好氧生物處理生物膜法第一頁，共四十五頁，2022年，8月28日主要內(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第二頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物膜的定義、特點(diǎn)生物膜:以附著在惰性載體表面生長的，以微生物為主，包含微生物及其產(chǎn)生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的無機(jī)及有機(jī)物等組成，具有較強(qiáng)的生物降解和吸附性能的結(jié)構(gòu)。與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術(shù)；土壤自凈過程的人工化和強(qiáng)化；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(duì)廢水中的氨氮還具有一定的硝化能力第三頁，共四十五頁，2022年，8月28日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)；作為接種的微生物。第四頁，共四十五頁，2022年，8月28日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(duì)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)第五頁，共四十五頁，2022年，8月28日微生物在載體表面附著的步驟不可逆附著微生物向載體表面運(yùn)送可逆附著液相中懸浮微生物附著微生物增長，形成生物膜沒有附著微生物第六頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物膜法的基本原理生物膜的結(jié)構(gòu)第七頁，共四十五頁，2022年，8月28日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：這些微生物主要起著去除廢水中的有機(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。

第八頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物膜法的基本原理3生物膜的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)。

第九頁，共四十五頁，2022年，8月28日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(duì)安靜、穩(wěn)定的環(huán)境；②SRT相對(duì)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)；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，如硝化細(xì)菌，有利于硝化作用的進(jìn)行。第十頁，共四十五頁，2022年，8月28日2、在處理工藝方面的特征：對(duì)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。第十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日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、塔式生物濾池等；生物轉(zhuǎn)盤；生物接觸氧化法；好氧生物流化床等。第十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日1生物濾池工藝生物濾池的發(fā)展：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、活性生物濾池等。生物濾池示意圖第十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物濾池的構(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：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、采暖、或防蠅等措施。第十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日2、濾料：是生物膜賴以生長的載體，其主要特性有：大的表面積，有利于微生物的附著；能使廢水以液膜狀均勻分布于其表面；有足夠大的孔隙率，使脫落的生物膜能隨水流到池底，同時(shí)保證良好的通風(fēng)；適合于生物膜的形成與粘附，且應(yīng)該既不被微生物分解，又不抑制微生物的生長；有較好的機(jī)械強(qiáng)度，不易變形和破碎。第十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日(1)普通生物濾池的濾料：一般為實(shí)心拳狀濾料，如碎石、卵石、爐渣等；工作層的濾料的粒徑為25~40mm，承托層濾料的粒徑為70~100mm；同一層濾料要盡量均勻，以提高孔隙率；濾料的粒徑愈小，比表面積就愈大，處理能力可以提高；但粒徑過小，孔隙率降低，則濾料層易被生物膜堵塞；一般當(dāng)濾料的孔隙率在45%左右時(shí)，濾料的比表面積約為65~100m2/m3。第十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日(2)高負(fù)荷生物濾池的濾料：濾料粒徑較大，一般為40~100mm，其中工作層濾料的粒徑為40~70mm，承托層則為70~100mm，孔隙率較高，可以防止堵塞和提高通風(fēng)能力；濾料常采用卵石、石英砂、花崗巖等，一般以表面光滑的卵石為好；目前常采用塑料濾料：聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等制成；形狀有波紋板式、斜管式和蜂窩式等，其特點(diǎn)有：質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、比表面積和孔隙率都較大。主要缺點(diǎn)：造價(jià)較高，初期投資較大。第十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日3布水裝置：將廢水均勻地噴灑在濾料上；主要有兩種：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(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池則常用旋轉(zhuǎn)布水裝置：固定式布水裝置旋轉(zhuǎn)布水器第十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日4排水系統(tǒng)

處于濾床的底部，其作用是收集、排出處理后的廢水和保證良好的通風(fēng)；一般由滲水頂板、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(jìn)風(fēng)孔。第十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物濾池工藝流程初沉池生物濾池二沉池出水回流出水進(jìn)水剩余污泥與活性污泥工藝的流程不同的是，在生物濾池中常采用出水回流，而基本不會(huì)采用污泥回流，因此從二沉池排出的污泥全部作為剩余污泥進(jìn)入污泥處理流程進(jìn)行進(jìn)一步的處理。第二十頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物濾池掛膜掛膜：潔凈濾床逐漸長出生物膜的過程。方法：待處理廢水、污泥或生物膜碎屑及其他添加物（補(bǔ)充養(yǎng)分、清水等）按適當(dāng)比例混合后淋灑生物濾池，出水進(jìn)入二沉池，然后以二沉池作為循環(huán)水池，出水再次淋灑濾池并適當(dāng)補(bǔ)充廢水量，如此循環(huán)進(jìn)行直至二沉池出水達(dá)到要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。第二十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日影響生物濾池功能的主要因素濾床的比表面積和孔隙率，表面積愈大，生物膜量愈多，凈化功能愈強(qiáng)；孔隙率大，濾床不易堵塞，通風(fēng)效果好，提供足夠的氧；比表面積和孔隙率愈大，擴(kuò)大傳質(zhì)的界面，促進(jìn)水流紊動(dòng)，提高凈化功能。濾床的高度，不同高度，生物膜量、微生物種類、去除有機(jī)物的速度等方面都是不同的；濾床的上層，廢水中的有機(jī)物濃度高，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，微生物繁殖速度快，生物膜量多且主要以細(xì)菌為主，有機(jī)污染物的去除速度高；隨著濾床深度的增加，廢水中的有機(jī)物量減少，生物膜量也減少，微生物從低級(jí)趨向高級(jí)，有機(jī)物去除速度降低；有機(jī)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。第二十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日回流：高負(fù)荷、塔式生物濾池，回流。濾池可得到連續(xù)投配的廢水，工作較穩(wěn)定；沖刷去除老化生物膜，降低膜厚度，抑制濾池蠅；均衡濾池負(fù)荷，提高濾池的效率；可以稀釋、降低進(jìn)水有毒有害物質(zhì)和有機(jī)物濃度。供氧：自然通風(fēng)影響因素有：①池內(nèi)溫度與氣溫之差；②濾池高度；③濾料孔隙率及風(fēng)力等；第二十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日有機(jī)負(fù)荷與水力負(fù)荷有機(jī)負(fù)荷-----kgBOD5/m3.d；水力負(fù)荷：①水力表面負(fù)荷----m3/m2.d，或m/d；----濾速；②水力容積負(fù)荷----m3/m3.d有機(jī)負(fù)荷較高，生物膜增長較快，引起濾料堵塞，需要調(diào)整水力負(fù)荷，水力負(fù)荷增加，提高水力沖刷力，維持生物膜的厚度，一般是通過出水回流來解決。生物濾池處理能力指標(biāo)第二十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日普通生物濾池：最早的生物濾池，負(fù)荷低，水力負(fù)荷：1-4m3/m2濾池/d，BOD負(fù)荷：0.1-0.4kg/m3濾池/d,優(yōu)點(diǎn)：凈化效果好，BOD去除率高90-95%。缺點(diǎn)：占地面積大，易于堵塞。高負(fù)荷生物濾池：出水回流等運(yùn)行措施，進(jìn)水BOD濃度控制在200mg/L以下，加大進(jìn)水量，使濾料不斷受到?jīng)_刷，生物膜連續(xù)脫落，不斷更新，水力負(fù)荷、BOD負(fù)荷提高到原來10倍以上，占地大、易于堵塞的問題也得以解決。塔式生物濾池：引進(jìn)化學(xué)工業(yè)填料塔方式改進(jìn)填料堆填方式，大大增加濾池高度，高度與直徑比（6-8：1），通風(fēng)較好，有機(jī)負(fù)荷高，凈化功能良好，占地問題進(jìn)一步解決。隨著塑料工業(yè)發(fā)展，開始使用塑料制備的輕質(zhì)填料，也促進(jìn)了生物濾池的發(fā)展。

生物濾池類型第二十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物濾池與活性污泥法的比較項(xiàng)目生物膜法活性污泥法基建費(fèi)低較低運(yùn)行費(fèi)低較高氣候的影響較大較小技術(shù)控制較易控制要求較高灰蠅和臭味蠅多、味大無最后出水負(fù)荷低時(shí),硝化程度較高,但懸浮物較高懸浮物較少,但硝化程度不高剩余污泥量少大泡沫問題很少較多第二十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日2生物轉(zhuǎn)盤構(gòu)造與凈化機(jī)理：廢水處于半靜止?fàn)顟B(tài)，而微生物則在轉(zhuǎn)動(dòng)的盤面上；轉(zhuǎn)盤40%的面積浸沒在廢水中，盤面低速轉(zhuǎn)動(dòng)；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。第二十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物轉(zhuǎn)盤的組成生物轉(zhuǎn)盤的主要組成單元有：盤片、接觸反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)裝置等，1、盤片盤片的形狀：外緣：圓形、多角形及圓筒形；盤面：平板、凹凸板、波形板、蜂窩板、網(wǎng)狀板等以及各種組合。盤片的厚度與材質(zhì)：要求質(zhì)輕、薄、強(qiáng)度高，耐腐蝕，同時(shí)還應(yīng)易于加工、價(jià)格低等；一般厚度為0.5~1.0cm；常用材料有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯以及玻璃鋼等。轉(zhuǎn)盤的直徑：一般直徑為2.0、2.5、3.0、3.5m等，常用的是3.0m。盤片間的間距：一般為30mm，高密度型則為10~15mm。第二十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物轉(zhuǎn)盤的組成2、接觸反應(yīng)槽一般可以用鋼板或鋼筋混凝土制成，橫斷面呈半圓形或梯形；槽內(nèi)水位一般達(dá)到轉(zhuǎn)盤直徑的40%，超高為20~30cm；轉(zhuǎn)盤外緣與槽壁之間的間距一般為20~40cm。第二十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日構(gòu)成與系統(tǒng)組成：生物轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速一般為18m/min；有一軸一段、一軸多段、以及多軸多段等形式；廢水的流動(dòng)方式，有軸直角流與軸平行流。多段式生物轉(zhuǎn)盤第三十頁，共四十五頁，2022年，8月28日有機(jī)負(fù)荷與水力負(fù)荷有機(jī)負(fù)荷-----kgBOD5/[m3（槽）.d]或kgBOD5/[m2（盤片）.d]；水力負(fù)荷---m3（水）/[m3（槽）.d]或m3（水）/[m2（盤片）.d]參數(shù)確定：通過實(shí)驗(yàn)求得經(jīng)驗(yàn)：城鎮(zhèn)生活污水：有機(jī)負(fù)荷：0.005-0.020kgBOD5/[m2（盤片）.d]，水力負(fù)荷0.04-0.20m3（水）/[m2（盤片）.d]生物轉(zhuǎn)盤的處理能力指標(biāo)第三十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物轉(zhuǎn)盤的主要特征

節(jié)能，即運(yùn)行費(fèi)用較低；生物量多，凈化率高，適應(yīng)性強(qiáng)，出水水質(zhì)較好；生物膜上生物的食物鏈長，污泥產(chǎn)量少，為活性污泥法的1/2左右；維護(hù)管理簡單，功能穩(wěn)定可靠，無噪音，無灰蠅；受氣候影響較大，頂部需要覆蓋，有時(shí)需要保暖；所需的場地面積一般較大，建設(shè)投資較高。第三十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物轉(zhuǎn)盤的新進(jìn)展空氣驅(qū)動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤：與沉淀池合建生物轉(zhuǎn)盤：與曝氣池合建生物轉(zhuǎn)盤：第三十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日3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；又稱為淹沒式生物濾池。如下特點(diǎn)：池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流過填料，填料上布滿生物膜采用與活性污泥法曝氣池相同的曝氣方法，向微生物提供所需要的氧，并起到攪拌混合的作用。第三十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物接觸氧化池的構(gòu)造

生物接觸氧化池由池體、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之間，根據(jù)曝氣裝置與填料的相對(duì)位置，可以分為兩大類：

曝氣裝置與填料分設(shè)：填料區(qū)水流較穩(wěn)定，有利于生物膜的生長，但沖刷力不夠，生物膜不易脫落；可采用鼓風(fēng)曝氣或表面曝氣裝置；較適用于深度處理。曝氣裝置直接安設(shè)在填料底部，曝氣裝置多為鼓風(fēng)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；檢修較困難。第三十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日曝氣裝置與填料分設(shè)第三十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日曝氣裝置直接安設(shè)在填料底部第三十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物接觸氧化法的填料

填料是微生物的載體，其特性對(duì)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(yīng)情況等有較大影響；按形狀分為硬性填料、軟性填料、半軟性填料、及球狀懸浮型填料等，按形狀方面可分為：蜂窩狀、束狀、筒狀、列管狀、波紋板狀、板狀、網(wǎng)狀以及球狀等，按材質(zhì)有塑料、玻璃鋼和纖維。第三十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日第三十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日生物接觸氧化主要特點(diǎn)

生物接觸氧化池內(nèi)的生物固體濃度（10~20g/L）高于活性污泥法和生物濾池，具有較高的容積負(fù)荷（可達(dá)3.0~6.0kgBOD5/m3.d）；不需要污泥回流，無污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡單；對(duì)水量水質(zhì)的波動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；污泥產(chǎn)量略低于活性污泥法。第四十頁，共四十五頁，2022年，8月28日4生物流化床生物流化床是70