环境工程学课件学习教案.pptx
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1、会计学1环境环境(hunjng)工程学课件工程学课件第一页,共75页。1893年英国Corbett在Salford创建了第一个具有喷嘴布水装置的生物滤池。生物膜法是对污水土地的模拟(mn)和强化。生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物,是一种被广泛采用的生物处理方法。生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强。生物膜法的共同特点是微生物附着在介质“滤料”表面上,形成生物膜,污水同生物膜接触后,溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧气一般来自大气。第1页/共74页第二页,共75页。废水流过生物膜时,有机物经附着水层向膜内扩散。膜
2、内微生物在氧的参加(cnji)下对有机物进行分解和机体新陈代谢。代谢产物沿底物扩散相反的方向,从生物膜传递返回水相和空气中。微生物生长繁殖生物膜厚度增大底物和氧传递阻力加大膜内营养不足出现厌氧层厌氧层产气+膜的附着力减小+水力冲刷膜脱落新的膜生长第2页/共74页第三页,共75页。生物膜法的主要设施生物接触氧化池生物流化床间歇生物滤池普通(单层)生物滤池塔式(多层)生物滤池生物转盘生物滤池第3页/共74页第四页,共75页。第4页/共74页第五页,共75页。生生 物物 滤滤 池池第5页/共74页第六页,共75页。生物(shngw)滤池法的流程第6页/共74页第七页,共75页。建设(jinsh)中的
3、生物滤池第7页/共74页第八页,共75页。第8页/共74页第九页,共75页。第9页/共74页第十页,共75页。第10页/共74页第十一页,共75页。典型(dinxng)的生物滤池的构造 滤 床 布水设备排水系统第11页/共74页第十二页,共75页。滤床由滤料组成(z chn)。滤料是微生物生长栖息的场所,理想的滤料应具备下述特性:(1)能为微生物附着提供(tgng)大量的面积;(2)使污水(w shu)以液膜状态流过生物膜;(3)有足够的空隙率,保证通风(即保证氧的供给)和使脱落的生物膜能随水流出滤池;(4)不被微生物分解,也不抑制微生物的生长,有较好的化学性能;(5)有一定的机械强度;(6)
4、价格低廉。滤料粒径并非越小越好,会造成堵塞,影响通风。早期主要以拳状碎石为滤料,其直径在38cm左右,空隙率在4550左右,比表面积(可附着面积)在65100m2/m3之间。滤 床 第12页/共74页第十三页,共75页。两种常见(chn jin)的塑料滤料 滤料比表面积在98340m2/m3之间,孔隙率为9395 滤料比表面积在81195m2/m3之间,孔隙率为9395 国内目前(mqin)采用的玻璃钢蜂窝状块状滤料,孔心间距在20mm左右,孔隙率95左右,比表面积在200m2/m3左右。第13页/共74页第十四页,共75页。第14页/共74页第十五页,共75页。滤床高度同滤料的密度有密切关系
5、 塑料滤料每立方米质量仅为100kg左右,孔隙率高达9395,滤床高度不但可以提高,而且(r qi)可以采用双层或多层构造。国外一般采用双层滤床,高7m左右;国内常采用多层的“塔式”结构,高度(god)在10m以上。石质拳状滤料组成的滤床高度(god)一般在12.5m之间。一方面是由于孔隙率低,滤床过高会影响通风;另一方面由于太重,过高会影响排水系统和滤池基础结构。第15页/共74页第十六页,共75页。布 水 设 备 设置(shzh)目的为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上生物滤池的布水(b shu)设备分为两类固定式喷嘴(pnzu)布水系统回转式布水器的中央是一根空心的立柱,底端与设在池底
6、下面的进水管衔接。其所需水头在0.61.5m左右。固定式布水系统是由虹吸装置、馈水池、布水管道和喷嘴组成。这类布水系统需要较大的水头,约在2m左右。移动式(常用回转式)布水器第16页/共74页第十七页,共75页。第17页/共74页第十八页,共75页。第18页/共74页第十九页,共75页。脉冲(michng)式生物滤池配水系统第19页/共74页第二十页,共75页。排 水 系 统 作用收集滤床流出的污水与生物膜保证通风支撑滤料第20页/共74页第二十一页,共75页。池底排水系统的组成池底排水假底集水沟(shu u)排水假底是用特制砌块或栅板铺成,滤料堆在假底上面。假底空隙率不小于滤池面积58,高于
7、池底0.40.6m。池底除支撑滤料外,还要排泄滤床上的来水,池底中心轴线上设有集水沟,两侧底面向集水沟倾斜,池底和集水沟的坡度约12。集水沟要有充分的高度,并在任何时候不会漫流,确保空气能在水面上畅通无阻,使滤池中空隙充满空气。第21页/共74页第二十二页,共75页。第22页/共74页第二十三页,共75页。第23页/共74页第二十四页,共75页。第24页/共74页第二十五页,共75页。低负荷生物滤池又称普通生物滤池。优点:处理效果好,BOD5的去除率可达90以上,出水(ch shu)BOD5可下降到25mg/L以下,硝酸盐含量在10mg/L左右,出水(ch shu)水质稳定。缺点:占地面积大,
8、灰蝇很多,影响环境卫生。生物(shngw)滤池法的流程第25页/共74页第二十六页,共75页。交替式二级生物(shngw)滤池法的流程 交替式二级生物滤池法比并联流程负荷(fh)率可提高两三倍。运行时,滤池是串联工作的,污水经初步沉淀后进入一级生物滤池,出水经相应的中间(zhngjin)沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物滤池,二级生物滤池的出水经过沉淀后排出污水厂。工作一段时间后,一级生物滤池因表面生物膜累积,即将出现堵塞,改作二级生物滤池,而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池。第26页/共74页第二十七页,共75页。回流式二级生物(shngw)滤池法的流程第27页/共74页第二十八页,共75
9、页。国外的运行经验表明,在处理城市污水时,回流式生物滤池的处理效率大致(dzh)如下:生物滤池的一个主要优点是运行简单(jindn),因此,适用于小城镇和边远地区。单级滤池法 当滤池负荷率在1.7kg(BOD5)/(m3d)(滤料)以下(yxi)时,出水的BOD5约为滤池进水的 BOD5的1/3。二级滤池法 二沉池的出水的BOD5为二级池进水BOD5的1/2;如果一级滤池的进水不经沉淀直接流向二级滤池,则一级滤池出水的BOD5为进水BOD5的1/2。第28页/共74页第二十九页,共75页。生物(shngw)滤池的工作情况 生物滤池机理 污水通过布水设备连续地、均匀地喷洒到滤床表面(biomin
10、)上,在重力作用下,污水以水滴的形式向下渗沥,或以波状薄膜的形式向下渗流。最后,污水到达排水系统,流出滤池。污水流过滤床时,有一部分污水、污染物和细菌附着在滤料表面(biomin)上,微生物便在滤料表面(biomin)大量繁殖,不久,形成一层充满微生物的黏膜,称为生物膜。这个起始阶段称为挂膜,是生物滤池的成熟期。挂 膜第29页/共74页第三十页,共75页。污水流过成熟滤床时,污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附、降解,从而得到净化。生物膜表层生长(shngzhng)的是好氧和兼性微生物,其厚度约2mm。在这里,有机污染物经微生物好氧代谢而降解,终点产物是H2O、CO2、NH3等。由于氧在生
11、物膜表层已耗尽,生物膜内层的微生物处于厌氧状态。在这里,进行的是有机物的厌氧代谢,终点产物是有机酸,乙醇、醛和H2S等。由于微生物的不断繁殖,生物膜不断加厚,超过一定厚度后,吸附有机物在传递到生物膜内层的微生物以前,已被代谢掉。此时,内层微生物因得不到充分的营养而进入内源代谢,失去其黏附在滤料上的性质,脱落下来随水流出滤池,滤料表面再重新长出新的生物膜。生物滤池的工作(gngzu)情况 生物滤池机理第30页/共74页第三十一页,共75页。有机物转化(zhunhu)深度生物膜脱落(tulu)原因真菌(zhnjn)藻类原生动物后生动物一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫细菌(好氧、厌氧、兼性)低负荷滤池
12、:原因复杂,昆虫及其幼虫的活动促使生物膜脱落。生物膜的组成高负荷滤池:水力冲刷使生物膜不断脱落,生物膜厚度与滤率大小有关。低负荷滤池:有机物被深度转化,出水中硝酸盐含量较高,残膜呈深棕色,类似腐殖质,沉淀性能较好。高负荷滤池:只有在负荷率较低时,出水才含有较低的硝酸盐,残膜易腐化。第31页/共74页第三十二页,共75页。影响生物(shngw)滤池性能的主要因素 这些过程的发生和发展决定了生物滤池净化污水的性能。影响这些过程的主要因素有:滤池高度(god)负 荷 率回 流供 氧 生物滤池中有机物的降解过程 同时发生着多过程有机物在污水和生物膜中的传质过程氧在污水和生物膜中的传质过程生物膜的生长和
13、脱落等过程有机物的好氧和厌氧代谢过程第32页/共74页第三十三页,共75页。滤 床影响生物滤池性能的主要因素(yn s)滤池高度 滤床上层,污水中有机物浓度较高,微生物繁殖速率高,种属较低级,以细菌为主,生物膜量较多,有机物去除速率较高。随着滤床深度增加,微生物从低级趋向高级,种类逐渐增多,生物膜量从多到少。滤床的上层和下层相比,生物膜量、微生物种类和去除有机物的速率均不相同。滤床中的这一递变现象,类似污染河流在自净过程中的生物递变。当滤床各层的进水水质互不相同时,各层生物膜的微生物就不相同,处理污水的功能也随之不同。滤 床第33页/共74页第三十四页,共75页。影响生物(shngw)滤池性能
14、的主要因素滤池高度第34页/共74页第三十五页,共75页。有机负荷(fh)率:以BOD5为准,kg(BOD5或特定污染物质)/m3d。影响生物(shngw)滤池性能的主要因素负 荷 率 生物(shngw)滤池的负荷率有三种表达形式:表面水力负荷率:m3(水)/(m2d),又称平均滤率,m/d。由于生物滤池的作用是去除污水中有机物或特定污染物,因此,它的负荷率通常以有机物或特定污染物质为准较合理。有机负荷率:以BOD5为准,kg(BOD5或特定污染物质)/(m3d)。水力负荷率:以流量为准,m3(水)/m3(滤料)d。第35页/共74页第三十六页,共75页。影响生物(shngw)滤池性能的主要因
15、素负 荷 率 在低负荷条件下,随着滤率的提高,污水中有机物的传质速率加快,生物膜量增多,滤床特别是它的表面很容易(rngy)堵塞。在高负荷条件下,随着滤率的提高,污水在生物滤床中停留的时间缩短,出水水质(shu zh)将相应下降。第36页/共74页第三十七页,共75页。第37页/共74页第三十八页,共75页。影响生物滤池性能的主要(zhyo)因素回 流 回流利用污水(w shu)厂的出水或生物滤池出水稀释进水的做法称回流,回流水量与进水量之比叫回流比。回流(hu li)对生物滤池性能的影响:(1)回流可提高生物滤池的滤率,它是使生物滤池负荷率由低变高的方法之一;(2)提高滤率有利于防止产生灰蝇
16、和减少恶臭;(3)当进水缺氧、腐化、缺少营养元素或含有有害物质时,回流可改善进水的腐化状况、提供营养元素和降低毒物质浓度;(4)进水的质和量有波动时,回流有调节和稳定进水的作用。第38页/共74页第三十九页,共75页。影响生物滤池性能的主要(zhyo)因素供 氧 温度差越大,通风条件越好;当水温较低,滤池内的温度低于水温时(夏季),池内气流向下流动;当水温较高,池内温度高于气温时(冬季),气流向上流动;若池内外(niwi)无温度差,则停止通风;正常运行的生物滤池,自然通风可以提供生物降解所需的氧量,自然通风不能满足时,应考虑强制通风。生物滤池中,微生物所需的氧一般(ybn)直接来自大气,靠自然
17、通风供给。影响生物滤池通风的主要因素是滤床自然拔风和风速。自然拔风的推动力是池内温度与气温之差以及滤池的高度。第39页/共74页第四十页,共75页。生物(shngw)滤池系统的功能设计 滤池类型和流程选择滤池个数和滤床尺寸的确定二次沉淀池的形式、个数和工艺尺寸的确定布水设备的计算第40页/共74页第四十一页,共75页。滤 池 类 型 的 选 择 低负荷生物滤池现在已经基本上不常用,仅在污水量小、地区比较偏僻、石料不贵的场合尚有可能使用。大多采用高负荷生物滤池两种类型回流式塔式(多层式)滤池类型的选择,只有通过方案的比较,才能得出合理的结论。占地面积,基建费用和运行费用的比较,常起关键作用。第4
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