好氧生物處理——生物膜法

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1、第六章好氧生物處理——生物膜法主要內(nèi)容生物膜法基本原理生物膜法的工藝特點(diǎn)生物膜法的主要工藝生物膜法的基本原理生物膜法又稱固定膜法，是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術(shù)；是土壤自凈過程的人工化和強(qiáng)化；與活性污泥法一樣，生物膜法主要去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機(jī)污染物，同時(shí)對廢水中的氨氮還具有一定的硝化能力。生物膜法的基本原理1生物膜的形成前提條件：起支撐作用、供微生物附著生長的載體物質(zhì)：在生物濾池中稱為濾料；在接觸氧化工藝中稱為填料；在好氧生物流化床中稱為載體；供微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，即廢水中的有機(jī)物、N、P以及其它營養(yǎng)物質(zhì)；作為接種的

2、微生物。生物膜法的基本原理生物膜的形成過程：初步形成：含有營養(yǎng)物質(zhì)和接種微生物的污水在填料的表面流動(dòng)，一定時(shí)間后，微生物會(huì)附著在填料表面而增殖和生長，形成一層薄的生物膜。生物膜的成熟：在生物膜上由細(xì)菌及其它各種微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)以及生物膜對有機(jī)物的降解功能都達(dá)到了平衡和穩(wěn)定。生物膜從開始形成到成熟，一般需要30天左右(城市污水，20°C)生物膜法的基本原理生物膜的結(jié)構(gòu)生物膜降解有機(jī)物的過程：生物膜由好氧和厭氧兩層組成，有機(jī)物的降解主要是在好氧層內(nèi)進(jìn)行。在生物膜內(nèi)、外，生物膜與水層之間進(jìn)行著多種物質(zhì)的傳遞過程?？諝庵械难跞芙庥诹鲃?dòng)水層中，從那里通過

3、附著水層傳送給生物膜，供微生物用于呼吸；污水中的有機(jī)污染物則由流動(dòng)水層傳遞給附著水層，然后進(jìn)入生物膜，并通過細(xì)菌的代謝活動(dòng)而被降解。這樣就使污水在其流動(dòng)過程中逐步得到凈化。微生物的代謝產(chǎn)物如H20等則通過附著水層進(jìn)入流動(dòng)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(jìn)入空氣中。生物膜法的基本原理生物膜法的基本原理2生物膜的性質(zhì)：高度親水，存在著附著水層；微生物高度密集：這些微生物起著主要去除廢水中的有機(jī)污染物的作用，形成了有機(jī)污染物——細(xì)菌——原生動(dòng)物(后生動(dòng)物)的食物鏈。生物膜法的基本原理3生物膜的

4、更新與脫落成熟的生物膜一般都由厭氧膜和好氧膜組成，好氧膜是有機(jī)物降解的主要場所，一般厚度為2mm。厭氧膜的出現(xiàn)：生物膜厚度不斷增加，氧氣不能透入的內(nèi)部深處將轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)；厭氧膜的加厚：厭氧的代謝產(chǎn)物增多，導(dǎo)致厭氧膜與好氧膜之間的平衡被破壞；氣態(tài)產(chǎn)物的不斷逸出，減弱了生物膜在填料上的附著能力；成為老化生物膜，其凈化功能較差，且易于脫落。老化膜脫落，新生生物膜又會(huì)生長起來，新生生物膜的凈化功能較強(qiáng)。生物膜法的基本原理4生物膜法的運(yùn)行原則：減緩生物膜的老化進(jìn)程；控制厭氧膜的厚度；加快好氧膜的更新；盡量控制使生物膜不集中脫落。1進(jìn)水底物的組成和濃度2營養(yǎng)

5、物質(zhì)：BOD5：N：P=100：5：13有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷4溶解氧5生物膜量：生物膜厚度與密度（單位體積濕生物膜被烘干后的質(zhì)量）6pH7溫度8有毒物質(zhì)影響生物膜法污水處理效果的主要因素生物膜法的工藝特點(diǎn)1、微生物方面的特征微生物種類多樣化：①相對安靜、穩(wěn)定的環(huán)境；②SRT相對較長；③絲狀菌可以大量生長，無污泥膨脹之虞；④線蟲類、輪蟲類等微型動(dòng)物出現(xiàn)的頻率較高；⑤藻類、甚至昆蟲類也會(huì)出現(xiàn)；⑥生物膜上的生物：類型廣泛、種屬繁多、食物鏈長且復(fù)雜。生物膜上微生物的食物鏈較長：①動(dòng)物性營養(yǎng)者所占比例較大，微型動(dòng)物的存活率較高；②食物鏈長；③污泥產(chǎn)量少于活性污

6、泥系統(tǒng)(僅為1/4左右)。能夠存活世代時(shí)間較長的微生物，有利于硝化作用的進(jìn)行。分段運(yùn)行與占優(yōu)種屬：分段運(yùn)行，每段都繁衍與進(jìn)入本段污水水質(zhì)相適應(yīng)的微生物，并形成占優(yōu)種屬，非常有利于微生物新陳代謝功能的充分發(fā)揮和有機(jī)污染物的降解。13生物膜和活性污泥上出現(xiàn)的微生物在類型、種屬和數(shù)量的比較2、在處理工藝方面的特征對水質(zhì)、水量變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性；剩余污泥的沉降性能良好，易于固液分離；能夠處理低濃度污水；易于維護(hù)運(yùn)行，運(yùn)行費(fèi)用少。生物膜法的主要工藝類型主要的生物膜法工藝有：生物濾池：其中又可分為普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池（回流生物濾池）、塔式生物濾池等；生

7、物轉(zhuǎn)盤；生物接觸氧化法；曝氣生物濾池和好氧生物流化床等。1生物濾池工藝生物濾池的基本原理：生物濾池是在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的人工生物處理法；首先于1893年在英國試驗(yàn)成功，從1900年開始應(yīng)用于廢水處理中；主要有以下幾種形式：普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池等。生物濾池示意圖生物濾池的構(gòu)造與組成生物濾池一般主要由濾床(池體與濾料)、布水裝置和排水系統(tǒng)等三部分組成：1、池體在20世紀(jì)30、40年代以前，生物濾池的池體多為方形或矩形；在出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)布水器之后，則大多數(shù)的生物濾池均采用圓形池體，主要是便于運(yùn)行；池壁可有孔洞或不帶孔洞的兩種

8、：有孔洞的池壁有利于濾料的內(nèi)部通風(fēng)，但在冬季易受低氣溫的影響；一般要求池壁高于濾料0.5m；在寒冷地區(qū)，有時(shí)需要考慮防凍、