第3章 废水生物处理.ppt

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1、第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理 概概 述述 生物膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物来去除废水中有机物的方法，两者是平行发展起来的污水好氧处理工艺。生物膜法和活性污泥法的区别 活性污泥法中的微生物在曝气池内以活性污泥的形式呈悬浮状态，属于悬浮生长系统；生物膜法中的微生物附着生长在填料或载体上，形成膜状的活性污泥，属于固着生长系统。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理生物膜法的实质净化机理概述第三章 废水的生物处

2、理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(一一)生物膜的形成和结构生物膜的形成和结构 生物膜法主要是用于处理溶解性有机物。生物膜法主要是用于处理溶解性有机物。生物膜废水处理技术的生物膜废水处理技术的关键是形成性能良好的生物关键是形成性能良好的生物膜。膜。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(一一)生物膜的形成和结构生物膜的形成和结构 当废水中含有足够数量的有机营养物、微量元素及溶解氧时，微生物在作为载体的填料表面生长繁殖。微生物可以在其自身

3、通过代谢途径产生的胶质粘膜内活动，使微生物的数量不断增长，并使其从载体表面向外伸展。好氧层的形成由好氧微生物和兼性微生物组成，由于吸收营养和溶解氧比较容易，微生物生长繁殖迅速，其厚度一般为2mm左右 好氧层的特征第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(一一)生物膜的形成和结构生物膜的形成和结构 由于微生物的不断繁殖增长，生物膜的厚度不断增加，当膜厚增到一定程度后，在氧不能透入的膜内侧深部即转变为厌氧状态。厌氧层的形成内部和载体接触的部分，由于营养物质和溶解氧的不足，微生物的生长繁殖受到限制，好氧微生物难以存

4、活，兼性微生物转为厌氧代谢方式，而某些厌氧微生物却恢复了活性，厌氧层在生物膜达到一定厚度时才出现 厌氧层的特征状态良好的生物膜是细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物及固体杂质等构成的生态系统。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(二二)生物膜法的基本流程生物膜法的基本流程初沉池初沉池生物膜反应器进水回流排泥出水二沉池二沉池排泥第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(三三)生物膜法的净化过程生物膜法的净化过程生物膜由生物

5、膜由好氧好氧和和厌氧厌氧两层组成，有机物的降解主要是在好氧两层组成，有机物的降解主要是在好氧层内进行。层内进行。流动水层中的氧和有机物，通过附着水层传送给生物膜，氧流动水层中的氧和有机物，通过附着水层传送给生物膜，氧供微生物用于呼吸；有机物通过细菌的代谢活动而被降解。供微生物用于呼吸；有机物通过细菌的代谢活动而被降解。这样就使污水在其流动过程中逐步得到净化。这样就使污水在其流动过程中逐步得到净化。微生物的代谢产物如微生物的代谢产物如H H2 2O O等则进入流动水层，并随其排走，等则进入流动水层，并随其排走，而而C0C02 2及厌氧层分解产物如及厌氧层分解产物如H H2 2S S、NHNH3

6、3以及以及CHCH4 4等气态代谢产物等气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。则从水层逸出进入空气中。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(三三)生物膜法的净化过程生物膜法的净化过程第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(四四)生物膜的分类和特点生物膜的分类和特点生生物物膜膜分分类类充填式充填式浸没式浸没式生物滤池生物滤池生物转盘生物转盘生物流化床生物流化床生物接触氧化生物接触氧化第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一

7、、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(四四)生物膜的分类和特点生物膜的分类和特点(1)生物膜中微生物相复杂由于生物膜上的微生物不象活性污泥法中的悬浮生长微生物那样承受强烈的曝气搅拌冲击，生物膜反应器为微生物的繁衍、增殖及生长栖息创造了安稳的环境。生物膜上除以细菌生长为主外，还可能出现大量丝状菌，但不会发生污泥膨胀。线虫类、轮虫类以及寡毛虫类的微型动物出现的频率也较高。生物膜上的生物固体停留时间较长，故还能够生长世代时间较长、比增殖速度很小的微生物，如硝化菌等。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、

8、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(四四)生物膜的分类和特点生物膜的分类和特点(2)微生物量大，净化效果好 微生物的附着生长使生物膜含水率低，单位反应器容积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大的处理能力，净化功能显著提高。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(四四)生物膜的分类和特点生物膜的分类和特点(3)剩余污泥少(4)污泥密实，沉降性能好(5)耐冲击负荷，能处理低浓度污水(6)操作简单，运行费用低(7)不易发生污泥膨胀(8)投资费用较大第三章 废水的生物处理第三节 生物

9、膜法一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理一、生物膜法的基本原理(四四)生物膜的分类和特点生物膜的分类和特点生物膜法的不足（1）需要较多的填料和支撑结构，在不少情况下基建投资超过活性污泥法；（2）出水常常携带较大的脱落的生物膜片，大量非活性细小悬浮物分散在水中使处理水的澄清度降低；（3）活性生物量较难控制，在运行方面灵活性差；（4）载体材料的比表面积小，BOD容积负荷有限；（5）采用自然通风供氧，在生物膜内层往往形成厌氧层，从而缩小了具有净化功能的有效容积。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(一一)生物滤池的分类生

10、物滤池的分类生生物物滤滤池池分分类类 普通生物滤池普通生物滤池高负荷生物滤池高负荷生物滤池塔式生物滤池塔式生物滤池第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(二二)生物滤池的构造生物滤池的构造 生物滤池由池体、滤料、布水装置和排水系统等部分组成。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(二二)生物滤池的构造生物滤池的构造1 1、池体、池体 方形、矩形、圆形；池壁可有孔洞或不带孔洞的两种 一般要求池壁高于滤料0.5m。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(二

11、二)生物滤池的构造生物滤池的构造2 2、滤料、滤料滤料是生物膜赖以生长的载体，其主要特性有：能为微生物提供大量的表面积；使废水以液膜状均匀分布于其表面；有足够大的孔隙率，同时保证良好的通风；不被微生物分解，也不抑制微生物的生长；较好的化学稳定性；有较好的机械强度，不易变形和破碎。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(二二)生物滤池的构造生物滤池的构造第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(二二)生物滤池的构造生物滤池的构造Biofilm on rough surfaceBiofilm on smo

12、oth surface第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(二二)生物滤池的构造生物滤池的构造第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(二二)生物滤池的构造生物滤池的构造第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池3 3、布水装置、布水装置 两种：固定式布水装置、旋转式布水装置；普通生物滤池多采用固定式布水装置。高负荷生物滤池和塔式生物滤池则常用旋转布水装置。(二二)生物滤池的构造生物滤池的构造第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二

13、、生物滤池二、生物滤池(二二)生物滤池的构造生物滤池的构造第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(二二)生物滤池的构造生物滤池的构造4、排水系统 其作用是收集、排出处理后的废水和保证良好的通风；由渗水顶板、集水沟和排水渠所组成；渗水顶板用于支撑滤料，其排水孔的总面积应不小于滤池表面积的20%；渗水顶板的下底与池底之间的净空高度一般应在0.6m以上，以利通风，一般在出水区的四周池壁均匀布置进风孔。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(三三)影响生物滤池性能的因素影响生物滤池性能的因素1、滤床的高度

14、处理城市污水时，普通生物滤池的经济高度为2.0-3.0m，塔滤池的经济高度在7-10m。2、有机负荷与水力负荷有机负荷kgBOD5/m3.d或kgBOD5/m2.d；水力负荷：1）水力面积负荷m3/m2.d，或m/d；滤速 2）水力容积负荷 m3/m3.d 处理城市污水时，普通生物滤池的适宜表面水力负荷为1-4 m3/(m2d)，高负荷生物滤池为10-30 m3/(m2d)。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(三三)影响生物滤池性能的因素影响生物滤池性能的因素3、回流 在下列三种情况下应考虑回流：进水有机物浓度高时（BOD5200mg/L）；

15、水量小无法维持最低水力负荷时；污水中存在高浓度有毒物质时。4 4、供氧、供氧 一般是自然通风第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池二、生物滤池(三三)影响生物滤池性能的因素影响生物滤池性能的因素第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法三、生物转盘三、生物转盘三、生物转盘三、生物转盘(一一)生物转盘的工作原理生物转盘的工作原理1 1、净化原理、净化原理:废水处于半静止状态，而微生物则在转动的盘废水处于半静止状态，而微生物则在转动的盘面上，转盘面上，转盘40%40%的面积浸没在废水中，盘面低速转动；的面积浸没在废水中，盘面低速转动；盘面上生物膜的厚度与废水浓度、性

16、质及转速有关，一般盘面上生物膜的厚度与废水浓度、性质及转速有关，一般0.10.10.5mm0.5mm。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法三、生物转盘三、生物转盘三、生物转盘三、生物转盘(一一)生物转盘的工作原理生物转盘的工作原理第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法三、生物转盘三、生物转盘三、生物转盘三、生物转盘(一一)生物转盘的工作原理生物转盘的工作原理2 2、构成与系统组成、构成与系统组成转速一般为转速一般为18m/min18m/min；废水的流动方式，有轴废水的流动方式，有轴 直角流与轴平行流。直角流与轴平行流。有有一轴一段一轴一段、一轴多段一轴多段、以、以及及多轴多段多轴多段等形式

17、；等形式；第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法三、生物转盘三、生物转盘三、生物转盘三、生物转盘生物转盘的主要组成部分生物转盘的构造转动轴盘片废水处理槽驱动装置第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法处理工艺。在池内充满填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。又称为“淹没式生物滤池”。采用与曝气池相同的曝气方法，又称“接触曝气法”。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法生物接触氧

18、化法生物接触氧化法净化原理净化原理u填料上生长生物膜，吸附、降解废水中的有机物；填料上生长生物膜，吸附、降解废水中的有机物；u曝气装置向水中提供氧气，并起搅拌和混合作用；曝气装置向水中提供氧气，并起搅拌和混合作用；u该法是一种介于活性污泥法和生物膜法二者之间该法是一种介于活性污泥法和生物膜法二者之间的生物处理方法，具有二者的优点。的生物处理方法，具有二者的优点。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法生物接触氧化法的特点生物接触氧化法的特点生物接触氧化池的性能特征：1.具有较高的微生物浓度，一般可达1020g/L；2.生物膜

19、具有丰富的生物相，含有大量丝状菌，形成了稳定的生态系统，污泥产量低；3.具有较高的氧利用率；4.具有较强的耐冲击负荷能力；5.生物膜活性高；6.没有污泥膨胀的问题。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法1 1.基本流程基本流程第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法2.2.生物接触氧化池的构造生物接触氧化池的构造由池体、填料、布水系统和曝气系统等组成；由池体、填料、布水系统和曝气系统等组成；填料高度一般为填料高度一般为3.0m3.0m左右，填料层上部水层

20、高约为左右，填料层上部水层高约为0.5m0.5m，填料，填料层下部布水区的高度一般为层下部布水区的高度一般为0.50.51.5m1.5m；第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法四、生物接触氧化法聚乙烯蜂窝填料聚乙烯蜂窝填料半软性填料半软性填料常见填料常见填料Cncnc-micro软性纤维填料软性纤维填料第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法五、生物流化床五、生物流化床五、生物流化床五、生物流化床生物流化床是70年代开发的一种新型生物

21、膜法处理工艺；以比重大于1的细小惰性颗粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等为载体；废水以较高的上升流速使载体处于流化状态；生物固体浓度很高，传质效率也很高，是一种高效的生物处理构筑物。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法五、生物流化床五、生物流化床五、生物流化床五、生物流化床第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法五、生物流化床五、生物流化床五、生物流化床五、生物流化床第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法五、生物流化床五、生物流化床五、生物流化床五、生物流化床1.1.两相生物流化床两相生物流化床在生物流化床外设在生物流化床外设充氧设备和脱膜设充氧设备和脱膜设备，在床体内只有备，在床体内只有液、固两相；液、固两相；进入反应器之前，进入反应器之前，废水中的废水中的DODO可达可达8 89mg/L9mg/L（以纯氧（以纯氧为气源时，可达为气源时，可达303040mg/L40mg/L）。）。第三章 废水的生物处理第三节 生物膜法五、生物流化床五、生物流化床五、生物流化床五、生物流化床2.2.三相生物流化床三相生物流化床直接向反应器内充氧，直接向反应器内充氧，床体内有气、固、液三床体内有气、固、液三相共存；相共存；气体搅动剧烈，载体颗气体搅动剧烈，载体颗粒之间摩擦剧烈，可使粒之间摩擦剧烈，可使表层的生物膜自行脱落，表层的生物膜自行脱落，因此一般无需体外脱膜因此一般无需体外脱膜装置。装置。