经济相适应的污水处理技术。
3. 6村庄生活污水的水质和水量宜以实测为基础分析确定。在无实测资料时，生活污水量可按当地用水定额的60%-90%采用，水质可按现行国家标准《室外排水设计规范》GB50014采用。
3. 7为防止污染地下水，污水处理构筑物的池体应按现行的国家和地方有关标准进行防水、防渗及防腐处理。对已建未进行相应处理的化粪池，在建设污水处理设施时应对化粪池重新进行防水、防渗及防腐处理。
3.8采用生物法处理产生的剩余污泥宜定期处理，达到国家现行有关标准的应进行综合利用。
3.9农村污水处理出水需与人接触或有其它安全需求时，宜采用消毒处理。
3.10单户及多户小型处理设施应定期维护管理，村庄污水处理站需配备专人负责维护管理。
3.11地埋式设备与饮用水井等取水构筑物的距离不得小于30米。
4 处理技术
4.1一般规定
4.1.1村庄污水处理技术可分为生物技术和生态技术，根据当地技术和经济水平宜采用生物滤池、淹没式生物滤池、氧化沟、常规曝气池、活性污泥法除氮、人工湿地、氧化塘、土地处理技术等。
4.2生物技术
4.2.1 淹没式生物滤池
1淹没式生物滤池技术适用于处理规模为单户、多户的中小型污水处理设施及200人以上自然村的污水处理站。
2淹没式生物滤池按照不同污染物的去除功能分为好氧式、厌氧式及兼氧式三种。厌氧式淹没生物滤池，其BOD5去除率应为50%以上；好氧式淹没生物滤池，其BOD5去除率应为65-90%。
3以脱氮为目标的工艺应在好氧式淹没生物滤池的基础上加入兼氧池，出水总氮含量应为20mg/L 以下。
4 淹没式生物滤池有效容积宜按下列公式计算：
V= Q*n*（La-20）/M （4.2.1-1）
式中：
V——淹没式生物滤池的有效容积（m3）;
Q——每人每天污水量（m3/人.d）；
n—— 人数；
La——进水BOD5浓度；
M——BOD负荷（gBOD5/m3.d）,宜按照表 4.2.1计算：
表4.2.1 淹没式生物滤池BOD5负荷参数
|
处理对象人数n |
1≤n≤50 |
50<n≤200 |
n>200 |
|
好氧式（1） |
180 |
225 |
1500 |
|
好氧式（2） |
120 |
140 |
1500 |
|
厌氧式（1） |
120 |
240 |
2500 |
|
兼氧式（2） |
80 |
140 |
1500 |
注：好氧式淹没生物滤池（1）和厌氧式淹没生物滤池（1）为去除COD和BOD功能的处理方法，有脱氮需求时将好氧式（2）与兼氧式（2）联合使用，反应池依顺序为与兼氧式（2）、好氧式（2），并设置污水回流装置。
5好氧式淹没生物滤池（1）的曝气时间为1.5-3h。池中的溶解氧含量维持在2.0-3.5mg/L。处理对象超过30人，分格数不少于2，并按同时工作设计。
6处理对象超过40人的情况下，有效水深大于1.5米。
7生物填料长期接触污水须满足以下要求：
1）填料应采用适于长期浸入污水环境的弹性填料、软性填料;
2) 填充率大于55%;
3）填料分层装填，一般不超过3m；
4）在好氧式淹没生物滤池中应与底部保持合适的距离。
8冬季水温低于4℃时，应采用地埋式构筑物或采用其它保温设施。
9池体可参照上述参数采用钢筋混凝土进行设计施工，也可直接选用一体化处理设备。
10淹没式生物滤池需配备人员维护管理。
4.2.2生物滤池
1生物滤池适用于处理规模在200人以上的自然村或中小型聚居点的污水处理；对于可用地面积少，地形坡度大和进水水质、水量波动大的污水处理站有较好的适用性；能够应用于不同气温和海拔高度的村庄。
2村庄污水处理宜选用高负荷生物滤池，按照不同污染物的去除功能可分为碳氧化曝气生物滤池，硝化曝气生物滤池和反硝化曝气生物滤池。按照水流在生物滤池中穿行的方向可分为上向流、下向流、侧向流或折流式。侧向流和折流式曝气生物滤池是为了延长或避免滤池反冲洗而开发出的新型曝气生物滤池工艺形式。碳氧化、硝化和反硝化可在单级曝气生物滤池内完成，也可在多级曝气生物滤池内完成。
3碳氧化曝气生物滤池对BOD5去除率为75-90%。硝化曝气生物滤池NH3-N去除率可大于80% ，反硝化曝气生物滤池系统TN去处理可大于60％；生物滤池出水SS应小于20mg/L。
4生物滤池前应设置沉沙池、初沉池、水解调节池或隔油池等预处理设施，其进水悬浮固体浓度不宜大于60mg/L。
5生物滤池可采用模块化或标准化设计，其池形可采用圆柱形或方柱形，水池之间宜采用管道连接。
6生物滤池填料一般选用陶粒滤料或轻质多孔填料，陶粒滤料粒径宜为2～8mm，轻质多孔填料粒径宜控制在25mm以下。滤料填装高度宜为1.5m～3m。轻质多孔填料适宜在下向流或侧向流曝气生物滤池中采用，可以大大延长滤池反冲洗周期或避免采用反冲洗系统。
.7生物滤池所需滤料体积按下列公式计算
V1= Q·n·（La-Le）/（1000·Nw） （4.2.2-1）
式中：
V1——曝气生物滤池滤料体积，m3；
Q——每人每天污水,m3/(人·d)；
n——服务人口数；
La——设计进水污染物浓度；
Le——设计出水污染物浓度；
Nw——滤料容积负荷率，kgBOD5(或NH3-N或NO3-N)/（m3.d）,其取值宜参考表4.2.2。
表4.2.2生物滤池滤料区容积负荷率
|
曝气生物滤池类别 |
滤料区容积负荷率Nw |
|
除碳曝气生物滤池[kgBOD5/（m3.d）] |
3-6 |
|
硝化曝气生物滤池[kgNH3-N/（m3.d）] |
0.3-0.8 |
|
反硝化曝气生物滤池[kgNO3-N/（m3.d）] |
0.8-4.0 |
|
出水回用曝气生物滤池[kgBOD5/（m3.d）] |
0.5-2 |
注：在低温或高海拔地区采用可适当降低上述表中的容积负荷。
8生物滤池宜设置反冲洗供气和曝气充氧系统，针对农村的经济和技术特征,可采用穿孔管布气，曝气管可设在承托层或滤料层中。过滤层底部设有支撑板，支撑板必须有一定的空隙率，空隙的总面积不得低于总表面积的20%；为保证自然通风效果，支撑板与滤池底部应保持0.3m~0.4m的距离，而且周围需开有通风孔，其有效面积不小于滤池表面积的5%~8%。为防止风力对滤池表面均匀布水的影响，池壁应高出滤料表面0.5m。
9 布水装置采用旋转布水器。
10运用时，可参照上述参数进行设计施工，也可直接选用一体化曝气生物滤池污水处理设备。
11曝气生物滤池需配备人员维护管理。
4.2.3氧化沟
1 集中行政村和集中自然村落的污水可采用氧化沟工艺处理，服务人口在100人以上。
2 氧化沟工艺处理农村污水的出水水质可参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的二级标准。
3 农村污水处理宜选用passveer氧化沟和一体化氧化沟技术。
4 冬季温度在零度以下的寒冷地区，需要地埋保暖措施或建设于室内。
5 氧化沟沟渠的平面形状可以采用圆形沟道、椭圆形沟道、直沟道或其组合；沟道横断面可采用矩形、梯形或椭圆形。
6 氧化沟沟渠断面的宽度，取值一般为1m~6m。氧化沟断面的深度，其具体取值需结合曝气设备的性能参数。采用单独横轴曝气装置，取值一般为2.0m~3.5m；采用竖轴式表面曝气机，水深可达4m~4.5m。
7 氧化沟边壁宜采用钢筋混凝土结构，土建施工应重点控制池体的抗浮处理、地基处理、池体抗渗处理，满足设备安装对土建施工的要求。为了节省投资，可以考虑采用粘土夯实并铺设防水层,亦可以采用钢结构和玻璃钢结构现场安装或定制。
8 氧化沟机械曝气设备除具有良好的充氧性能外，还具有混合和推流作用，设备选型时要注意充氧和混合推流之间的协调。适合农村的曝气设备宜采用转刷曝气机和转盘曝气机。
9转刷曝气机转刷的技术参数可参照《曝气转刷认定技术条件》（HCRJ 034-1998）。在有条件的地区，也可采取自行加工转刷节约成本。
10 氧化沟的参数宜根据实验资料确定，在无实验资料时，可参照类似工程选择，或参考以下参数：
污水停留时间：6h~30h；
污泥停留时间：10d~30d；
沟内流速：0.25m/s~0.35m/s；
沟内污泥浓度：1500mg/L~5000mg/L；
氧化沟工艺二沉池的表面负荷0.6-1.0m3/m2.h，一体化氧化沟固液分离器表面负荷1.0m3/m2.h左右。
11氧化沟工艺配有电机和泵等设施以及需要剩余污泥的处置，需配备人员维护管理。
4.2.4常规曝气池
1常规曝气池适用处理规模在500人以上的自然村的污水处理站。
2 污水经收集管网进入活性污泥处理单元处理前应进行预沉淀处理，并应设置初级沉淀池。具体设计参数可参考《给水排水设计手册》（第二版）。
3普通曝气池BOD5去除率为85%-90%以上.
4曝气污泥池的溶解氧含量应保持在2mg/L以上。
4.2.5活性污泥法除氮
1）适用于有脱氮要求的污水处理站，处理规模在500人以上。
2）宜采用综合脱硝硝化系统，即缺氧、好氧分段循环法（或称A/O法）。
3）硝化池的池型采用推流式普通曝气。保证曝气时间在6-8小时以上，泥龄30d以上。
4.3生态技术
4.3.1经过环境评价和技术经济比较，在有条件的地区，可采用生态处理技术。
4.3.2生态处理技术包括人工湿地技术、土地处理技术、稳定塘处理技术等。参照《镇（乡）村排水工程技术规程》CJJ124-2008。
4.3.3采用生态技术处理时，污水进入生态系统前，除应经过化粪池或沼气池预处理外，宜经过厌氧处理，以降低生态系统的负荷。生态处理技术应与村庄整治、美化环境相结合，作为水资源利用与生物处理后续处理工艺应用。
4.3.4针对农村的经济和地理特征，根据村庄有可利用土地的情况，生态处理技术适用于100人以下的规模，用于脱氮除磷深度处理的生态技术规模可根据负荷确定。除磷的生态技术宜采用当地吸附介质。
4.3.5土地处理技术和人工湿地的技在有条件的地区，水力停留时间宜取中偏上的设计值，面积负荷取中偏下的设计值。
4.3.6采用生态技术必须进行维护管理。
4.4消毒技术
4.4.1适宜用于农村的消毒技术有液氯、漂白粉、含氯消毒药片和紫外消毒等。各种消毒技术需根据其特性正确选择使用。
4.4.2消毒设施和有关建筑物的设计，应符合现行国家标准《室外给水设计规范》GB 50013的有关规定。
4.4.3各种消毒剂的剂量宜根据实验资料确定。对农村生活污水，当无实测资料时，可参用下列数值：
1）生物技术处理后的加氯量采用5～l0 mg/L。
2）采用紫外消毒时，紫外线消毒有效剂量不应低15mJ/cm2。
5 小型污水处理设施
5.1一般规定
5.1.1污水不便于统一收集的村庄，经过环境评价和技术经济比较后，可采用单户或多户收集处理。100人以下规模可采用小型处理设施，小型处理设施可用淹没式生物滤池为主体一体化设备或人工湿地。
5.1.2根据排水要求，当小型污水处理设施采用淹没式生物滤池技术时，出水可采用人工湿地、稳定塘和土地处理等技术及组合进一步处理。
5.1.3小型设施供电可按三级负荷等级设计。
5.1.4地埋式设施的池壁、池底等必须采用具有防水、防腐功能的材质并进行防渗漏处理，还需达到土压、水压、自重及其它负重的安全构造。
5.1.5易产生恶臭的部分应密闭。
5.2 小型设施
5.2.1污水进入淹没式生物滤池单元处理前应进行预沉淀处理，可采用已建成化粪池或沼气池作为沉淀处理单元。没有已建成化粪池或沼气池的预处理设施应在一体化设施内设置调节池。已建成化粪池或沼气池的应进行防水、防渗功能检查，达不到相应要求的，须进行改造。
5.2.2调节池容积按表5.2.3设计，半年清淘一次。调节池的构造还应符合下列要求：
1 调节池的有效深度不宜小于1.2m；处理对象超过20人的情况，有效深度宜大于1.5m。
2双格调节池第一格的容积宜为总容积的75%。
3 调节池进水口宜设置在有效水深距水面1/3-1/4位置，各格出水口宜设置在下端1/3处。
4 调节池顶板上应设人孔和盖板。
5.2.3一体化设施内淹没式生物滤池池后应设置沉淀池，当无实测数据时，沉淀池容积参见表5.2.3。沉淀池的构造还应符合下列要求：
1 当污水为自流进入时，应按每天的最大流量计算。
2 沉淀池的个数或分格数应不少于2个。
3沉淀池的有效水深应大于1米，污泥斗的斜壁与水平面的倾角应大于60º。
4 沉淀池出口应设有防止上浮物流出装置。
表5.2.3小型设施调节池与沉淀池容积
|
处理对象人数n |
n≤ 10 |
10<n≤50 |
50<n≤100 |
|
调节池(m3) |
2.5 |
2.5+0.25(n-10) |
12.5+0.13（n-50） |
|
沉淀池(m3) |
0.3 |
0.3+0.04(n-10) |
1.9+0.02（n-50） |
5.2.4一体化处理设施的处理模式及工艺流程可根据去除目标的不同采取以下几种模式，排水有消毒需求时应设消毒池或使用氯消毒药片。
1去除COD模式1：设施构造依序为调节池，好氧淹没生物滤池、沉淀池。淹没式生物滤池参考5.2.1好氧淹没生物滤池1内容。
2去除COD模式2: 设施构造依序为调节池，厌氧淹没生物滤池、沉淀池。厌氧淹没生物滤池参考5.2.1厌氧淹没生物滤池1内容。设备出水应接入人工湿地等生态处理系统进行深度处理。
3总氮去除模式3：设施构造依序为调节池、厌氧淹没生物滤池、好氧淹没生物滤池、沉淀池。分别参考5.2.1好氧淹没生物滤池（2）厌氧淹没生物滤池2内容。
4采用源分离技术后的灰水， 可采用小型人工湿地进行处理后排放或综合利用。
5.2.5、在有条件的地方，可采用生态处理技术，其模式如下：
其中，生物预处理单元技术可采用厌氧技术或其它技术；生态处理单元技术宜采用人工湿地、土地处理、塘系统或其它技术。
6 集中村污水处理站
6.1 一般规定
6.1.1当农户集中居住，污水便于统一收集时，经环境影响评价和技术经济比较后，宜采用集中处理模式，统一修建污水处理站，污水处理站可采用一体化设备或工程构筑物。
6.1.2污水进入污水站前应进行预沉淀处理，可采用已建成化粪池或沼气池作为预处理单元。化粪池或沼气池的应进行防水、防渗功能检查，达不到相应要求的，须进行改造。污水未经过化粪池或沼气池前处理，应在污水站增加厌氧和除渣前处理。
6.1.3污水处理站污水收集在有条件的地方宜采用分质收集和处置，集中处理后的污水达到国家现行有关标准的宜进行综合利用。
6.1.4农村污水处理站工艺应根据当地的排放要求和技术经济条件，选取适宜的技术组合。
6.1.5农村污水处理站宜设置消毒单元。
6.1.6处理规模在200人以下的，主体工艺宜采用淹没式生物滤池等主体工艺，处理规模在200人以上的宜采用常规曝气池、氧化沟活性污泥法、淹没式生物滤池等主体工艺。
6.1.7污水站位置的选择，应符合国家的有关规定。
6.1.8污水站供电可按三级负荷等级设计，重要地区的污水处理站宜按二级负荷等级设计。
6.1.6为保证污水站正常运行，水泵和风机等设备宜采用一用一备。
6.2主要针对COD去除的污水处理站
6.2.1针对以COD为主要去除目的的污水处理站，宜采用以下处理模式的设备或工程。
1、以生物技术为主体的污水处理站
其中，生物处理单元技术宜采用淹没式生物滤池、活性污泥法、氧化沟等技术。为保证处理效果，宜好氧处理，好氧池溶解氧保持在2.0mg/L以上。
2、以生态技术为主体的污水站
在有条件的地方，可采用生态处理技术。
其中，生物预处理单元技术可采用厌氧技术或其它技术；生态处理单元技术宜采用人工湿地、土地处理、塘系统或其它技术。
6.3针对脱氮的污水处理站
6.3.1针对有TN去除要求的污水处理站，污水处理工艺中需包括厌氧（缺氧）单元和好氧单元，以及提供硝化液的回流，如以下模式：
其中，生物处理单元技术宜采用淹没式生物滤池法、活性污泥法、氧化沟法或其它技术。硝化液回流比宜在200%以上。
6.4 针对脱氮除磷的污水处理
6.4.1针对有脱氮除磷去除要求的污水处理站，可采用化学除磷或生态除磷技术，在有条件的地区宜采用生态除磷模式：
其中，生物处理单元技术宜采用淹没式生物滤池法、活性污泥法、氧化沟活性污泥法或其它技术。
生态除磷单元宜采用土地处理技术，人工湿地技术等，利用其中的介质和植物除磷。
7 施工与质量验收
7.1 一般规定
7.1.1施工前，工程设计单位应首先确定适合当地的技术方案，编制施工方案，明确施工质量负责人和施工安全负责人，经批准后方可实施。
7.1.2施工中，应做好地埋工程的防水、防渗及防腐工程的质量验收。
7.1.3管道工程施工与质量验收应参考镇（乡）村排水工程技术规程CJJ124-2008及其它相关规定。
7.1.4污水处理构筑物的施工与验收应符合现行国家标准《给水排水构筑物施工及验收规范》GB141的有关规定。
7.1.5污水处理工程竣工验收后，建设单位应将有关设计、施工和验收文件归档。
7.1.6工程竣工验收后，工程设计单位应向运行管理单位提供运行维护详细说明书。
7.2 施工
7.2.1集中村污水处理站的地面构筑物的施工应符合国家及地方相关标准的规定。
7.2.2一体化小型设施的施工时应满足以下规定：
1根据所要安装一体化小型设备的体积，开挖适当体积的矩形坑（应比所要安装的设施的外形尺寸大20%~30%）。如果安装地的土质强度不够，需加筑围墙或支柱。如果安装地地下水位较高，则需考虑进行排水。
2利用人工或者合适的吊装设备将一体化设备安装到预定的位置，并检查其是否水平。向设备内里注满水，以防止回埋时由于土压可能造成的变形或损坏。
3设备回埋后的土壤上面打造一层钢筋结构的水泥板，用来保持运行操作和检查的空间，防止雨水的渗入，以及防止设备的浮起。
4排水管不能形成逆向梯度，避免外部河水从排放口往净化槽内倒流。
5安装鼓风机，水泵等附属设备。鼓风机一般安装在室外符合室外噪音规定及用电安全的地方。
7.3 质量验收
7.3.1集中村污水处理站的地面构筑物的质量验收应符合相关规定。
7.3.2一体化设备竣工验收时，应核实竣工验收资料，检查设备各个部分以及附属设备的运行情况，同时检查设备是否水平，有无漏水，以及水的流动是否正常等，并填写竣工验收鉴定书。
7.3.3池体满水试验及验收程序参考镇（乡）村排水工程技术规程CJJ124-2008。
7.3.4竣工验收后，相关设计、施工、质量验收文件及运行维护手册交与运行维护单位。
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待，对于要求严格程度不同的用词说明如下：
（1）表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；
（2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
（3）表示允许稍有选择，在条件允许时首先应这样做的：
正面词采用“宜”或“可”，反面词采用“不宜”；
（4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用“可”。
2 条文中指明必须按其它有关标准执行的写法为“应按……执行”或“应符合……的规定”。
引用标准名录
1 《村庄整治技术规范》GB50445-2008
2 《室外排水设计规范》GB50014
3 《镇（乡）村排水工程技术规程》 CJJ124-2008
4 《氧化沟设计规程》CRCS112：2000
微信号：CNWW1985
投稿咨询：022-27835707
广告咨询：022-27835639
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