好氧生物处理生物膜法PPT课件.ppt

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1、关于好氧生物处理生物膜法第一张，PPT共四十八页，创作于2022年6月主要内容n生物膜法基本原理n生物膜法的工艺特点n生物膜法的主要工艺第二张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物膜的定义、特点生物膜生物膜:以附着附着在惰性载体表面生长的，以微生物为主，包含微生物及其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的微生物及其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的无机及有机物无机及有机物等组成，具有较强的生物降解和吸附性能的结构。与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；土壤自净过程的人工化和强化；土壤自净过程的人工化和强化；生物膜法主要去除废水中生物膜法主

2、要去除废水中溶解性溶解性的和的和胶体状胶体状的的有机污染有机污染物物，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力第三张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物膜法的基本原理1 生物膜的形成生物膜的形成前提条件前提条件：起支撑作用、供微生物附着生长的载体物质：在生物滤池中称为滤料；在接触氧化工艺中称为填料；在好氧生物流化床中称为载体；供微生物生长所需的营养物质，即废水中的有机物、N、P以及其它营养物质；作为接种的微生物。第四张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物膜法的基本原理生物膜的形成过程生物膜的形成过程：初步形成：含有营养物质和接种微生物的污水

3、在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。生物膜的成熟：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天左右(城市污水，20C)第五张，PPT共四十八页，创作于2022年6月微生物在载体表面附着的步骤不可逆附着微生物向载体表面运送可逆附着液相中悬浮微生物附着微生物增长，形成生物膜没有附着微生物第六张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物膜法的基本原理生生物物膜膜的的结结构构第七张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物膜法的基本原理 2 生物膜的性质生物膜的

4、性质：高度亲水，存在着附着水层；微生物高度密集：这些微生物主要起着去除废水中的有机污染物的作用，形成了有机污染物细菌原生动物(后生动物)的食物链。第八张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物膜法的基本原理3 生物膜的更新与脱落生物膜的更新与脱落成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成，好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm。厌氧膜的出现：生物膜厚度不断增加，氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态；厌氧膜的加厚：厌氧的代谢产物增多，导致厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破坏；气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力，成为老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。老化膜脱落，新生生物膜

5、又会生长起来，新生生物膜的净化功能较强。第九张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物膜法的工艺特点1、微生物方面的特征 微生物种类多样化：相对安静、稳定的环境；SRT相对较长；丝状菌可以大量生长，无污泥膨胀之虞；线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高；藻类、甚至昆虫类也会出现；生物膜上微生物的食物链较长：动物性营养者所占比例较大，微型动物的存活率较高；食物链长；污泥产量少于活性污泥系统(仅为1/4左右)。能够存活世代时间较长的微生物，如硝化细菌，有利于硝化作用的进行。第十张，PPT共四十八页，创作于2022年6月2、在处理工艺方面的特征：、在处理工艺方面的特征：对水质、水量变动有较强的适

6、应性；剩余污泥的沉降性能良好，易于固液分离；能够处理低浓度污水；易于维护运行，运行费用少。第十一张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物膜法的主要工艺类型主要的生物膜法工艺有：生物滤池：其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；生物转盘；生物接触氧化法；好氧生物流化床等。第十二张，PPT共四十八页，创作于2022年6月1 生物滤池工艺生物滤池工艺生物滤池的发展：生物滤池是在污水灌溉的实践基础上发展起来的人工生物处理法；首先于1893年在英国试验成功，从1900年开始应用于废水处理中；主要有以下几种形式：普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、活性生物滤池等。生物滤池示

7、意图 第十三张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物滤池的构造与组成生物滤池一般主要由滤床(池体与滤料)、布水装置和排水系统等三部分组成：1、池体 在20世纪30、40年代以前，生物滤池的池体多为方形或矩形；在出现了旋转布水器之后，则大多数的生物滤池均采用圆形池体，主要是便于运行；池壁可有孔洞或不带孔洞的两种：有孔洞的池壁有利于滤料的内部通风，但在冬季易受低气温的影响；一般要求池壁高于滤料0.5m；在寒冷地区，有时需要考虑防冻、采暖、或防蝇等措施。第十四张，PPT共四十八页，创作于2022年6月2、滤料滤料：是生物膜赖以生长的载体，其主要特性有：大的表面积，有利于微生物的附着；能使废水以

8、液膜状均匀分布于其表面；有足够大的孔隙率，使脱落的生物膜能随水流到池底，同时保证良好的通风；适合于生物膜的形成与粘附，且应该既不被微生物分解，又不抑制微生物的生长；有较好的机械强度，不易变形和破碎。第十五张，PPT共四十八页，创作于2022年6月(1)普通生物滤池的滤料普通生物滤池的滤料：一般为实心拳状滤料，如碎石、卵石、炉渣等；工作层的滤料的粒径为2540mm，承托层滤料的粒径为70100mm；同一层滤料要尽量均匀，以提高孔隙率；滤料的粒径愈小，比表面积 就愈大，处理能力可以提高；但粒径过小，孔隙率降低，则滤料层易被生物膜堵塞；一般当滤料的孔隙率在45%左右时，滤料的比表面积约为65100m

9、2/m3。第十六张，PPT共四十八页，创作于2022年6月(2)高负荷生物滤池的滤料高负荷生物滤池的滤料：滤料粒径较大，一般为40100mm，其中工作层滤料的粒径为4070mm，承托层则为70100mm，孔隙率较高，可以防止堵塞和提高通风能力；滤料常采用卵石、石英砂、花岗岩等，一般以表面光滑的卵石为好；目前常采用塑料滤料：聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等制成；形状有波纹板式、斜管式和蜂窝式等，其特点有：质量轻、强度高、耐腐蚀、比表面积和孔隙率都较大。主要缺点：造价较高，初期投资较大。第十七张，PPT共四十八页，创作于2022年6月3 布水装置布水装置：将废水均匀地喷洒在滤料上；主要有两种：固定式布

10、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：固定式布水装置旋转布水器第十八张，PPT共四十八页，创作于2022年6月4 排水系统排水系统 处于滤床的底部，其作用是收集、排出处理后的废水和保证良好的通风；一般由渗水顶板、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。第十九张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物滤池工艺流程初沉池生物滤池 二沉池出水回流出水进水剩余污泥与活性污泥工艺的流

11、程不同的是，在生物滤池中常采用出水出水回流回流，而基本不会采用污泥回流，因此从二沉池排出的污泥全部作为剩余污泥进入污泥处理流程进行进一步的处理。第二十张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物滤池挂膜挂膜挂膜：洁净滤床逐渐长出生物膜的过程。方法方法：待处理废水、污泥或生物膜碎屑及其他添加物（补充养分、清水等）按适当比例混合后淋洒生物滤池，出水进入二沉池，然后以二沉池作为循环水池，出水再次淋洒滤池并适当补充废水量，如此循环进行直至二沉池出水达到要求的水质标准。第二十一张，PPT共四十八页，创作于2022年6月影响生物滤池功能的主要因素滤床的比表面积和孔隙率，表面积愈大，生物膜量愈多，净化功能

12、愈强；孔隙率大，滤床不易堵塞，通风效果好，提供足够的氧；比表面积和孔隙率愈大，扩大传质的界面，促进水流紊动，提高净化功能。滤床的高度，不同高度，生物膜量、微生物种类、去除有机物的速度等方面都是不同的；滤床的上层，废水中的有机物浓度高，营养物质丰富，微生物繁殖速度快，生物膜量多且主要以细菌为主，有机污染物的去除速度高；随着滤床深度的增加，废水中的有机物量减少，生物膜量也减少，微生物从低级趋向高级，有机物去除速度降低；有机物的去除效果随滤床深度的增加而提高，但去除速率却随深度的增加而降低。第二十二张，PPT共四十八页，创作于2022年6月回流：高负荷、塔式生物滤池，回流。滤池可得到连续投配的废水，

13、工作较稳定；冲刷去除老化生物膜，降低膜厚度，抑制滤池蝇；均衡滤池负荷，提高滤池的效率；可以稀释、降低进水有毒有害物质和有机物浓度。供氧：自然通风影响因素有：池内温度与气温之差；滤池高度；滤料孔隙率及风力等；第二十三张，PPT共四十八页，创作于2022年6月有机负荷与水力负荷有机负荷-kgBOD5/m3.d；水力负荷：水力表面负荷-m3/m2.d，或m/d；-滤速；水力容积负荷-m3/m3.d有机负荷较高，生物膜增长较快，引起滤料堵塞，需要调整水力负荷，水力负荷增加，提高水力冲刷力，维持生物膜的厚度，一般是通过出水回流来解决。生物滤池处理能力指标第二十四张，PPT共四十八页，创作于2022年6月

14、普通生物滤池普通生物滤池：最早的生物滤池，负荷低，水力负荷：1-4m3/m2滤池/d，BOD负荷：0.1-0.4kg/m3滤池/d,优点：净化效果好，BOD去除率高90-95%。缺点：占地面积大，易于堵塞。高负荷生物滤池高负荷生物滤池：出水回流等运行措施，进水BOD浓度控制在200mg/L以下，加大进水量，使滤料不断受到冲刷，生物膜连续脱落，不断更新，水力负荷、BOD负荷提高到原来10倍以上，占地大、易于堵塞的问题也得以解决。塔式生物滤池塔式生物滤池：引进化学工业填料塔方式改进填料堆填方式，大大增加滤池高度，高度与直径比（6-8：1），通风较好，有机负荷高，净化功能良好，占地问题进一步解决。随

15、着塑料工业发展，开始使用塑料制备的轻质填料，也促进了生物滤池的发展。生物滤池类型生物滤池类型第二十五张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物滤池与活性污泥法的比较项项目目生物膜法生物膜法活性活性污污泥法泥法基建基建费费低低较较低低运行运行费费低低较较高高气候的影响气候的影响较较大大较较小小技技术术控制控制较较易控制易控制要求要求较较高高灰灰蝇蝇和臭味和臭味蝇蝇多、味大多、味大无无最后出水最后出水负负荷低荷低时时,硝化程度硝化程度较较高高,但但悬悬浮物浮物较较高高悬悬浮物浮物较较少少,但硝化但硝化程度不高程度不高剩余剩余污污泥量泥量少少大大泡沫泡沫问题问题很少很少较较多多第二十六张，PPT

16、共四十八页，创作于2022年6月2 生物转盘构造与净化机理构造与净化机理：废水处于半静止状态，而微生物则在转动的盘面上；转盘40%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、性质及转速有关，一般0.10.5mm。第二十七张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物转盘的组成生物转盘的主要组成单元有：盘片、接触反应槽、转轴与驱动装置等，1、盘片 盘片的形状：外缘：圆形、多角形及圆筒形；盘面：平板、凹凸板、波形板、蜂窝板、网状板等以及各种组合。盘片的厚度与材质：要求质轻、薄、强度高，耐腐蚀，同时还应易于加工、价格低等；一般厚度为0.51.0cm；常用材料有聚丙烯、聚乙烯、聚氯

17、乙烯、聚苯乙烯以及玻璃钢等。转盘的直径：一般直径为2.0、2.5、3.0、3.5m等，常用的是3.0m。盘片间的间距：一般为30mm，高密度型则为1015mm。第二十八张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物转盘的组成2、接触反应槽 一般可以用钢板或钢筋混凝土制成，横断面呈半圆形或梯形；槽内水位一般达到转盘直径的40%，超高为2030cm；转盘外缘与槽壁之间的间距一般为2040cm。第二十九张，PPT共四十八页，创作于2022年6月构成与系统组成构成与系统组成：生物转盘的转速一般为18m/min；有一轴一段、一轴多段、以及多轴多段等形式；废水的流动方式，有轴直角流与轴平行流。多段式生物转

18、盘第三十张，PPT共四十八页，创作于2022年6月l有机负荷与水力负荷有机负荷-kgBOD5/m3（槽）.d或kgBOD5/m2（盘片）.d；水力负荷-m3（水）/m3（槽）.d或m3（水）/m2（盘片）.dl参数确定参数确定：通过实验求得经验：城镇生活污水：有机负荷：0.005-0.020 kgBOD5/m2（盘片）.d，水力负荷0.04-0.20 m3（水）/m2（盘片）.d生物转盘的处理能力指标第三十一张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物转盘的主要特征 节能，即运行费用较低；生物量多，净化率高，适应性强，出水水质较好；生物膜上生物的食物链长，污泥产量少，为活性污泥法的1/2左右

19、；维护管理简单，功能稳定可靠，无噪音，无灰蝇；受气候影响较大，顶部需要覆盖，有时需要保暖；所需的场地面积一般较大，建设投资较高。第三十二张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物转盘的新进展空气驱动生物转盘：与沉淀池合建生物转盘：与曝气池合建生物转盘：第三十三张，PPT共四十八页，创作于2022年6月3 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；又称为淹没式生物滤池。如下特点：池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流过填料，填料上布满生物膜采用与活性污泥法曝气池相同的曝气方法，向微生物提供所需要的氧，并起到搅拌混合的作用。第三十四

20、张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物接触氧化池的构造 生物接触氧化池由池体、填料、布水系统和曝气系统等组成；填料高度一般为3.0m左右，填料层上部水层高约为0.5m，填料层下部布水区的高度一般为0.51.5m之间，根据曝气装置与填料的相对位置，可以分为两大类：曝气装置与填料分设：填料区水流较稳定，有利于生物膜的生长，但冲刷力不够，生物膜不易脱落；可采用鼓风曝气或表面曝气装置；较适用于深度处理。曝气装置直接安设在填料底部，曝气装置多为鼓风曝气系统；可充分利用池容；填料间紊流激烈，生物膜更新快，活性高，不易堵塞；检修较困难。第三十五张，PPT共四十八页，创作于2022年6月曝气装置与填料

21、分设第三十六张，PPT共四十八页，创作于2022年6月曝气装置直接安设在填料底部第三十七张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物接触氧化法的填料 填料填料是微生物的载体，其特性对接触氧化池中生物量、氧的利用率、水流条件和废水与生物膜的接触反应情况等有较大影响；按形状分为硬性填料、软性填料、半软性填料、硬性填料、软性填料、半软性填料、及球状悬浮型填料及球状悬浮型填料等，按形状方面可分为：蜂窝状、束状、筒状、列管状、波纹板状、板状、网状以及球状等，按材质有塑料、玻璃钢和纤维。第三十八张，PPT共四十八页，创作于2022年6月第三十九张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物接触氧化主要特

22、点 生物接触氧化池内的生物固体浓度（1020g/L）高于活性污泥法和生物滤池，具有较高的容积负荷（可达3.06.0kgBOD5/m3.d）；不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理简单；对水量水质的波动有较强的适应能力；污泥产量略低于活性污泥法。第四十张，PPT共四十八页，创作于2022年6月4 生物流化床生物流化床是70年代开发的一种新型生物膜法处理工艺；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。第四十一张，PPT共四十八页，创作于2022年6月载体颗粒流化原理载体颗粒的流

23、化，是由于上升的水流(或水流与气流)所造成的。一般可以有以下三种状态：1)固定状态；2)流化状态；3)流失状态第四十二张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物流化床的工艺类型根据供氧方式、脱膜方式及床体结构等的不同，可分为两相生物流化床和三相生物流化床。两相生物流化床两相生物流化床在生物流化床外设充氧设备和脱膜设备，在床体内只有液、固两相；进入反应器之前，废水中的DO可达89mg/l(以纯氧为气源时，可达3040mg/l)。第四十三张，PPT共四十八页，创作于2022年6月三相流化床：直接向反应器内充氧，床体内有气、固、液三相共存；气体搅动剧烈，载体颗粒之间摩擦剧烈，可使表层的生物膜自行

24、脱落，因此一般无需体外脱膜装置。第四十四张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物流化床的构造主要包括反应器、载体、布水装置、充氧装置和脱膜装置等。1、反应器一般呈圆柱状；高径比一般采用34:1；若采用内循环三相生物流化床时，升流区截面积与降流区面积之比应在1左右。2、载体主要性能：比重略大于1；表面比较粗糙；对微生物无毒性；不与废水物质反应；价廉易得。常用载体有：砂粒、无烟煤、焦炭、活性炭、陶粒及聚苯乙烯颗粒；生物固体浓度与载体投加量有直接关系。第四十五张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物流化床的构造3、布水设备对两相生物流化床，布水均匀十分关键；对三相生物流化床，由于有气体的

25、搅拌，布水设备不十分重要。4、充氧装置5、脱膜装置一般三相生物流化床不需设置专门的脱膜装置；在两相生物流化床系统中常设的脱膜装置有：振动筛 叶轮脱膜装置 刷式脱膜装置第四十六张，PPT共四十八页，创作于2022年6月生物流化床的优点及问题 生物固体浓度高(1020g/l)，因此容积负荷较高(78kgBOD5/m3.d以上)，水力停留时间可大大缩短，基建费用较小；无污泥膨胀或其它生物膜法中的滤料堵塞；能适应不同浓度范围的废水，能适应较大的冲击负荷；由于容积负荷和床体高度较大，占地面积较小；实际生产运行的经验较少，对于床体内的流动特征尚无合适的模型描述，在进行放大设计时有一定的不确定性。第四十七张，PPT共四十八页，创作于2022年6月感谢大家观看第四十八张，PPT共四十八页，创作于2022年6月