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一、實驗目的
生物轉盤是一種利用生物膜凈化污水的設備。是一種凈化效果好，能源消耗低的生物處理技術。通常生物轉盤處理系統中除生物轉盤外，還需要包括初次沉淀池和二次沉淀池。本裝置只有生物轉盤，不包括分離脫落生物膜的二次沉淀池，主要組成部分有轉動軸、轉盤、廢水處理槽、曝氣管和空壓機。本裝置即是氣動生物轉盤內部構造的演示裝置，又是氣動生物轉盤法處理污水的實驗裝置。通過實驗，希望達到以下目的：
1.通過對有機玻璃裝置直接地觀察，加深對其構造的認識，弄懂各部分的名稱和功能；
2.通過裝置的動態運行，掌握生物轉盤法處理污水的技術，理解該法的特征。
二、實驗原理
生物轉盤也是利用生物膜凈化污水的一種設備，20世紀60年代在德國首先應用。
生物轉盤的凈水機理主要依據于污水生物膜法處理的有關理論。生物轉盤在氣動轉動裝置的驅動下，在接觸反應槽中以較低的線速度轉動，利用盤片上的附著的生物膜外所吸附水層，不斷的吸收氧，使水膜中的氧處于過飽和狀態，并將其傳遞到生物膜和污水中；而污水中的有機物則通過吸附水層傳遞給生物膜上的微生物，并被其代謝所降解。代謝產物中的液體，如H2O，則通過吸附水層進入水體排走，氣體，如CO2等，則透過吸附水層進入空氣。同樣隨著膜增長和增厚，使生物膜不斷“老化”，在盤片隨軸轉動與曝氣的攪動作用下，老化膜脫落，生物膜得到更新。
生物轉盤的構造見示意圖。由電動機和減速機帶動轉動軸，在水平軸上安裝一系列圓形盤片稱為轉盤。當生物轉盤開始運轉時，應先培養生物膜。當運轉一個星期在整個盤面上形成一層生物膜。
由于轉盤的旋轉，盤面時而在水中，時而暴露在空氣中。當盤面淹沒在污水中，水中有機物被生物膜吸附；當轉盤夾帶著污水薄膜離開水面，使附著水膜曝露在空氣中，并形成水滴沿盤而下，從空氣中溶解了氧氣。盤表面上生物膜中的微生物從污水中吸附有機物作為養料，從空氣中獲得氧氣，從而為微生物創造了繁殖的良好的環境，使處理槽中污水有機物逐漸降低。

1、生物轉盤的構造組成
（1）盤體一般是由塑料制成的，盤片間距通常為15~30mm。
（2）曝氣生物轉盤的接觸反應槽通常為淹沒式，底部設有排泥、放空管，兩側設有進出水管。
（3）轉動軸是支承盤片并帶動其旋轉的重要部件，軸兩端要裝于固定的氧化槽兩端的支座上，轉軸通常采用實心鋼軸或無縫鋼管，轉動軸不能太長，否則往往由于同心度加工不良，容易扭曲變形，發生磨斷或斷扭。
（4）生物轉盤的驅動裝置主要包括動力設備、減速設備等。動力設備主要有機械傳動、空氣傳動及水力傳動的等。轉盤的轉動速度是重要的運行參數，必須適宜，一般轉盤的轉速以0.8~3.0r/min，邊緣的線速度以15~18m/min為宜。
2、生物轉盤在工藝上的特征
（1）應用面上，適合于生活污水和多種工業廢水的處理
（2）處理水凈化程度高，出水清澈。如：四級生物轉盤對生活污水處理，處理水BOD去除率可以達95%以上。
（3）維護管理簡單，動力費用低，噪聲低，無盤面堵塞現象。
（4）相對于生物濾池衛生條件好，無惡臭及蒼蠅。
（5）運行比較靈活，可以通過調節轉盤轉速來調節污水與微生物的接觸時間及曝氣強度。
（6）運行穩定，耐沖擊負荷能力強。BOD值在1000mg/L以上的超高濃度有機廢水及10mg/L以下的超低濃度有機污水均可處理。
（7）生物膜的培養快，成熟時間短，通常7~10d內即可完成。
（8）產泥量少，約為活性污泥處理系統的1/2，污泥沉淀性能好，易于泥水分離。
（9）容易受低溫條件影響。
（10）不適宜處理含有毒揮發性氣體的工業廢水。
三、實驗設備及儀器
1、處理水量：10~20L/H；
2、轉盤結構為：一軸三級；
3、水力停留時間：2小時；
4、圓盤直徑φ240㎜，共39片；
5、電機轉速：0~33轉；
6、總體尺寸：長×寬×高=1300mm×400mm×800mm

	進水	出水
BOD5	300～600mg/L	30～60mg/L
COD	500～1000mg/L	50～100mg/L
SS	100～300mg/L	30～40mg/L
pH	6～9	6-9

裝置包括生物轉盤的全部組成，
1、豎流沉淀池本體包括池體、進水管、中心導流筒、擋板、出水槽、出水管、排泥管、放空管等；外形尺寸：直徑×高=Ф300mm×480mm.
2、電動生物轉盤本體包括廢水處理槽、電動機和減速裝置、轉動軸和轉盤、固定臺架等；外形尺寸：直徑×長度=φ300㎜×600㎜
配套實驗裝置有：（1）污水配水箱1個，
（2）污水進水泵1臺，
（3）轉動軸和轉盤1套，
（4）減速電機1臺，
（5）可控硅調速器1臺，
（6）進水流量計1個，
（7）實驗臺架1套，
（8）金屬電控箱1只
（9）電壓表1只(0-250V)
（10）漏電保護開關1套
（11）按鈕開關2只
（12）電源線
（13）連接管道、閥門及電器開關插座等1套
四、實驗試劑（用戶自備）
1、測COD所需藥品
2、水樣（生活污水或自行配制水樣）
五、實驗操作步驟
1、掛膜和馴化
生物膜的培養最好采用接種培養法，即將運行良好的污水處理廠曝氣池內活性污泥與水樣混合后注入接觸反應槽內，運轉生物轉盤，一天更換1~2次原水。由于原水中含有足夠的營養物質和微生物，一般情況下在7d左右，在生物轉盤盤片上就會形成生物膜，待生物膜上的細菌及微型動物所組成的生態系統達到平衡，且有了一定降解有機物的能力后便可投入實驗。先將配置好的水樣注入水箱，開啟水泵及空壓機，調整轉子流量計以給定適當的流量及氣量，使生物轉盤開始運轉。
2、測出轉盤轉速對COD去除的影響
生物轉盤反應器的轉盤轉速是個重要的操作參數，轉數增加有利于提高生物膜固液界面的傳質速率，也有利于提高液相的溶解氧濃度，但剪切力的增加加劇了生物膜的剝落。通過實驗不同轉速條件下COD的去除情況，確定最佳轉盤轉速。
3、測出停留時間對COD去除的影響
在最佳轉盤轉速下，分別測定停留時間為1h、5h、10h、15h、20h、40h下出水COD,確定最佳停留時間。進而確定對生活污水的COD去除率。
4、分別測定進、出水的COD值，以及水溫、pH值，將數據記入表1。
表1生物轉盤實驗數據

進水水溫（℃）	進水pH值	進水COD值（mg/L）	出水COD值（mg/L）

六、實驗數據及結果整理
1、計算實驗中生物轉盤對COD的去除率

式中S₀——進水COD值（mg/L）
S_e——出水COD值（mg/L）
2、繪制COD去除率與轉盤轉速的關系曲線，確定最佳轉盤轉速
3、繪制COD去除率與停留時間的關系曲線，確定最佳停留時間
4、確定達預期效果時COD面積負荷率N_A，水力負荷率Nq

式中Q——原污水流量，m³/d
S₀——原污水COD值，g/m³
A——轉盤盤片全部外表面積，m²
5、描述三級轉盤上微生物的鏡檢結果。
七、注意事項
1、轉盤轉速要保持穩定，應設穩壓裝置
2、轉盤轉速不易過快，否則容易導致生物膜的脫落。
八、思考題
1、分析生物轉盤凈化水體的機理
2、簡述生物轉盤構造及運行特點
3、實驗裝置中曝氣的作用是什么？并分析以此種方式運行的生物轉盤有特點？
4、分析生物轉盤轉速是否越大越好？
5、影響生物轉盤處理效率的因素有哪些？
6、生物轉盤再水處理當中與其他活性污泥方法相比有何優點？