生物膜法污水處理設備,生物膜 使多種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吸附在濾料或某些載體上生長繁育，并在其上形成的膜狀生物污泥。,生物膜的構造,生長過程： 初步形成 成熟（厭氧膜出現(xiàn)） 生物膜的更新與脫落,微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)、對有機物的降解功能達到了平衡和穩(wěn)定。 成熟所需時間：20C 30d,生物膜結構示意圖,厭氧膜的出現(xiàn)： 生物膜厚度不斷增加，氧氣不能進入的內部深處將轉變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)； 成熟的生物膜由厭氧膜和好氧膜組成； 好氧膜是有機物降解的主要場所，一般厚度為2mm。,生物膜的更新與脫落,厭氧膜的加厚： 厭氧代謝產物增多，代謝產物向外溢出的過程勢必通過好氧層，使好氧層的生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)被破壞； 厭氧代謝產物增多，產生的氣體會減弱生物膜的附著能力； 生物膜的更新： 老化膜脫落，新生膜會重新生長； 新生膜具有更強的凈化功能。,生物膜處理污水的過程,濾料 或填料 或載體,生物膜結構示意圖,氧的傳遞： 空氣流動水層附著水層好氧層 污染物的傳遞： 流動水層附著水層好氧層 代謝產物的傳遞： 液態(tài)或固態(tài)的代謝產物通過附著水層進入流動水層后，隨水排走；CO2、CH4等氣態(tài)代謝產物則從水層中逸出，進入空氣。,生物膜處理污水的過程,生物膜法,定義： 生物膜法是指使廢水流過生長在固定載體上的 生物膜，利用生物氧化作用和各相間的物質交 換，降解廢水中的有機污染物的生化處理方法。 又稱固定膜法，也稱生物過濾法。 處理對象： 廢水中溶解性和膠體狀的有機污染物及氮、磷等； 生活污水或城市廢水；以及工業(yè)廢水。,生物膜法的類型,生物膜法的類型： （1）潤壁型生物膜法 廢水和空氣沿固定的或轉動的接觸介質表面的生物膜流過，如生物濾池和生物轉盤等； （2）浸沒型生物膜法 生物膜載體完全浸沒在水中，通過鼓風曝氣供氧。如載體固定，稱為接觸氧化法；如載體流化則稱為生物流化床。,生物膜法的主要特征,微生物方面的特征 微生物種類多樣化； 生物膜上微生物的食物鏈較長； 能夠存活世代時間較長的微生物 (2)工藝運行特征 適應性強（對水質、水量等的變化）； 污泥沉降性能良好，易于分離； 能夠處理低濃度污水； 易于維護運行，運行費用少。,生物膜法與活性污泥法的比較,相同點： 都屬于好氧微生物處理過程，微生物氧化分解有機污染物的過程都需要充足的氧氣。 不同點： 活性污泥處理法起氧化分解作用的是活性污泥，活性污泥呈懸浮態(tài)，需要不斷的進行攪拌、充氧；生物膜處理法起氧化分解作用的是生物膜，生物膜必須附著在濾料或某些載體上。,生物濾池,概念： 是以土壤自凈原理為依據，在污水灌溉的實踐基礎上經較原始的間歇砂濾池和接觸濾池發(fā)展起來的人工生物處理設備。 類型：（按負荷） 低負荷生物濾池（普通生物濾池）； 高負荷生物濾池； 塔式生物濾池。,生物濾池的工藝流程,普通生物濾池,構造： 池體 濾料 布水裝置 排水系統(tǒng),1、池體 池體形式： 方形或矩形 池壁形式：帶有孔洞或不帶孔洞 超高要求：池壁高于濾料0.5m0.9m。 其它考慮：防凍、采暖、防蠅等,2、濾料是生物膜賴以生長的基礎 選擇濾料的依據： 質地堅硬，耐腐蝕，抗冰凍。 具有較大的比表面積大； 具有較大的空隙率； 適于生物膜形成與粘附，且應該既不被微生物分解，又不抑制微生物的生長； 就地取材，便于加工、運輸。,單位容積濾料所具有的表面積,單位容積濾料中空隙占總體積的百分比,濾料： 多采用實心的拳狀濾料, 總的厚度為1.52.0m。 工作層：厚度為1.31.8m，濾料粒徑為2540mm； 承托層：厚度為0.2m，濾料粒徑為70100mm。,3、布水裝置 作用：向濾料表面均勻地布灑廢水； 要求：可以適應水量的變化；不易堵塞， 易于清通，不受風、雪等影響 。 固定式布水裝置,固定式布水裝置,布水裝置的特點,固定式布水裝置運行方便，易于管理和受氣候的影響較小，間斷布水，布水不均勻，配水的水頭較高（配水面高0.92.1m），目前應用較少。,4、排水系統(tǒng) 處于濾床的底部 作用：收集和排出出水，并保證良好的通風； 組成：由滲水裝置、集水溝和排水渠組成； 滲水裝置：用于支撐濾料，其排水孔的總面積應 不小于濾池表面積的20%； 滲水裝置下底與池底之間的凈空高度一般不小于 0.4mm以上，以利通風，一般在出水區(qū)的四周池壁均勻 布置進風孔。,優(yōu)點： 處理效果良好，BOD5的去除率可以達到95； 運行穩(wěn)定，易于管理。 缺點： 占地面積大、不適合處理量大的污水； 濾料易于堵塞； 噴嘴噴灑污水，散發(fā)惡臭氣味； 產生濾池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生。,普通生物濾池的優(yōu)缺點,高負荷生物濾池,構造特點： 池體：一般采用圓形 濾料： 粒狀濾料：一般為石質，濾料層高度一般為2.0m。 工作層：厚度1.8m，濾料粒徑為4070mm； 承托層：厚度0.2m，濾料粒徑為70100mm。 塑料濾料：濾床高度可達4m；一般為聚氯乙烯、聚 苯乙烯、聚丙烯等，形狀有波紋板狀、 列管狀和蜂窩狀等。 布水系統(tǒng)：多采用旋轉式布水裝置。,基本結構：,高負荷生物濾池,高負荷生物濾池的濾料,高負荷生物濾池的濾料,旋轉布水器的優(yōu)點是布水比較均勻，淋水周期短，水力沖刷作用強；缺點時噴水孔易堵，低溫時要采用防凍措施，僅適用于圓形池。,布水裝置的特點,高效生物濾池的特征： 大幅的提高了濾池的負荷，其BOD容積負荷高于普通生物濾池的68倍，水力負荷高達10倍。 進入高負荷生物濾池的BOD5值必須低于200mg/L，否則必須要用處理水回流加以稀釋。,高負荷生物濾池的流程系統(tǒng),有利于生物膜的接種，促進生物膜的更新； 有利于改善初沉池的沉淀效果。,可避免加大初次沉淀池的容積，生物污泥由二次沉淀池回流初次沉淀池，以提高初次沉淀池的沉淀效果。,既提高了初沉池的沉淀效果，又加大了濾池的水力表面負荷。,設中間沉淀池的目的是減輕二段濾池的負荷。,二級串聯(lián)工作的生物濾池的特點： 優(yōu)點： 濾池深度可適當減小，通風條件好，兩次撒水充 氧，出水水質較好。 缺點： 增加了提升泵，加大了占地面積，增加了能耗。,塔式生物濾池,構造特點： 濾池總高度為824m，直徑13.5m呈塔狀；在平面上塔式生物濾池多呈圓形。 由塔身、濾料、布水系統(tǒng)和通風及排水裝置組成。 （1）塔身主要作用：圍擋濾料 塔的高度在一定程度上影響塔濾對污水的處理效果， （2）濾料:輕質濾料環(huán)氧樹脂固化的玻璃布蜂窩濾料 （3）布水裝置：大中型濾塔旋轉布水器； 小型濾塔固定式噴嘴布水系統(tǒng)。 （4）通風：自然通風； 機械通風。,工藝特征： (1)高負荷： 容積負荷為1.03.0kgBOD5/m3d； 表面水力負荷為80200m3/m2d； BOD5的去除率一般為6585%； (2)濾層內部的分層： 能承受較高的有機污染物的沖擊負荷；,缺點： (1)當進水BOD濃度較高時，生物膜生長迅速，易引起濾料堵塞；所以進水BOD濃度應控制在200mg/L以下，否則必須采用處理后的水回流稀釋措施； (2)基建投資大，BOD去除率低，只適合小型污水處理廠或小量污水的處理。,曝氣生物濾池,集生物降解、固液分離于一體的污水處理設備,特征： （1）氣液在濾料間隙充分接觸，由于氣、液、固三相接觸， 氧的轉移率高，動力消耗低； （2）具有截留污水中懸浮物與脫落的生物污泥的功能，因此 無需設置沉淀池，占地面積??； （3）以3-5mm的小顆粒作為濾料，比表面積大，微生物附著 能力強； （4）池內能夠保持大量的生物量，再由于截留作用，污水處 理效果良好； （5）勿需污泥回流，也無污泥膨脹的顧慮，如反沖洗全部自 動化，維護管理也會非常方便。,影響生物濾池功能的主要因素,1、濾床的比表面積和孔隙率 2、濾床的高度 3、有機負荷與水力負荷 4、供氧,1、濾床的比表面積和孔隙率,濾料比表面積愈大，生物膜的表面積也愈大，生物膜的量就愈多，凈化功能就愈強； 孔隙率大，則濾床不易堵塞，通風效果好，可為生物膜的好氧代謝提供足夠的氧； 濾床的比表面積和孔隙率愈大，擴大了傳質的界面，促進了水流的紊動，有利于提高凈化功能。,2、濾床的高度,濾床的不同高度，生物膜量、微生物種類、去除有機物的速度等方面都是不同的； 有機物的去除效果隨濾床深度的增加而提高，但去除速率卻隨深度的增加而降低。,3、有機負荷與水力負荷,BOD5容積負荷： 指在保證出水達標排放的前提下，每m3濾料在1d內所能接受的BOD5的量，單位為gBOD5/（m3濾料 d）。 水力負荷： 是指在保證出水達標排放的前提下，每m3濾料或每m2濾池表面在1日內所能夠接受的污水水量，單位為m3/（m3濾料d）或m3/（m2濾池表面d）。 有機負荷高，生物膜增長快，需要的水力負荷就越高，一般是通過出水回流來解決。,4、供氧,一般是自然通風； 影響濾池自然通風的主要因素： 池內溫度與氣溫之差； 池內、外溫度差與空氣流速之間存在下列關系： 濾池高度； 濾料孔隙率及風力等； 濾池堵塞也會影響通風。,生物濾池的運行與管理,1、生物濾池的掛膜階段：培養(yǎng)與馴化 2、生物濾池的日常運行與管理 日常水質檢測； 能量消耗統(tǒng)計； 機電設備養(yǎng)護與維修,3、常見問題及對策 （1）濾池積水； 原因： 濾料的粒徑太小或不均勻； 由于溫度的驟然變化使石質濾料破碎以致堵塞孔隙； 預處理設備運行不正常，導致濾池進水中的懸浮物量過高； 生物膜的過度剝落堵塞了濾料間的孔隙； 濾池的有機負荷過高。,預防和補救方法有： 耙松濾池表面的石質濾料； 用高壓水流沖澆濾料表面； 停止在積水面積上布水器的運行，讓廢水流將濾料上的生物膜沖走； 向濾池進水中投配游離氯（5mg/L），歷時數小時，隔周投配，投配時間可在晚間流量低時以降低氯的需要量； 停止濾池運轉一時間，以便讓積水濾干； 對于有水封墻和可以封隹排水渠道的濾池，可用廢水淹沒濾池并使其維持一天以上時間； 如以上措施仍然都無效時，就要考慮更換濾料了，這樣做可能比清洗舊濾料更經濟些。,（2）臭味問題； 維持所有設備（包括沉淀池和廢水系統(tǒng)）都保持在好氧狀態(tài)； 降低污泥和生物膜的累積量； 在低流量時向濾池進水短期加氯； 采用濾池回流； 清洗出現(xiàn)堵塞的排水系統(tǒng)； 清洗所有的濾池通風道； 把空氣壓入濾池的排水系統(tǒng)以加大通風量； 降低特別大的有機負荷； 在濾池上加蓋并對排放氣體除臭。,（3）濾池灰蠅問題； 連續(xù)地向濾池投配水； 按照與減少積水相類似方法減少過量的生物膜； 每周或每兩周用廢水淹沒濾池一天； 沖洗濾池內部曝露的池墻表面； 向廢水中加氯，維持0.5-1mg/L的余氯量； 隔4-6周投加一次殺蟲劑。,（4）濾池表面結冰問題； 減少濾池廢水回流次數； 調節(jié)噴嘴和反射板以使濾池布水均勻； 在濾池的風向處設擋風屏； 及時清除濾池表面所出現(xiàn)的冰塊。 （5）蝸牛、苔蘚和蟑螂； 加氯10mg/L，使濾池出水中的余氯量為0.51mg/L并維持幾個小時； 用最大的回流量來沖洗濾池。,（6）旋轉布水器孔口的堵塞問題； 清洗所有的孔口；提高初次沉淀池對油脂和懸浮物的去除效果；對濾池維持適當的水力負荷；按規(guī)定定期對旋轉臂進行加油。 （7）生物膜異常脫落等。 這一問題通常易于在高負荷濾池或塔濾進水中斷再恢復時出現(xiàn)，因此，應當保持進水的連續(xù)運行。,生物濾池與活性污泥法的比較,是生物膜法的一種； 是在生物濾池的基礎上發(fā)展起來的，也叫作浸沒式生物濾池。,生物轉盤,生物轉盤處理系統(tǒng)的工藝流程,去除生物轉盤處理后的污水中所夾帶的脫落生物膜,去除有機污染物,生物轉盤的組成： 盤片 接觸反應槽 轉軸與驅動裝置等。,生物轉盤的結構,盤片：, 盤片的形狀： 外形：圓形、多角形及圓筒形； 盤面：平板、凹凸板、波形板、蜂窩板、網狀板等。 盤片的厚度與材質： 要求質輕、薄、強度高，耐腐蝕等； 一般厚度為0.51.0cm； 常用材料有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及玻璃鋼等。 轉盤的直徑：2.0-3.6m (2.0、2.5、3.0、3.5m)。 盤片間距：一般為30mm，高密度型則為1015mm。,接觸反應槽：,鋼板或鋼筋混凝土制成，橫斷面呈半圓形或梯形； 槽內水位一般達到轉盤直徑的35%，超高為2030cm； 轉盤外緣與槽壁之間的間距一般不小于100mm。,轉軸：,轉軸是支撐盤片并帶動其旋轉的重要部件。 轉軸一般采用實心鋼軸或無縫鋼管； 轉軸的長度一般應控制在0.57.0m之間，直徑為5080cm； 轉軸與反應槽液面之間的間距一般不小于150mm。,驅動裝置：,包括： 動力設備電力機械傳動、空氣傳動、水力傳動等。 減速裝置 傳動鏈條,生物轉盤處理系統(tǒng)凈化作用原理： 傳動裝置驅動轉盤以較低的速度在接觸反應槽內轉動。接觸反應槽內充滿污水。轉盤交替地與空氣、污水相接觸。污水中的有機污染物為生物膜所吸附降解。 轉盤轉動離開污水與空氣接觸，生物膜上的固著水層從空氣中吸收氧，固著水層中的氧是過飽和的，并將其傳遞到生物膜和污水中，使槽內污水的DO含量達到一定的濃度，甚至可能達到飽和。 轉盤上附著的生物膜與污水以及空氣之間，除有機物與氧氣外，還進行著其他物質，如CO2、NH3等的傳。,廢水處于半靜止狀態(tài)，而微生物則在轉動的盤面上； 轉盤40%的面積浸沒在廢水中，盤面低速轉動； 盤面上生物膜的厚度與廢水濃度、性質及轉速有關，一般0.10.5mm。,吸附吸氧氧化分解,生物轉盤的特征：,微生物濃度高，這是生物轉盤高效率的主要原因； 生物膜上生物的食物鏈長，污泥產量少，為活性污泥法的1/2左右； 維護管理簡單，功能穩(wěn)定可靠，無噪音，無灰蠅； 生物轉盤兼具完全混合與推流的特點； 運行能耗較低； 受氣候影響較大，頂部需要覆蓋，有時需要保暖； 占地面積較大，建設投資較高。,生物轉盤的組合形式,生物轉盤的布置形式可分為單軸單級、單軸多級、多軸多級三種，一般根據廢水的水質、水量、凈化要求以及設置轉盤場地的現(xiàn)場條件等因素來選擇。 對同一污水，如盤片面積不變，將轉盤分為多級串聯(lián)運行，可以提高出水水質。 城市污水多采用四級轉盤來處理。,其它形式的生物轉盤,1.空氣驅動的生物轉盤,特點： 槽內污水含有較高的溶解氧，BOD的去除率較高； 生物膜較薄，有較強的活性； 通過空氣調節(jié)量改變轉盤的轉數，采用氣量調節(jié)裝置，根據槽內溶解氧的變化自動運行； 易于維修管理。,2.與其他設備組合的生物轉盤,（1）與沉淀池組合的生物轉盤,與平流式沉淀池（作為二沉池）組合的生物轉盤,（2）與曝氣池組合的生物轉盤,特點： 提高原有設備的處理效果和處理能力； 占地面積小，附加設備費用低； 處理效果穩(wěn)定，菌體密度大，生物量高，微生物增殖迅速，活性強； 污泥量少而且易于沉淀； 動力消耗少，活性污泥裝置本身就能提供生物轉盤轉動的能量。,藻類生物轉盤的主要特點是加大了盤間距離，增加受光面，接種篩選的藻類，在盤面上形成藻菌共生體系。在菌藻的共同作用下，使污水得到凈化。,3.藻類生物轉盤,又稱為淹沒式生物濾池或接觸曝氣法。 介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法處理工藝。 實質： 1.池內充填填料，填料上布滿生物膜，生物膜與污水 接觸，去除有機污染物，凈化污水。 2.采用與曝氣池相同的曝氣方法，向微生物提供氧， 起到攪拌混合的作用。,生物接觸氧化,基本工藝流程,去除懸浮物，減輕氧化池的負荷。,完全混合型,二段處理流程,高負荷段,低負荷段,總體上看，流態(tài)屬于推流態(tài),多段處理流程,1.工藝方面： 生物膜上能夠形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)與食物鏈； 密集的生物網，污水在其中通過“過濾”，凈化效果 提高； 由于進行曝氣，利于生物膜活性，提高氧的利用 率，處理效率高，有利于縮小池容，減小占地面 積。,主要特征：,2.運行方面： 對沖擊負荷有較強的適應能力； 操作簡單、運行方便、易于維護管理，勿需污泥回 流，不產生污泥膨脹，也不產生濾池蠅； 污泥生成量少，顆粒大，易于沉淀。 3.功能方面： 具有多種凈化功能，除能去除有機污染物外，還能夠脫 氮，可作為深度處理技術。,生物接觸氧化池的構造與組成,由池體、填料、支架、曝氣系統(tǒng)、進出水裝置及排泥管等組成,接觸氧化池的基本構造圖,池體的作用： 容納水量和填料、布氣布水裝置等 曝氣裝置的作用： 充氧、充分攪動形成紊流、防止填料阻塞、促進生 物膜更新 根據曝氣裝置與填料的相對位置，可分： 分流式： 曝氣裝置與填料分開設置； 直流式： 曝氣裝置直接安設在填料底部。,分流式接觸氧化池,填料區(qū)水流穩(wěn)定，有利于生物膜生長， 但沖刷力不夠，生物膜不易脫落； 可采用鼓風曝氣或表面曝氣裝置； 較適用于深度處理。,直流式接觸氧化池,曝氣裝置多為鼓風曝氣系統(tǒng)； 可充分利用池容； 填料間紊流激烈，生物膜更新快，活性高，不易堵塞。,鼓風曝氣直流式接觸氧化池,填料是微生物的載體，其特性對接觸氧化池中生物量、氧的利用率、水流條件和廢水與生物膜的接觸反應情況等有較大影響。 填料選擇的要求： 水力特性；生