廢水生物處理

廢水生物處理第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理生物膜法的實質(zhì)是使細菌和菌類一類的微生物和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁育，并在其上形成膜狀生物污泥——生物膜。

污水與生物膜接觸，污水中的有機污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)，為生物膜上的微生物所攝取，微生物自身得到繁衍增殖，同時污水得到凈化。凈化機理概述第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(一)生物膜的形成和結(jié)構(gòu)

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生物膜法主要是用于處理溶解性有機物。

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生物膜廢水處理技術(shù)的關(guān)鍵是形成性能良好的生物膜。第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(一)生物膜的形成和結(jié)構(gòu)

當(dāng)廢水中含有足夠數(shù)量的有機營養(yǎng)物、微量元素及溶解氧時，微生物在作為載體的填料表面生長繁殖。

微生物可以在其自身通過代謝途徑產(chǎn)生的膠質(zhì)粘膜內(nèi)活動，使微生物的數(shù)量不斷增長，并使其從載體表面向外伸展。好氧層的形成由好氧微生物和兼性微生物組成，由于吸收營養(yǎng)和溶解氧比較容易，微生物生長繁殖迅速，其厚度一般為2mm左右好氧層的特征第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(一)生物膜的形成和結(jié)構(gòu)

由于微生物的不斷繁殖增長，生物膜的厚度不斷增加，當(dāng)膜厚增到一定程度后，在氧不能透入的膜內(nèi)側(cè)深部即轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)。厭氧層的形成內(nèi)部和載體接觸的部分，由于營養(yǎng)物質(zhì)和溶解氧的不足，微生物的生長繁殖受到限制，好氧微生物難以存活，兼性微生物轉(zhuǎn)為厭氧代謝方式，而某些厭氧微生物卻恢復(fù)了活性，厭氧層在生物膜達到一定厚度時才出現(xiàn)厭氧層的特征狀態(tài)良好的生物膜是細菌、真菌、藻類、原生動物和后生動物及固體雜質(zhì)等構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)。第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(二)生物膜法的基本流程初沉池生物膜反應(yīng)器進水回流排泥出水二沉池排泥第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(三)生物膜法的凈化過程生物膜由好氧和厭氧兩層組成，有機物的降解主要是在好氧層內(nèi)進行。流動水層中的氧和有機物，通過附著水層傳送給生物膜，氧供微生物用于呼吸；有機物通過細菌的代謝活動而被降解。這樣就使污水在其流動過程中逐步得到凈化。微生物的代謝產(chǎn)物如H2O等則進入流動水層，并隨其排走，而C02及厭氧層分解產(chǎn)物如H2S、NH3以及CH4等氣態(tài)代謝產(chǎn)物則從水層逸出進入空氣中。第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(三)生物膜法的凈化過程第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(四)生物膜的分類和特點生物膜分類充填式浸沒式生物濾池生物轉(zhuǎn)盤生物流化床生物接觸氧化第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(四)生物膜的分類和特點生物膜特點

生物膜中微生物相復(fù)雜由于生物膜上的微生物不象活性污泥法中的懸浮生長微生物那樣承受強烈的曝氣攪拌沖擊，生物膜反應(yīng)器為微生物的繁衍、增殖及生長棲息創(chuàng)造了安穩(wěn)的環(huán)境。生物膜上除以細菌生長為主外，還可能出現(xiàn)大量絲狀菌，但不會發(fā)生污泥膨脹。線蟲類、輪蟲類以及寡毛蟲類的微型動物出現(xiàn)的頻率也較高。生物膜上的生物固體停留時間較長，故還能夠生長世代時間較長、比增殖速度很小的微生物，如硝化菌等。

第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(四)生物膜的分類和特點生物膜特點

(2)微生物量大，凈化效果好

微生物的附著生長使生物膜含水率低，單位反應(yīng)器容積內(nèi)的生物量可高達活性污泥法的5～20倍，因而生物膜反應(yīng)器具有較大的處理能力，凈化功能顯著提高。

第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(四)生物膜的分類和特點生物膜特點

(3)剩余污泥少(4)污泥密實，沉降性能好(5)耐沖擊負荷，能處理低濃度污水(6)操作簡單，運行費用低(7)不易發(fā)生污泥膨脹(8)投資費用較大第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法一、生物膜法的基本原理(四)生物膜的分類和特點生物膜法的不足

（1）需要較多的填料和支撐結(jié)構(gòu)，在不少情況下基建投資超過活性污泥法；（2）出水常常攜帶較大的脫落的生物膜片，大量非活性細小懸浮物分散在水中使處理水的澄清度降低；（3）活性生物量較難控制，在運行方面靈活性差；（4）載體材料的比表面積小，BOD容積負荷有限；（5）采用自然通風(fēng)供氧，在生物膜內(nèi)層往往形成厭氧層，從而縮小了具有凈化功能的有效容積。第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(一)生物濾池的分類生物濾池分類

普通生物濾池高負荷生物濾池塔式生物濾池第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(二)生物濾池的構(gòu)造

生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)等部分組成。第15頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(二)生物濾池的構(gòu)造1、池體方形、矩形、圓形；池壁可有孔洞或不帶孔洞的兩種一般要求池壁高于濾料0.5m。第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(二)生物濾池的構(gòu)造2、濾料濾料是生物膜賴以生長的載體，其主要特性有：能為微生物提供大量的表面積；使廢水以液膜狀均勻分布于其表面；有足夠大的孔隙率，同時保證良好的通風(fēng)；不被微生物分解，也不抑制微生物的生長；較好的化學(xué)穩(wěn)定性；有較好的機械強度，不易變形和破碎。第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(二)生物濾池的構(gòu)造第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(二)生物濾池的構(gòu)造BiofilmonroughsurfaceBiofilmonsmoothsurface第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(二)生物濾池的構(gòu)造第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(二)生物濾池的構(gòu)造第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池3、布水裝置兩種：固定式布水裝置、旋轉(zhuǎn)式布水裝置；普通生物濾池多采用固定式布水裝置。高負荷生物濾池和塔式生物濾池則常用旋轉(zhuǎn)布水裝置。(二)生物濾池的構(gòu)造第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(二)生物濾池的構(gòu)造第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(二)生物濾池的構(gòu)造4、排水系統(tǒng)其作用是收集、排出處理后的廢水和保證良好的通風(fēng)；由滲水頂板、集水溝和排水渠所組成；滲水頂板用于支撐濾料，其排水孔的總面積應(yīng)不小于濾池表面積的20%；滲水頂板的下底與池底之間的凈空高度一般應(yīng)在0.6m以上，以利通風(fēng)，一般在出水區(qū)的四周池壁均勻布置進風(fēng)孔。第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(三)影響生物濾池性能的因素1、濾床的高度處理城市污水時，普通生物濾池的經(jīng)濟高度為2.0-3.0m，塔濾池的經(jīng)濟高度在7-10m。2、有機負荷與水力負荷有機負荷——kgBOD5/m3.d或kgBOD5/m2.d；水力負荷：

1）水力面積負荷——m3/m2.d，或m/d；——濾速

2）水力容積負荷——m3/m3.d

處理城市污水時，普通生物濾池的適宜表面水力負荷為1-4m3/(m2·d)，高負荷生物濾池為10-30m3/(m2·d)。第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(三)影響生物濾池性能的因素3、回流在下列三種情況下應(yīng)考慮回流：進水有機物濃度高時（BOD5>200mg/L）；水量小無法維持最低水力負荷時；污水中存在高濃度有毒物質(zhì)時。

4、供氧一般是自然通風(fēng)第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法二、生物濾池(三)影響生物濾池性能的因素第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法三、生物轉(zhuǎn)盤(一)生物轉(zhuǎn)盤的工作原理1、凈化原理:廢水處于半靜止狀態(tài)，而微生物則在轉(zhuǎn)動的盤面上，轉(zhuǎn)盤40%的面積浸沒在廢水中，盤面低速轉(zhuǎn)動；盤面上生物膜的厚度與廢水濃度、性質(zhì)及轉(zhuǎn)速有關(guān)，一般0.1～0.5mm。第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法三、生物轉(zhuǎn)盤(一)生物轉(zhuǎn)盤的工作原理第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法三、生物轉(zhuǎn)盤(一)生物轉(zhuǎn)盤的工作原理2、構(gòu)成與系統(tǒng)組成轉(zhuǎn)速一般為18m/min；廢水的流動方式，有軸直角流與軸平行流。有一軸一段、一軸多段、以及多軸多段等形式；第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法三、生物轉(zhuǎn)盤第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一生物轉(zhuǎn)盤的主要組成部分生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造轉(zhuǎn)動軸盤片廢水處理槽驅(qū)動裝置第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法四、生物接觸氧化法生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法處理工藝。在池內(nèi)充滿填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。又稱為“淹沒式生物濾池”。采用與曝氣池相同的曝氣方法，又稱“接觸曝氣法”。第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法四、生物接觸氧化法第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一生物接觸氧化法凈化原理填料上生長生物膜，吸附、降解廢水中的有機物；曝氣裝置向水中提供氧氣，并起攪拌和混合作用；該法是一種介于活性污泥法和生物膜法二者之間的生物處理方法，具有二者的優(yōu)點。第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法四、生物接觸氧化法生物接觸氧化法的特點生物接觸氧化池的性能特征：1.具有較高的微生物濃度，一般可達10－20g/L；2.生物膜具有豐富的生物相，含有大量絲狀菌，形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，污泥產(chǎn)量低；3.具有較高的氧利用率；4.具有較強的耐沖擊負荷能力；5.生物膜活性高；6.沒有污泥膨脹的問題。第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法四、生物接觸氧化法1.基本流程第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第41頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法四、生物接觸氧化法2.生物接觸氧化池的構(gòu)造由池體、填料、布水系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)等組成；填料高度一般為3.0m左右，填料層上部水層高約為0.5m，填料層下部布水區(qū)的高度一般為0.5～1.5m；第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法四、生物接觸氧化法第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一第三章廢水的生物處理第三節(jié)生物膜法四、生物接觸氧化法第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一聚乙烯蜂窩填料第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一半軟性填料第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期一常見填料Cncnc-micro第47頁，