水處理工程技術(shù)-第四章-4

任務(wù)七污水的生物膜處理一、生物膜的構(gòu)造及其對有機(jī)物的降解污水好氧生物處理可分為以下兩類：懸浮生長法（活性污泥法）：污泥（微生物）懸浮在污水中。附著生長法（生物膜法）：微生物附著在濾料上，是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理技術(shù)。生物膜法的實質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)：實質(zhì)：細(xì)菌等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(jī)污染物被生物膜上的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身得到繁殖、生長。優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定、抗沖擊負(fù)荷、更為經(jīng)濟(jì)節(jié)能、無污泥膨脹問題、具有一定的硝化和反硝化功能、可實現(xiàn)封閉運(yùn)轉(zhuǎn)防止臭味等。一、生物膜的構(gòu)造及其對有機(jī)物的降解廢水在流經(jīng)載體表面的過程中，微生物在載體表面牢固附著，生長繁殖，細(xì)胞胞外多聚物使微生物細(xì)胞形成纖維狀的纏結(jié)結(jié)構(gòu)稱之為生物膜。一、生物膜的構(gòu)造及其對有機(jī)物的降解生物膜成熟的標(biāo)志污水與濾料或某種載體流動接觸，經(jīng)過一段時間后，濾料或載體的表面將會被一種膜狀污泥——生物膜所覆蓋，生物膜逐漸成熟，其標(biāo)志是：生物膜沿水流方向的分布、生物膜上由細(xì)菌及各種微生物組成的生態(tài)系、對有機(jī)物的降解功能都達(dá)到了平衡和穩(wěn)定的狀態(tài)。從開始形成到成熟，生物膜要經(jīng)歷潛伏和生長兩個階段，一般的城市污水，在20℃左右的條件下大致需要30d左右的時間。生物膜的定義：生物膜載體一、生物膜的構(gòu)造及其對有機(jī)物的降解一、生物膜的構(gòu)造及其對有機(jī)物的降解生物膜的附著水層：生物膜是高度親水的物質(zhì)，在污水不斷在其表面更新的條件下，其外側(cè)總是存在著一層附著水層。生物膜的食物鏈：生物膜又是微生物高度密集的物質(zhì)，在膜的表面和一定深度的內(nèi)部生長繁殖著大量的各種類型的微生物和微型動物，并形成有機(jī)污染物質(zhì)—細(xì)菌—原生動物（后生動物）的食物鏈。一、生物膜的構(gòu)造及其對有機(jī)物的降解好氧層和厭氧層。好氧層：膜的表面吸收營養(yǎng)和溶解氧容易，微生物生長繁殖迅速，形成了好氧微生物和兼性微生物組成的好氧層。其厚度一般為2mm左右。有機(jī)物的降解主要在好氧層內(nèi)進(jìn)行。厭氧層：內(nèi)部營養(yǎng)和溶解氧的供應(yīng)條件差，生長繁殖受到限制，好氧微生物難以生活，形成了厭氧微生物和兼性微生物組成的厭氧層。一、生物膜的構(gòu)造及其對有機(jī)物的降解老化生物膜：厭氧層逐漸加厚，代謝產(chǎn)物逐漸增多，這些產(chǎn)物外逸透過好氧層時，導(dǎo)致好氧層生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞，減弱生物膜在濾料上的固著力，嚴(yán)重時導(dǎo)致生物膜脫落，處于這種狀態(tài)的生物膜即為老化生物膜。新生生物膜：生物膜脫落后生成新的生物膜，新生生物膜必須經(jīng)過一段時間后才能充分發(fā)揮其凈化功能。二、生物膜處理法的主要特征（一）微生物相方面的特征（1）微生物種類豐富。除大量細(xì)菌外，還有大量真菌（絲狀菌）、原生動物（鐘蟲）、后生動物（線蟲、輪蟲）、微型動物（寡毛蟲）、藻類（有日光照射）等。（2）生物的食物鏈長。形成細(xì)菌—真菌—原生動物——后生動物—微型動物的長生物鏈。產(chǎn)生的生物污泥量少于活性污泥法。（3）能存活世代時間較長的生物。生物固體平均停留時間長，故生物膜上能生長世代時間長、增殖速度較慢的微生物，如硝化桿菌等。（4）在每段都自然形成自己獨(dú)特的優(yōu)占微生物。生物膜法分多段處理，在每段都生長繁殖與本段污水水質(zhì)相適應(yīng)的微生物，從而對污染物的降解有利。（二）工藝方面的特征（優(yōu)點(diǎn)）（1）對水質(zhì)、水量變動有較強(qiáng)的適應(yīng)性。（2）污泥沉降性能良好，易于固液分離；（3）剩余污泥產(chǎn)量少，降低污泥處理與處置費(fèi)用。（4）生物量高，處理能力大，凈化功能顯著提高。（5）易于運(yùn)行、節(jié)能，減少污泥膨脹問題。二、生物膜處理法的主要特征（二）工藝方面的特征（缺點(diǎn)）（1）需要較多的填料和支撐結(jié)構(gòu)，基建投資較高；（2）出水常常挾帶較大的脫落生物膜片，容易