污水生物處理生物膜

污水生物處理生物膜第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（一）概述1、生物膜法的凈化機理（1）生物膜的形成：污水與掛膜介質流動接觸，微生物在介質表面生長，經過一段時間后，介質表面將覆蓋一層膜狀污泥，即生物膜。（2）凈化機理：當生物膜增厚到一定程度后，在氧不能透入的里層為厭氧狀態(tài)，這樣生物膜由好氧層和厭氧層組成，好氧層一般為2cm左右。（3）膜脫落：在膜生長過程中，由于水力沖刷、重量下沉、氣體外逸、后生動物活動等左右，使生物膜不斷的脫落、更新，生物膜的更新脫落是完全必要的。第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（一）概述2、生物膜的主要特點（1）適應沖擊負荷變化的能力強；（2）反應器內微生物的濃度高；（3）無污泥回流系統(tǒng)，剩余污泥產量低；（4）同時存在硝化和反硝化，氨氮去除效率高；（5）操作管理簡單，運行費用低；第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（一）概述3、生物膜法的影響因素（1）溫度：10~35℃。（2）pH：6.5~8.5，避免pH值的突然變化。（3）水力負荷：水力負荷愈小，污水與生物膜接觸時間愈長，處理效果愈好。（4）溶解氧：一般應維持在4mg/L左右。（5）填料類型：影響填料載膜性質的因素有表面及大小、表面親水性、表面電荷、表面粗糙度、載體的密度、孔隙率、強度等等。第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（一）概述3、生物膜法的影響因素（6）生物膜量及活性：（7）有毒物質：重金屬離子、酚、氰等。（8）營養(yǎng)物質：BOD5:N:P=100:5:1;微量元素。第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型1、生物膜法的分類生物膜法的工藝類型很多，根據(jù)生物膜法的反應器附著狀態(tài)，生物膜反應器可以劃分為固定床和流動床兩大類。常見的生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、接觸氧化等。第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型2、生物濾池（1）普通生物濾池（2）高負荷生物濾池（3）塔式生物濾池（4）曝氣生物濾池第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型（1）普通生物濾池（滴濾池）A.池體平面上呈現(xiàn)方形或矩形，池壁用磚石筑造，一般高出填料表面0.5~0.9m。B.填料多采用空心的拳狀填料，如碎石、卵石、爐渣、焦炭等，一般分工作層和承托層兩層填充，總厚度約為1.5~2.0m。工作層厚1.3~1.8m，粒徑介于25~40mm，承托層厚0.2m，填料介于70~100mm。C.布水采用固定噴嘴布水系統(tǒng)，由投配池，布水管道和噴嘴等幾部分組成。運行方便，但水頭較大，噴水周期短5~8min。第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型（1）普通生物濾池（滴濾池）D.排水排除處理后的污水，保證濾池良好的通風。排水系統(tǒng)包括滲水裝置、匯水溝和總排水溝，底部空間的高度不應小于0.6m。E.優(yōu)點處理效果好，BOD的去處效率可達95%；運行穩(wěn)定、易于管理、節(jié)省能源。F.缺點填料易堵塞；占地面積大，不適合處理量大的污水；產生濾池蠅，噴嘴產生臭味等，惡化環(huán)境。第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一硬性填料軟性填料第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一半軟性填料球狀懸浮型填料第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型（2）高負荷生物濾池與普通生物濾池相比，高負荷生物濾池大幅度的提高了濾池的負荷，其BOD容積負荷高于普通生物濾池6~8倍，水力負荷則高達10倍。優(yōu)點：均化與穩(wěn)定進水水質；加速生物膜的再生，抑制濾池蠅的滋生，減輕散發(fā)的臭味。第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一高負荷生物濾池第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一濾料布水器承托層排水系統(tǒng)進水出水●基本原理：廢水從上向下從濾料空隙間流過，與生物膜充分接觸，其中的有機污染物被微生物吸附并降解。第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型（3）塔式生物濾池A.塔式生物膜的組成：塔式生物濾池一般高達8~24m，直徑1~3.5m，徑高比介于1:6~1:8左右，呈塔狀，由塔身、填料、布水系統(tǒng)、通風和排水系統(tǒng)組成。塔身：分層建筑，在分層處設置格柵，每層高度不超過2.5m，每層都應設檢修口以便更換填料，并設置測量口和觀察孔。填料：塔式生物濾池宜于采用輕質填料，在我國使用比較多的是環(huán)氧樹脂固化的玻璃布蜂窩填料。這種填料比表面積大，結構均勻，有利于空氣流通和污水的均勻分布，不易堵塞。布水和通風：大中型濾塔多采用電機驅動的旋轉布水器，也可以用水流的反作用驅動，小型的多采用固定噴嘴布水系統(tǒng)，也可采用多孔管和濺水篩板布水；塔底有高度為0.4～0.6m的空間進行通風。第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型（3）塔式生物濾池B.塔式生物膜的特點：高負荷率：塔式生物濾池水力負荷可達80～200m3/(m2·d)，，為一般高負荷生物濾池的2~10倍，生物膜生長速度快，活性較高。微生物分層現(xiàn)象：在各層生長著種屬各異、但適應該層特征的污水，有助于微生物的生長和污染物質的去除。耐沖擊能力強，因此常用于高濃度工業(yè)廢水二級生物處理的第一級處理。塔式生物濾池適宜于小規(guī)模污水處理，一般不超過10000m3/d。第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型（3）塔式生物濾池B.塔式生物膜的特點：高負荷率：塔式生物濾池水力負荷可達80～200m3/(m2·d)，，為一般高負荷生物濾池的2~10倍，生物膜生長速度快，活性較高。微生物分層現(xiàn)象：在各層生長著種屬各異、但適應該層特征的污水，有助于微生物的生長和污染物質的去除。耐沖擊能力強，因此常用于高濃度工業(yè)廢水二級生物處理的第一級處理。塔式生物濾池適宜于小規(guī)模污水處理，一般不超過10000m3/d。第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型（4）曝氣生物濾池A.結構與處理過程：底部設置承托層，上部為填料，在承托層設置曝氣用的空氣管及空氣擴散裝置，處理水集水管間作反沖洗水管設置在承托層內。B.主要特征：無需沉淀池，占地面積??；以3~5mm的小顆粒作為填料，比表面積大，微生物附著力強；無需污泥回流，無污泥膨脹，反沖洗自動化，維護管理方便。第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型（4）曝氣生物濾池C.曝氣生物濾池的設計參數(shù)生物濾池的特征參數(shù)濾料直徑/mm生物濾床高度/m生物濾床單位面積/m23~82~4100運行參數(shù)過濾濾速/[m3/(m2·h)]曝氣強度/[m3/(m2·h)]BOD5負荷/[kg/(m3·h)]2~84~154~7生物濾池的沖洗水沖洗強度/[m3/(m2·h)]氣沖洗強度/[m3/(m2·h)]沖洗周期沖洗時間/min20~8020~8012h，3d30~40第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型3、生物轉盤（1）組成和構造生物轉盤有盤片、轉軸和驅動裝置以及接觸反應槽三部分組成。盤片：具有輕質高強、耐腐蝕、耐老化、易于掛膜、不變形，比表面及大等性質，盤片為圓型、正多角型。直徑為2.0~3.6m之間，盤片間距30mm。35%侵沒于水中。驅動裝置：動力設備，減速設備以及傳動鏈條等，電力機械傳動、空氣機械傳動和水力機械傳動，轉速0.8~3.0r/min，外緣線速度以15~18m/min為宜。厭氧膜好氧膜轉盤載體液膜第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型3、生物轉盤（2）生物轉盤的特征微生物濃度高，F(xiàn)/M比為0.05~0.1；污泥齡長，硝化細菌生長，能夠實現(xiàn)硝化反硝化脫氮；處理廢水的范圍廣，耐沖擊能力強；污泥量少，約為活性污泥系統(tǒng)的1/2左右；動力消耗低，每去除1kgBOD的耗電量約為0.7kwh；第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型3、生物轉盤（3）生物轉盤的工藝流程第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型4、接觸氧化（1）生物接觸氧化的特征較強額耐沖擊負荷能力，間歇運行的條件下，能夠保證良好的運行效果，對排水不均勻的企業(yè)更具有實際意義。操作簡單、運行方便，易于管理，無需污泥回流，無污泥膨脹；污泥少，顆粒大，易沉降。具有多種凈化功能，能夠脫氮，可作為深度處理技術；第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一進水初沉池生物接觸氧化池空氣剩余污泥二沉池出水回流污泥？生物接觸氧化工藝流程第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型4、接觸氧化（2）生物接觸氧化的流程（2）生物接觸氧化的流程A.一級處理流程B.二級處理流程C.三級處理流程第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型4、接觸氧化（2）生物接觸氧化的流程（3）生物接觸氧化的構造接觸氧化池是由池體、填料、支架及曝氣裝置、進出水裝置以及排泥管道等部件組成。第26頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一（二）生物膜法的類型4、接觸氧化（2）生物接觸氧化的流程（4）生物接觸氧化的設計計算按平均日處理量進行計算；池座數(shù)一般不應小于兩座，并按同時工作考慮；填料層總高度一般取3m，當采用蜂窩填料時，應分層裝填，每層高1m，蜂窩內切孔徑不宜小于25mm；池中的溶解氧一般維持在2.5～3.5mg/L之間，氣水比為15～20:1;污水在池內有效接觸時間不應少于2h;生物接觸氧化池的填料體積可按BOD－溶積負荷計算，亦可以按接觸時間計算。