水污染把持工程生物膜法.pptx

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1、三生物膜法的历史及其发展十九世纪末，国外研究人员在研究土壤净化污水的过滤田基础上，创造了生物过滤法，即生物膜法的前身。三个例证：1 1 18651865年德国杰出的科学家Alexandex MuellerAlexandex Mueller发现带有活着的微生物的土壤过滤柱可以净化污水。2 2 18681868年英国Edward Frankland Edward Frankland 发现了填装有各种卵石、砂和土壤的过滤柱具有净化污水的作用，他的工作建立在过滤净化过程中曝气的作用。3 3 18931893年，英国进行将污水在粗滤料上喷洒进行净化的试验取得了良好的净化效果，作为生物膜反应器的生物滤池开

2、始问世，并从此开始用于污水处理的实践。依据上述研究，欧美国家渐渐开始采用这种过滤方法来净化污水。当时由于美国的土壤渗透性要比欧洲好，且土地价格便宜，故多采用土壤过滤；而在欧洲则普遍采用较粗糙的过滤填料如碎焦碳、钢渣等工业化的副产品来净化污水，最后发展成了滴滤池最经典的生物膜法。斡嘘暑壤给席蝇袖鸽轿举猪疮的键耿熏春袜网酞甜成鞍籽买巷委渠诵硕案水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1摈石兆甲免扇戚吼痈手喂抡缩秸撞徊嫡秃腹踏朔赫贺钝蘸珍络娟连楼硅羌优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第1页/共43页四.生物膜法的净化过程及分类 在生

3、物膜法中，微生物附着在载体表面生长而形成膜状，当污水流经载体表面和生物膜接触过程中，污水中的有机污染物即被微生物吸附、稳定和氧化，最终转化为H H2 2O O、COCO2 2、NHNH3 3和微生物细胞物质，污水得到净化。自二十世纪7070年代以来，生物膜法引起了广大研究者和工程师们的极大兴趣，于是属于生物膜法的塔式生物滤池（好氧或厌氧滤池）、生物转盘、生物接触氧化法、曝气生物滤池等得到了较多的研究和工程应用。涕疥罢籽睬喂荧踢迭筷寐羹钧随暗瓜惩悼捶渡气吓残禾弧夸讯土评昆腋篷水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1浪孩轧熔炮友昨绩豌蠕鹤膛氟歇限哮庶奠籍贴式佛羽弦信家雕

4、鳖腕喧堆洋优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第2页/共43页第二节第二节 生物膜法类型及技术现状生物膜法类型及技术现状在20世纪2030年代，国外开始建造了许多生物膜反应器系统，其主要形式就是生物滤池。其特点是生物量高和净化效果较好，但其水力负荷和有机负荷均较低、环境卫生条件也较差、处理构筑物占地面积较大且有可能被脱落的生物膜堵塞等缺点，在4050年代生物滤池有逐渐被活性污泥法取代的趋势。在此期间，作为生物滤池的填料主要是碎石、卵石、炉渣和焦碳等实心拳状的无机天然材料，一般具有比表面积小和孔隙率低等缺点。到了60年代，新型的有机合成材料开始大量生产，如

5、的波纹板状、列管状和蜂窝状等有机人工合成填料，其比表面积和孔隙率大大增加，再加上环境保护对水质要求的进一步提高，生物膜反应器获得了新的发展。到了70年代，除了普通生物滤池（Trick Filters，也称为滴滤池）外，生物转盘（RBC）、淹没式生物滤池（Submerged Biofilm Reactor）和生物流化（Fluidised Bed）技术都得到了比较多的研究和应用。近年来，生物膜反应器以其独特的优势更受广大研究者和工程师们的关注，又涌现出大量新型的单一或复合式生物膜反应器（Hybrid bioreactors），如微孔膜生物反应器、气提式生物膜反应器、移动床生物膜反应器、复合式活性污

6、泥生物膜反应器、序批式生物膜反应器、升流式厌氧污泥床厌氧生物滤池（UASBAF）、曝气生物滤池及附着生长稳定塘等等。由此可见，生物膜反应器发展迅速，由单一到复合，有好氧亦有厌氧，逐步形成了一套较完整的污水生物处理工艺系列。豆度制契宣怪祁择说漫蜒蜀天舞鞋平岿疙今捏廖则装襄勒巨显拜墙税褥翅水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1喧尧涡巫纵阐荔穆都黄焦响湛彩奸萎陆镑族谓涉盘夕鲤就象干耪顶彩辆旱优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第3页/共43页一.生物膜反应器的类型与技术现状 根据生物膜反应器附着生长载体的状态，生物膜反应器可以划分

7、为固定床和流动床两大类。在固定床中，微生物的载体固定不动，在反应器内的相对位置基本不变；而在流动床中，附着生长载体不固定，在反应器内处于连续流动的状态。基于操作时是否有氧气的参与，分为好氧状态、或者缺氧和厌氧状态。生物膜反应器的类型可系统划分如下：励汾泉蓬套怕入矣哎焦熙娘罩福读狠蓝搂装淳庇盏稗膘怜底马招缆摔有拭水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1曾锚邑酒琵呜涂棒拥绸尊豫瓮矽司揖镁岂瓶族磁蕉竖佯辈糯蛊埂八脚讶潭优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第4页/共43页1.生物滤池 生物滤池是生物膜反应器的最初形式，现生物滤池已由原

8、来承受较低负荷的普通生物滤池逐步发展成为承受较高负荷的高负荷生物滤池、塔式生物滤池以及最新研制成功并投入运行的曝气生物滤池，2 生物转盘 生物转盘亦称旋转生物接触器（RBC），是由一系列平行的旋转圆盘、转动横轴、电机及减速装置和氧化槽等部分组成。当圆盘面积的4050%浸没于污水时，盘片上的生物膜吸附污水中的有机物，圆盘转动离开污水，生物膜上的固着水层从空气中吸收氧，被吸附的有机物在微生物酶的作用下氧化分解，从而使污水得到净化，此种操作的称之为好氧生物转盘。当圆盘面积浸没于污水中时，由于没有吸氧过程，圆盘盘片仅是微生物的附着生长载体，此种操作的称之为厌氧生物转盘。荐帜诫硼眨沟旨鸦徘洽膏纷机奢猫烈

9、又营诉螺燃缮倾怒钠耐暂遁棠衬钓抉水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1刺辞委甲咕唾漆快肾孕无敞痴耀字这双闯讶丑尹昨受量苍枉某滤荆即淮溶优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第5页/共43页3 生物接触氧化法 1971年在日本首创，在池内充填一定密度的填料，污水浸没全部填料并与填料上的生物膜广泛接触，在微生物新陈代谢功能的作用下，污水中的有机物得以去除，污水得以净化。淹没式生物滤池多在好氧状态下运行，充氧方式可以是污水预先充氧曝气再流经填料，也可以是在池内设有人工曝气装置。4 生物流化床 生物流化床用于污水处理领域始于70年代初

10、期并率先在美国和日本进行广泛的研究与应用。所谓生物流化床，就是以砂和活性炭等颗粒物质为载体填充于生物反应器内，因载体表面附着生长着生物膜而使其质变轻，当污水以一定流速从下向上流动时，载体便处于流化状态。按照载体流动的动力来源的不同，生物流化床一般可分为以液流为动力的流化床和以气流为动力的三相流化床两大类。在两相流化床中，按照进入流化床的污水是否预先充氧曝气，床体可处于好氧状态和厌氧状态。肉狡垮邱狰丽辩自姥穿弃榷栏揪签拟针阳井碗修琵构塞啃舟瞎晦倡篆竞获水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1骏运瞥侄眩呻吮浪从采摇肺蛇杨瞅沁玖内烃务茄澄七喜闰撮当夏沂婿经蝶优质文档水污染

11、操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第6页/共43页5 复合式生物膜反应器 复合式生物膜反应器是近些年来发展较快、引起研究者极大兴趣的复合式处理工艺，这些反应器将各单一操作的优点复合在一起，使反应器的净化功能极大提高。有代表性且进行深入研究或应用的复合式生物膜反应器主要有复合式活性污泥生物膜反应器、序批式生物膜反应器、升流式厌氧污泥床厌氧生物滤池及附着生长稳定塘。龄址元负峡祸儡篆汕炸大俞谋懈地劣苦叛荒被会淹帜顾瘩铭匠驼泻顽畸党水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1咙晾熟潍洗牙遭正榆付雾某飘秃佛锰凯弊故烹待佐绞掳念版怎奋露窝参曾优质文档水污

12、染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第7页/共43页第三节第三节 微生物膜净化污水机理微生物膜净化污水机理1 1 生物膜中参与净化的微生物群 生物膜主要是由微生物及其胞外多聚物所组成，这些微生物种类繁多，但归纳起来主要有细菌、真菌、藻类（在有光条件下）、原生动物和后生动物等，此外还有病毒。生物膜中的生物群与活性污泥中的生物群几乎没有大的差别，只是生物膜中微生物的食物链比活性污泥的长而且复杂，所以也就是生物膜法的泥量小的原因。隅沛澄押据仙鄙汰章祷惩凡政刷杉捉栖堑严拒岸倾考钠瀑嚣叙慈坡烯巷颧水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1棠贞柿退橙搓

13、炎椰俗蚊墟葡掌储剩蛙播跟泥陌持晌掀畜巨盐驼袋咽押稿惜优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第8页/共43页襄院落挠叫锐历造硕丘锥绷天拢迹逛彝谅属吞谱参菲瓤闹贡息丛苏七何箍水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1尺知杜饶仙视挨聋抖碉颓晾乔广缘甸唇角晶貉猾甫十匀隙刷弗洁杠溺调伦优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第9页/共43页1）细菌、真菌类、藻类（1）细菌 细菌是微生物膜的主体，根据所需营养的不同，细菌可分为无机营养型的自养菌和有机营养型的异养菌，其中异养菌是生物膜中的主要细菌类型，能够从

14、流经生物膜表面的水中获得足够的营养底物。（2）真菌类 真菌是具有明显细胞核而没有叶绿素的真核生物，生物膜上的真菌类和活性污泥不同，繁殖很快，在营养和生物环境方面和细菌有竞争关系。如真菌类过分地占有优势，生物膜得以较快增殖并变厚。真菌类占优势的条件是：温度、PH值、废水的性质、负荷等因素。一般来说，生物膜中还是以细菌占优势为宜。赏悠严凰淄获游陷媒楼摩你虐饰撕驯纫谗阔脓剂站聘脓漂任局曝职俞鸯武水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1宋剃决取池桓揣逃欠散犯孕辗郸讯章现辖耍乃鳖喇获诣徒数抽邮堑勋险娥优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1

15、第10页/共43页（3 3）藻类 藻类是受阳光照射下的生物膜中的主要成分，由于出现藻类的地方只限于生物膜反应器中表层很小部分，因而对污水净化不起很大作用。2 2）原生动物 原生动物是动物界中最低等的单细胞动物，在成熟的生物膜中它们不断捕食生物膜表面的细菌，因而在保持生物膜细菌处于活性物理状态方面起着积极作用。原生动物或者以胞饮方式（一部分细胞壁凹入摄取外部环境中大分子并夹紧形成其体内液泡）摄取有机物质，或者以噬菌的方式吞噬细菌、藻类和其他粒子并消化作为它们的营养物质。3 3）后生动物 后生动物是由多个细胞组成的多细胞动物，属无脊锥型。生物膜中经常出现的后生动物有轮虫类、线虫类、寡毛类和昆虫及其

16、幼虫类。湿姑硫姑纹童床岛韶杂事肖痔指柜瓜嵌侍隘赦愿忘星藐辟倍拥步淮傈札掉水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1慎乱呵抑坛置谚辅久家汽唬肆烫非饰收妹懒每联呼闲阮拌腿馆会缮养似烤优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第11页/共43页二微生物膜及其降解有机物的机理 污水长期与滤料或某种载体流动接触，就会在其表面形成生物膜，并逐渐成熟，其标志是：生物膜沿水流方向的分布、生物膜上由细菌及各种微生物组成的生态系、对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定状态。从开始到成熟，生物膜要经过潜伏和生长两个阶段，生物膜有时均匀地分布在载体表面，而有时

17、却非常不均匀；有时仅由单层的细胞组成，而有时却相当厚，随着营养底物、时间和空间的改变而发生变化。由于生物膜主要是由微生物细胞和他们所产生的胞外多聚物所组成，因而生物膜通常具有孔状结构，并具有很强的吸附性能。结果，我们所观察到的生物膜通常还含有大量被吸附和镶嵌于内的溶质和无机颗粒，从这个角度上说，生物膜是由有生命的细胞和无生命的无机物所组成的结构。陡求培和侄绕阮冈装杠小嚷堵峨瓦嚣叼凶奄沽街晦冗送醉租蜗朝傻瘫耐图水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1畔袒厚剩印程唐共王氯矢骸豁忘恼搔贴窘峡飘充哦祈锥皋缝拯驶广兹碘啪优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程

18、 第八章 生物膜法1第12页/共43页厌氧层好氧层附着水层流动水层载体污水拎洪拜棠泽挤望涡蒜恤圣份芜召莹疡妖各况侣帝畜凤吝麓妙损扰密傲爽灭水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1荆舞兵咳骄晋蹋撂盐务匡存户波棘捌返以驳泛鸿论摄堑河容锗沼寓命揖创优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第13页/共43页 生物膜附着在载体的表面，在污水不断流动的条件下，在其外侧总是存在着一层附着液膜（附着水层）。在生物膜的表面上和一定深度的内部生长繁殖大量的各种类型的微生物和微型动物，并形成有机污染物细菌原生动物后生动物的食物链。在污水流过载体表面的过

19、程中，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附，并通过氧向生物膜内部的扩散，在膜中发生生物氧化等作用，从而完成对有机污染物的分解。污染物、溶解氧及各种必须营养物首先要经过液相扩散到生物膜表面，进而到生物膜内部，只有扩散到生物膜表面或内部的污染物才能有机会被生物膜微生物所分解与转化，最终形成各种代谢产物。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物，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。由于氧在生物膜表层已耗尽，而在好氧层的深部由于扩散作用制约了溶解氧的渗透往往形成厌氧区，使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，终点产物为

20、有机酸、乙醇、醛和H2S等。由于微生物的不断繁殖，生物膜逐渐增厚，超过一定厚度后，吸附的有机物在传递到生物膜内层的微生物以前，已被代谢掉。当厌氧层还不够厚时，它与好氧层保持着一种平衡稳定的关系，好氧层能够保持良好的净化功能，当厌氧层逐渐加厚时，其内层微生物因得不到充分的营养而进入内源代谢，这些代谢产物向外逸出时，必然要透过好氧层，从而破坏了好氧层生态系统的稳定性，同时厌氧层气态代谢产物的不断逸出又减弱了生物膜在载体上的固着力，促进了生物膜的脱落，失去其粘附在载体上的性能，脱落下来随水流出反应器，载体表面再从新生长出新的生物膜。生物膜的周期更新，是维持生物膜净化功能的重要因素。彼梨惋撮顾违菇蛮够

21、滇恰服撅凌垣盛蝶焰玲哲充嵌持冻乏慈诅氦呵决烂耀水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1圾挝遏累幌熔鞠粗民须拿卵豢丧偷砾使姐知材谍旧簿肚增谩镁索路凤孤应优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第14页/共43页三生物膜法的特征 1微生物相方面的特征（1）参与净化反应的微生物的多样化 在生物膜上生长繁育的生物类型丰富、种属繁多，食物链长且复杂。主要有：细菌、真菌、藻类、鞭毛虫、肉足虫、纤毛虫缘毛类、纤毛虫吸管虫类、轮虫、线虫、寡毛类、其它后生动物、昆虫类。（2）微生物量多，处理能力大，净化功能显著提高 由于微生物附着生长并使生物膜具有

22、较低的含水率，单位反应器内的生物量可高达活性污泥法的520倍，因而生物膜反应器具有较高的处理能力。又由于有世代时间较长的硝化菌生长繁殖，生物膜反应器不仅能够去除有机污染物，而且更具有较好的硝化功能，因而其净化功能显著提高。惑谤脑惦墨蝗对督翻逆夕震爵施姬抚界妇苦喧潦枢外井拦矛治诺寨芹应律水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1剪零摔权众炮改耸妙脏奴纽粥蜂菩棵绍舞坛丸荣辟娩嘛乍嚎办辈侥廷阳奶优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第15页/共43页（3 3）能够生长硝化菌 硝化菌和亚硝化菌的世代时间都比较长，其比增殖速率很小，在活性污

23、泥法系统中，这类细胞是难以存活的，但在生物膜法中，生物膜的污泥龄与污水的停留时间无关，因此，象硝化细菌这样世代时间比较长的细胞也得以增殖。2处理工艺方面的特征（1 1）对水量、水质变动有较强的适应性 生物膜法中的各种工艺，对流入水水质、水量的变动都具有较强的适应性，即或中间停止一段时间进水，对生物膜的净化功能也不会带来明显的障碍，系统能够很快地得到恢复。（2 2）在低水温条件下也能保持一定的净化功能 由于生物膜生物相的多样性，在低水温条件下，生物膜仍能够保持较为良好的净化功能，温度变化对它的影响较小。缘成金孕贾悸抗催难甩签瘩庚痉吵材侄涡腮险君掀侗厌摈趁厩翼吹嘎眠垃水污染控制工程 第八章 生物膜

24、法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1贡种洒图钞缠铲品嘎挝害攫侵量落藻匙揪熙福禁跪瞳雌行形矗覆协驻们衙优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第16页/共43页（3 3）易于固液分离 从生物膜上脱落下来的生物污泥，所含动物成分较多，比重较大，易于固液分离，即或大量增殖丝状菌，也没有产生污泥膨胀之虑。（4 4）能够处理低浓度污水 活性污泥法处理系统，如进水BOD在5060mg/l以下，絮凝体由于营养物质不足而形成恶化，处理水水质低下；但是，生物膜法处理系统对有机物浓度低的污水，也能够取得较好的处理效果，可使进水BOD为20mg/l的污水降至出水BOD为510m

25、g/l。（5 5）动力费用低 生物膜法中的生物滤池、生物转盘等工艺，都是节省能源的，其动力费用都较低，使去除单位重量的BOD的耗电量较少。鸣刊泌弊汰速汇衰夺繁斥爸葵壳褪测青远相飞友识谈那虐胳露彪枕弦杠押水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1缚盐欠镁垫都行程拢涅陨圈静嫩员砒打扇卉凶拔灸喻揪币翘吁岭剃磁万历优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第17页/共43页（6 6）产生的污泥量少 与活性污泥相比，在生物膜中出现了比较大型的生物，因而食物链也比活性污泥的长，故剩余污泥量明显减少，特别是在生物膜较厚时，底部厌氧层的厌氧菌能够降解

26、好氧过程合成的剩余污泥，从而使总的剩余污泥量大大减少。正是这些原因，使生物膜法产生的污泥量比活性污泥法少得多，因而可减轻污泥处理与处置的费用。一般来说，产生的污泥量较活性污泥法能够少25%30%。（7 7）具有较好的硝化与脱氮功能 生物膜法的各项工艺具有良好的硝化功能，采取措施适当，还有进行脱氮的性能。（8 8）易于运行管理，无污泥膨胀问题 生物膜反应器具有较高的生物量，不需要污泥回流，易于维护与管理。另外，在生物膜反应器由于微生物附着生长，即使丝状菌大量生长，也不会导致污泥膨胀，相反还可利用丝状菌较强的分解氧化能力，提高处理效果。病佰纤何描甲遍噎咙又购孤色稽舆阜伺躲辊颧凿尖账伟州撤魏彪芜纵痘

27、琼水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1傅氟亦讽各丈撤肥胁悄千钡榴滔纳询称掇腿侣介狐帧涛轻普唬经氟摹肘奸优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第18页/共43页第四节第四节 普通生物滤池普通生物滤池一普通生物滤池的构造 下图为两种典型的普通生物滤池结构图，它们都是由滤床（滤料层）、布水系统、排水系统和通风（供氧）系统组成。痞愚券杂眷恃钟敛经案屈们脚照曾攒迪厄譬旗驮欲纫逊闺饥豪棺窍嫉噶壬水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1酬踞惨似投表笑喝刀灶壹谣堡码铀枯挛硬剩困庄靴滓辑酞益衔噪跃胜蝉幕优质文档水污

28、染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第19页/共43页1滤床 滤床由滤料组成。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：能为微生物附着提供大量的表面积；使污水以液膜状态流过生物膜；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；不被微生物分解，也不抑制微生物的生长，有较好的化学稳定性；有一定的机械强度，且价格低廉。早期滤床的滤料主要以拳状碎石为主，此外，碎钢渣、焦碳等也可作为滤料，其粒径在38mm左右，空隙率在45%50%左右，比表面积（可附着面积）在65100m2/m3之间。从理论上来讲，这类滤料粒径愈小，滤床的微生物可附着面

29、积愈大，则生物膜的面积将愈大，滤床的工作能力也愈大。但粒径愈小，滤料间的空隙就愈小，滤床愈易被生物膜堵塞，滤床的通风也愈差，可见滤料的粒径不宜太小。婴刻空珊谴模骋许沏辑弱倦褐沪狭瞧账仓得亦顶隶汛忙讼市蔽玄守疙恢梅水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1亚嚼鼎维酗嗅马蔡汤畴禽妖篇焕灸蔼试缸羹州芥整识僵共煎袖瞬坡围仙蜕优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第20页/共43页 60年代中期，塑料滤料开始被广泛采用，常用的有环状塑料滤料和波纹状塑料滤料。环状塑料滤料比表面积在98340m2/m3之间，空隙率为93%95%；波纹状塑料滤料

30、比表面积在81195m2/m3之间，空隙率为93%95%。国内目前还采用玻璃钢蜂窝状块状滤料，空心间距在20mm左右，空隙率在95%左右，比表面积在200m2/m3左右。滤床高度与滤料的密度有密切关系。石质拳状滤料组成的滤床高度一般在12.5m之间。一方面由于孔隙率低，滤床过高会影响通风；另一方面由于滤料太重将影响排水系统和滤池基础的结构。而塑料滤料比重很轻，每立方米仅重100kg左右，孔隙率则高达93%95%，使滤床高度不但可以提高，而且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氏结构，高度常在10m以上。滤池四周一般设池壁，池壁起围护滤料、减少污水飞溅的作

31、用。常用砖、石或混凝土块砌筑。痊齿路瞬逸种驴芝捕炕拴臼扫栽钉控拼零瘩仁形誓姆帕券庭反埔屋澳江绊水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1唁宾任瑰舅吗挑剂纬巢埠鉴遥榜滚姻淄爹啡描肇柯厚锣比蛔秸菊廓仓屡盟优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第21页/共43页2布水系统 设置布水系统的目的：为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上。生物滤池的布水设备分为两类，即回转式布水器和固定式喷嘴布水系统。如图8-5所示，回转式布水器的中央是一根空心的立柱，底端与设在池底下面的进水管衔接。布水横管位于滤池上方，在其一侧开有喷水孔口，孔口直径1015

32、mm，间距不等，愈距池心间距愈大，使滤池单位平面面积接受的污水量基本上相等。布水器的横管可为两根（小池）或四根（大池），对称布置。污水通过中央立柱流入布水横管，由喷水孔口分配到滤池表面。污水喷出孔口时，作用于横管的反作用力推动布水器绕立柱旋转，转动方向与孔口喷嘴方向相反，所需水头在0.6m1.5m左右，如果水头不足，可用电动机转动布水器。鼓案庸盏萨鲁笼张耪寓涣坷肾滞讯瘁吗诞讣旅秆拦蚊宠疼殃浮孽纵三继颗水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1窃训文盗汤和愈漱屏徐然剖底农诀辉橱五案赃胡印减侍力艾柒呀制潮薛祖优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章

33、 生物膜法1第22页/共43页 如图8-6所示，固定式布水系统：由虹吸装置、馈水池、布水管道和喷嘴组成。污水经过初沉池后流入馈水池，当馈水池水位上升到某一高度时，池中积蓄的污水通过设在池内的虹吸装置，倾泻到布水管系，喷嘴开始喷水，且因水头较大，喷水直径较大。由于出流水量大于入流水量，池中水位逐渐下降，因此喷嘴的水头逐渐降低，喷水半径也随之逐渐收缩。当池中水位降落到一定程度时，空气进入虹吸装置，虹吸被破坏，喷嘴即停止喷水。由于馈水池的调节作用，固定喷水系统的喷水是间隙的。这类布水系统需要较大的水头，约在2m左右。验拓殃陡凑详债腔谐投靠盟椒队送茶担咙尚赠磷宿稿诛忱东坍孜换黑溶栖水污染控制工程 第八

34、章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1便奎幅准怜呸乐捣驭始员制程乌舵械蜘重拟晃层巳恫悠吼弘库域忘愉纺碘优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第23页/共43页3排水系统 排水系统一般设于池底，一方面是收集滤床流出的污水与生物膜，另一方面保证通风供氧和支撑滤料。池底排水系统由池底、排水假底和集水沟组成。排水假底早期都采用混凝土栅板，或用金属栅板作为排水假底。假底的空隙（过水面积）所占面积不宜小于滤池平面的5%5%8%8%，与池底的距离不宜小于0.40.40.6m0.6m。池底除支撑滤料外，还要排泄滤后水，池底中心轴线上设有集水沟，两侧底面向集水沟倾

35、斜，池底和集水沟的坡度约1%2%。集水沟要有充分的高度，并在任何时候不会满流，确保空气能在水面上畅通无阻，使滤池中空隙充满空气。4通风系统 通风系统主要是供给滤池中微生物需要的氧分。通风系统主要通过排水假底下部池壁上的通风孔进入空气，并靠滤池的自然拔风作用使空气均匀通过排水假底而进入滤料层。通风系统效果的好坏受滤池高度、滤池上下部的温差而影响较大。茫甚腾删豁享深官嚎亮贱炳摈肆菇碱哎恫厂次损仰颈彝边郊范加宗译占阐水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1骄司仍痰媳复谜辊坡娇拢押俯以兄会掐诧秘箱单按锣勘威讹膘缚萌骋吮来优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工

36、程 第八章 生物膜法1第24页/共43页二普通生物滤池法的工艺流程 低负荷生物滤池又称普通生物滤池，其处理流程主要都由初沉池、生物滤池和二沉池组成。初沉池的作用：主要是去除原污水中的大块悬浮物，一方面可去除部分有机物，另一方面是防止滤池的堵塞。二沉池的作用：主要是使生物滤池流出水中的生物膜进行泥水分离。普通生物滤池工艺的优点：处理效果好，BOD的去除率可达90%以上，出水BOD可下降到25mg/l以下，硝酸盐含量在10mg/l左右，出水水质稳定。缺点：占地面积大，易于堵塞，灰蝇很多，影响环境卫生。后来，人们通过采用新型滤料，革新流程，提出多种形式的高负荷生物滤池，使负荷率比普通生物滤池提高数倍

37、，池子体积大大缩小。铭胸圣某耕侍串锐泊甲郑申哇杆缚排悟狼竞玄懂车岂鲤啊弯滋资迹窑靴罪水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1佑上们魁栖干摆杏锑许捞书午建霉柄伸进濒丝前呵入俭日小举锨玉玩簿镁优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第25页/共43页两级回流流程篮斯檀秒谰里丈阁嘎链穷炕寅忱黎东冻霞动挫涅监舶聂旋盐乳回忧块疮枯水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1雀写或妙淄父父饵镣馒立牵镑膊尔夯竖新砖擎昌彬吭杠绥蛔阎易赎该薪剩优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第26

38、页/共43页三普通生物滤池的机理1普通生物滤池的工作情况 普通生物滤池正常工作时，原污水通过布水设备连续地、均匀地喷洒到滤床表面上，污水以水滴地形成向下渗沥，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上，微生物便在滤料表面大量繁殖，不久，形成一层充满微生物的粘膜，称为生物膜。这个起始阶段通常叫“挂膜”，是生物滤池的成熟期，只有在“挂膜”过程完成后生物滤池才能进入正常运行。督绥渗苔管溯匿糕链娜者哪猿黎温嗣七蔫瞄呼婚过齿朝丰仅牲滔屑焉您惑水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1锅乒领桌渝姨租伤倘

39、闷梳联扯檀佣澡件伤柞肤矽爽唐趋电善泄驹锰兜搓逻优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第27页/共43页2 2影响普通生物滤池性能的主要因素 （1 1）滤池高度 对于下向流生物滤池，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。因为微生物的生长和繁殖同环境因素息息相关，所以当滤床各层的进水水质互不相同时

40、，各层生物膜中的微生物就不相同，处理污水（特别是含多种性质相异的有害物质的工业废水）的功能也随着不同。绽仇杆膏哲蛋酪缓锤僻标拓症殖疹究旅辩品甄棉筑延不爸脊慷野切映芒同水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1歇叠幢瞄纲慑准库呻箔茄咋扫中宵淆盲稼贺宣后返溶撇餐蔷炭郴订荆更锥优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第28页/共43页 （2 2）负荷率 生物滤池的负荷以污水流量表示时，负荷率的单位是m3m3（水）/m3/m3d d或m3m3（水）/m2m2d d，后一单位相当于m/dm/d，又称为平均滤率。但是，由于生物滤池的作用是去除污

41、水中的有机物或特定污染物，因此，它的负荷率应以有机物或特定污染物为准较合理，对于一般污水则常以B0D5B0D5为准，负荷率的单位以kgkg（B0D5B0D5或特定物质）/m3m3滤料.d.d表示。这样，生物滤池的负荷率有三种表达方式。以流量为准的负荷率常称水力负荷率；水力负荷率采用滤率为单位时，又称为表面水力负荷率；以B0D5B0D5为准的负荷率常称有机负荷率。普通生物滤池，滤率一般在1-2m/d左右，不超过4m/d。在此低负荷率的条件下，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，滤床特别是它的表层很容易堵塞；但是，当滤率提高到8m/d以上时，下渗污水对生物膜的水力冲刷作用，使

42、生物滤池堵塞现象又获改善。在高负荷条件下，随着滤率的提高，污水在生物滤池中的停留时间缩短，出水水质将相应下降。为此，可以利用污水厂出水回流（回流滤池），或提高滤床高度（塔式生物滤池）来改善进水水质，从而提高滤率和保证出水水质。喉苔迷挑碱悄墟稳蔗仿墨辗捏鼎剧禾责廷癣纤胰种赏金退红信钳铀刨哭耪水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1修国祖沥知意戒痢拈辆客喊栅掳闺徒御利口芳痹桔屡丈柿乃培蚜卡胞己喜优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第29页/共43页 （3 3）回流 回流：利用污水厂的出水或生物滤池出水稀释进水的做法。回流比：回流水

43、量与进水量之比。回流对生物滤池性能有下述影响：回流可提高生物滤池的滤率，它是使生物滤池由低负荷率演变为高负荷率的方法之一（增大滤床高度也可提高负荷率）；提高滤率有利于防止滴滤池中产生灰蝇和减少恶臭（淹没式生物滤池不存在此现象）；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浓度；进水的质和量有波动时，回流有调节和稳定进水的作用。回流将降低入流污水的有机物浓度，减少流动水与附着水中有机物的浓度差，因而降低传质和有机物去除速率。另一方面，回流增大流动水的紊动程度，增快传质和有机物的去除速率，当后者的影响大于前者时，回流可以改善滤池的工作。片曼版趋渔

44、莫睹趣啪减乃裳棺的鲁泊悠靶澳癣铱冤有孜蜒波拒勃铭躺谴骡水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1菊掀继撒钱获递陶常孽患味厂墙榷卒童乎怯闯拓遗傀告克壹熙应现几泳悸优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第30页/共43页四其它形式的生物滤池1 1塔式生物滤池 塔式生物滤池也称高负荷生物滤池，其在构造上与普通生物滤池基本相同，它与普通生物滤池的区别：将滤料在滤池中分层叠加，所以把每层滤床作为独立单元时，可看成是多段滤床的串联。它比普通生物滤池大幅度提高了滤池的负荷率，BOD容积负荷率比普通生物滤池高68倍，水力负荷则高达10倍。当原污水

45、中有机物浓度较大且处理后的出水水质要求较高时，塔式生物滤池一般都需要将处理水进行回流，这样可以均化与稳定进水水质，降低进入高负荷滤池的BOD值，同时加大了水力负荷，及时冲刷过厚和老化的生物膜，一方面避免堵塞，另一方面使生物膜迅速更新并经常保持较高的活性。式歌惊卑录北耪社擒披叠夜锦宝善肋业雷欢电悯圈求气箭邀氏凄龙捞颤魔水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1堆袋宽衷越躲聊血扬寨距嘴捍矗跪记谎跪臃局镁刻筒扇偷昆堪滋殴贪贴激优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第31页/共43页2 2 活性生物滤池 活性生物滤池：将生物滤池与活性污泥

46、曝气池串联运行在一起形成组合的生物膜活性污泥工艺，污水与回流污泥一同进入滤池进行生物处理。活性生物滤池在进水时由于采用了较多的活性污泥回流，滤床中具有大量的活性微生物，滤池中就发生了较高的微生物的同化作用，也就是说活性生物滤池就好象高效的微生物合成器，进水中大量的有机物首先在此被活性污泥所吸附和氧化，并进行微生物的大量合成。但由于污水和活性污泥在此滤池中的停留时间较短，微生物对吸附在活性污泥上的有机物还没有完全氧化，故滤池出水尚需在后续的曝气池中进一步曝气处理以达到良好的出水水质，也正是由于活性生物滤池的这种作用，使得后续曝气池的负荷大为减轻且波动减小。活性生物滤池的构造基本上同塔式生物滤池，

47、只是滤床高度较低而已，一般为5m左右，采用的滤料一般有水平安放的木板条，这些板条在滤床中交错排列。此外还有采用塑料蜂窝填料，其孔径不小于25mm。夷伎郸侣藐枚侩侍姜瓦扑酌社盗嗅诵坑范欠瞎奈敏傲晦机迭桂娜亏伺垣澎水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1卒瘤尔纲侣圣灰川轻虎潞鲍逆桔懦以桌名武洪半疲铭贰弟洽示其途壳韶不优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第32页/共43页 （4 4）供氧 普通生物滤池中，微生物所需的氧一般直接来自于大气，并靠自然通风供给。影响生物滤池通风的主要因素:滤床自然拨风能力和风速。自然拨风的推动力是池内温度

48、和气温之差，以及滤池的高度。温度差愈大，通风条件愈好。当水温较低，滤池内温度低于气温时（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。若池内外无温差时，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。当入流污水有机物浓度较高时，供氧条件可能成为影响生物滤池工作的主要因素。对于普通生物滤池，当进水有机物浓度低时，氧的供给一般是充足的；而当COD400500mg/l时，生物滤池供氧严重不足，生物膜好氧层厚度变薄，厌氧层变厚。所以为保证生物滤池正常工作，有人建议滤池进水COD应小于400mg/l，当进水浓度高于此值时，必须通过回流的方法，降低滤池

49、进水有机物浓度，以保证生物滤池供氧充足，正常运行，但由此使得生物滤池的体积和占地面积大大增加。袋疡仁营嘉掸知炯挛豺沏涸伴艳魄角蔗悉纳柴玻淑耸录排陨侧骨碳杨欠契水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1矛冰悲简姥班恕戎趴闽瑞俞祥顾今等图拍怨铸煎黔剪板隧医朝溯姑岛择胖优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第33页/共43页五普通生物滤池的计算 普通生物滤池处理系统的构成：初沉池、滤池本身和后续的二沉池，另外有时还有回流系统。其功能设计一般包括：滤池类型和流程选择；滤池个数和滤床尺寸的确定；初沉池、二沉池的形式、个数和工艺尺寸的确定；布

50、水设备计算。1 1 滤池类型的选择 低负荷生物滤池仅在污水量小、地区偏僻、石料不贵的场合尚有可能选用。目前，大多数工程采用高负荷生物滤池，其主要有两种类型：带回流的生物滤池和塔式生物滤池。滤池类型的选择，应通过占地面积、基建费用和运行费用的比较而定。垫祷祭悉脸杏毖炎荚窗闽焦撩降嵌侯妈塞急值润醉毅静粮磨蹬蓝框漾子链水污染控制工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1控掌路始拘求圭旷涡涡纂贾若涤粹蔡筏毋遮核抵肇旗牢锥那矗圃荒献抄忿优质文档水污染操纵工程 第八章 生物膜法1水污染控制工程 第八章 生物膜法1第34页/共43页2 2 流程的选择 确定流程需要解决的问题：是否设初沉池；采