TDS-Biodisc-三维结构生物转盘工艺介绍-乡镇生活污水处理应用

一、综述

生物转盘是我国《给水排水设计手册》推荐的污水处理装置，是一种润壁式旋转式处理设备，借助于旋转浸入污水中的多组盘片供微生物附着生长，形成生物相丰富的生物膜，将污水有机物降解处理。是生物膜法污水处理方法之一，生物膜是依靠附着于固体表面介质上而生长繁殖的微生物群落，附着于固体介质表面上的微生物对水质水量的变化有较强的适应性，同时有利于微生物形成稳定的生态系统，栖息微生物的种类较多，处理效率高，降解产物污泥量少。

TDS三维结构生物转盘（TDS-Biodisc）是在攻克了传统生物转盘诸多弊端，由NPO法人APEX和日本积水化学共同研发的新型生物转盘，是目前运行稳定、处理效率高、能耗低、应用成熟的中小规模污水处理工艺装置，在国外污水处理中得到广泛应用，有数千个应用案例。

TDS三维结构生物转盘特点：

盘片：采用改性PP材质，具有卓越的耐腐蚀性，耐老化性、耐药品性和耐冲击性，通水性良好的内部构造，为无框架结构，具有良好的生物膜附着力以及脱膜稳定性，不需人工添加菌种。结构独特、布水均匀，无短流区、死水区。盘片复氧能力得到大幅提升。

转轴：特制方形钢轴，无焊接结构，拥有卓越的结构强度、刚度、耐腐蚀性，配合高性能传动设计，实现整个生物转盘装置的高效、稳定、长期运行。

效率：通过三维结构设计，在使得盘片面积增大的同时，处理效率得到进一步的提高，以II型为例：单台生物转盘的盘片表面积高达1240平方米，BOD负荷高达60Kg/台·天。

二、TDS三维结构生物转盘的工作原理

盘片浸入废水中时，盘片上的生物膜对废水中的有机物进行吸附，当其露出水面时，空气中的氧就溶入盘片界面的水层中；盘片上生物膜也经历生长、增厚、老化、脱落的过程，脱落原因是水对盘面的剪切作用，脱落的生物膜转入污泥进入二沉池中。

三、TDS三维结构生物转盘的处理特点

1、转盘上微生物量大，达5mg/cm²，折算成活性污泥混合液浓度（MLVSS）为40000～60000mg/L；

2、BOD负荷高达6～60g/m²﹒d(三维结构)；

3、由于微生物浓度高，F/M值低，约为0.05～0.1左右，微生物基本处于内源呼吸，形成污泥量少，约为活性污泥法的1/3;

4、耐冲击负荷适应力强（BOD范围为：10～10000mg/L，三维结构），污水温度8～24℃（环境温度低于-25.1℃应用案例）;

5、工作可靠，不易堵塞，无污泥膨胀，氧利用率高。

四、TDS三维结构生物转盘的优点及实际应用中应注意的问题

优点：

1、占地面积小：同等规模（3000吨/日规模以下统计）与湿地、快渗等工艺相比约为三分之一；

2、运营成本低：以II型为例，单台生物转盘能耗仅为0.75KW，处理能力100～200吨/天，约为0.1~0.2度电/吨污水；

3、剩余污泥易于处理：一方面，该工艺污泥产泥量约为传统工艺的1/3，一般生活污水产泥系数可低0.1以下；另外，该污泥为束状沉淀，活性较低，易于实现沉淀和调质，条件允许的话，在乡镇地区可用于堆肥，循环利用；

4、抗冲击能力强：运营管理水平影响小，水质变化适应范围极大（一定浓度的变化，系统有自适应的能力，无需工艺调整），可长期保证处理效果；

5、环境友好：封闭式设计，噪音低，无曝气装置，对周边环境影响很小，在国外广泛在比邻社区、村镇地区运行；

6、维护要求低：无需专业维护，无易损件，活动部件均能满足长期稳定运行的要求；

7、装置化、模块化：便于容量调整或老厂改造，可根据建设需要及运行负荷，适度调整，灵活配置；

8、可实现分散化污水处理：结合生物转盘的工艺特点，可实现分散设计，组合式方案，满足不同地区的处理要求和管网特点，减少管网投资；

9、易于实现区域化自控监管：自控设计简单，运行中人为干扰因素少，同时，结合其运行稳定的优势，非常适合区域化的运营管理；

10、设备运行可靠：30年设计寿命，可保证10年以上的稳定运行。

应注意的问题：

1、水量的突变将会对生物膜造成较大的冲击和影响，导致脱膜；

2、生物转盘应有备用电源，系统停止运行后，生物膜最多维持24小时；

3、生物转盘传动机构每3～6个月需补充润滑剂；

4、生物转盘对总氮降解有一定的能力，约为20%，但在脱氮要求较高时，需考虑回流和厌氧；

5、对总磷要求高的地区，需增加化学除磷；

五、灵活的布置形式：

六、运行成本

（1）电耗

综合考虑一般提升条件及排放水体高程，设备覆膜厚度为市政污水条件下。

（2）药耗

七、技术分析

1.生物转盘工艺应用技术汇总表

2.常见工艺对比分析

在我国村镇污水处理建设中，常用的工艺有：生物滤池、快渗、人工湿地、MBR以及接触流化床。这几种工艺基本满足了乡镇污水处理项目工艺成熟、设计简单、施工方便和建设周期短的的要求。各设计院也将这几种工艺作为中小规模生活污水处理工艺的教本工艺。随着村镇污水处理建设项目的不断立项，针对中小规模乡镇污水处理工艺的研究、应用也不断发展，集约化、装置化、复合化工艺是当前小规模村镇污水处理工艺的主要发展方向。现阶段我国在村镇污水处理工艺基本上还是参照早期城市的污水处理工艺，未考虑农村地区的特点，很容易出现因运行费用高、管理复杂而造成“建的起、用不起、管不好”的不良后果。我们就四川、重庆地区常见的生物滤池、快渗、人工湿地工艺做简单的分析，并与我公司引进日本积水化学生物转盘应用工艺进行简单的对比和说明。

工艺介绍

•生物滤池

生物滤池分普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池。在中小规模乡镇污水处理中，常见普通生物滤池和高负荷生物滤池，塔式生物滤池由于对运营操作要求非常苛刻，多应用于工业废水处理中。

无论是普通生物滤池还是高负荷生物滤池，基本结构类似，均由池体、滤料、布水装置、排水系统组成，BOD₅去除率75%~95%，一般生活污水的水力负荷1~3m³/(㎡·d)（普通生物滤池） 10~30m³/(㎡·d)（高负荷生物滤池）

现在多通过强制曝气，采用水体淹没过滤料方式的生物接触氧化池（淹没式生物滤池），提高供氧能力，兼具活性污泥法，具有容积负荷高（1000~1500m³/(㎡·d) ）、停留时间短的特点。但由于水力负荷的增加，BOD₅一般要求＜100mg/L，容易引起滤料堵塞，运行能耗高。

•快渗

一般称为人工快渗（CRI），是一种借鉴了给水处理工艺的污水处理手段，采用渗透性能良好的天然介质作为主要渗滤材料代替天然土层。采用人工填充的天然河砂（天然河砂选用一定的颗粒级配），并掺入一定量的特殊填料，以保证既有较高的水力负荷，又能满足出水的处理目标，水力负荷1~3m³/(㎡·d)。采用干湿交替的运转方式，即在各渗池里淹水和落干相互交替。可采用自动控制和人工管理相结合的方式，并定期进行翻耕。

净化机理包括过滤、生物膜作用以及吸附三个过程。常作为出水稳定处理工艺，但近年来，由于其工艺简单、建设期短、投资低，在中小规模乡镇污水处理中得到广泛应用。

做为土地处理方式，占地面积大，二次污染以及环境不友好是其主要弊端。

•人工湿地

也叫构建湿地、构筑湿地，是在长期应用天然湿地净化功能基础上逐步发展起来的一种处理手段。近几年，在受污染水体的修复、和废水污染控制等方面得到长足发展，其利用湿地生态系统中物理、化学、生物的三重协同作用，通过过滤、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污水净化。

一般认为湿地中的植物根系周围的微环境保持较高的溶解氧，并依次形成好养、缺氧和厌氧环境，保证废水中氮磷不仅被植物及微生物吸收，同时，通过硝化、反硝化作用对磷的过量积累作用从废水中去除，最后通过湿地基质的定期更换或栽种植物的收割而最终实现污染物的分离。

人工湿地建设由于隔水层的设置以及水利负荷低的原因，施工复杂、土建工程量大，同时，运行初期“黑箱效应”以及中期湿地堵塞，脱氮能力低是人工湿地的主要弊病。同时，它也属于土地处理方式，占地、二次污染以及环境不友好同样是其主要弊端。

•生物转盘

微生物群体聚居在生物膜上，而生物膜附着生长在生物转盘的盘片上。在运行时，好氧生物转盘盘片上的生物膜交替处于好氧或缺/厌氧状态。在污水被净化的过程中，盘片上生物膜不断增长，老化生物膜靠圆盘旋转产生的空气和水流的剪切力脱落。

适用范围广，在BOD₅10~10000mg/L范围内，都能得到较好的处理效果。BOD_5去除率＞90%以上，维护管理简单，动力消耗低，卫生条件好，污泥产量低，沉淀性能好，易于分离脱水。但容易受低温影响，对含有易挥发性有毒物质的工业废水，因会散发出有毒气体，不宜采用生物转盘。

一般条件下，按BOD_5去除率=90%计算，面积负荷可达25g（BOD₅ ）/（㎡·d），产泥量一般0.3~0.5Kg/Kg BOD₅。

对比分析

在中小规模的应用中，乡镇污水的规模跨度很大，但综合来看，1000吨/日的乡镇污水处理规模较为常见，且具有一定的代表性，因此，我们就以去、1000吨/日规模作为这几种工艺对比分析的参照规模。

初期投资

运行管理

中期投资（以10年计算）

总的来说，以人工湿地、人工快渗为代表的土地净化工艺，具有初期投资省的优势，但从长期运行来看，土地成本以及运行中的维护费用是很高的，并不比专门的工艺具有成本优势。同时，我们知道，如果结合土地增值、环境影响以及选址对管网影响因素，人工湿地以及人工快渗具有相当的局限性，这也和四川、重庆、贵州以及沿海城市限制使用无动力/低动力污水处理工艺的发展趋势相吻合。

在最近的几个项目中，我们可以清楚的看到TDS三维结构生物转盘与其他工艺对比以及工程效果的优势。

八、结束语

TDS型三维结构生物转盘在目前乡镇污水处理中具有装置化、占地面积小、处理效率高、处理效果稳定、运营维护简单、运行成本低；采用生物转盘工艺可灵活利用当地地形地势，大大减少占地成本和管网成本。同等规模污水项目总投资具有一定优势，我公司希望该工艺能在我国的中小规模乡镇污水处理中发挥重要作用，得到广泛使用。总的来说，TDS三维结构生物转盘工艺在中小乡镇级污水处理项目中，有广阔的应用前景和市场潜力。

联系电话：18908317831 郭洪君

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