13生物膜法1.微生物物的形態(tài)

好氧生物處理法分類(lèi)：1.活性污泥法:微生物懸浮生長(zhǎng)型2.生物膜法：微生物附著生長(zhǎng)型，微生物固著生長(zhǎng)在載體的表面形成生物膜。2.構(gòu)筑物：生物膜反應(yīng)器。

按照廢水與生物接觸形式的不同，有：生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化池、曝氣生物濾池、生物流化床；3.載體：填料或?yàn)V料。塑料濾料：密度小、比表面積大、孔隙率大、強(qiáng)度高；纖維。4.生物膜法：好氧法、厭氧法（厭氧濾池/UASB）13生物膜法13-1基本原理13-2生物濾池13-3生物轉(zhuǎn)盤(pán)13-4生物接觸氧化法13-5生物膜法的進(jìn)展13-1基本原理一.生物膜:附著生長(zhǎng)在濾料上充滿微生物的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的吸附和生物降解性能。（圖13-1生物膜的基本結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)：好氧層(0.5~1mm):好氧和兼性微生物，其中異養(yǎng)微生物位于上層，自養(yǎng)微生物底層；厭氧層：厭氧分解；附著水層；流動(dòng)水層組成：細(xì)菌（好氧、厭氧、兼性）為主、真菌（包括絲狀菌）、藻類(lèi)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物、蠕蟲(chóng)、昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)；上層為低級(jí)食物鏈，下層為高級(jí)食物鏈。作用：吸附、氧化分解；生物分層：隨著水流方向，微生物從低級(jí)到高級(jí)分布，種類(lèi)逐漸逐漸增多，個(gè)體數(shù)量減少；上層厚，下層厚度減??；載體：填料或?yàn)V料、介質(zhì)生物膜培養(yǎng)：掛膜，過(guò)程為幾天至幾十天生物膜生長(zhǎng)速度的影響因素：有機(jī)負(fù)荷、水力負(fù)荷（濾率）生物膜脫落：老化；昆蟲(chóng)活動(dòng)；水力沖刷。圖13-1生物膜的基本結(jié)構(gòu)凈化有機(jī)物的過(guò)程（圖13-1）

有機(jī)物的擴(kuò)散、氧的擴(kuò)散（傳質(zhì)）；有機(jī)物的吸附；有機(jī)物的氧化分解(好氧分解)；好氧代謝產(chǎn)物擴(kuò)散；厭氧層的厭氧代謝(厭氧分解)；厭氧代謝的產(chǎn)物如有機(jī)酸的擴(kuò)散；生物膜的生長(zhǎng)和脫落活性污泥和生物膜的比較

相同點(diǎn)：1.主要利用好氧微生物吸附、氧化降解有機(jī)物；2.微生物以細(xì)菌為主；3.微生物中原生動(dòng)物和后生動(dòng)物的存在說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行正常，能改善出水水質(zhì)；

不同點(diǎn):1.絲狀菌的大量繁殖使生物膜具有立體結(jié)構(gòu)，能疏松生物膜，有利于提高污染物的去除效果；而在活性污泥中則會(huì)對(duì)系統(tǒng)構(gòu)成威脅，2.生物膜中原生動(dòng)物和后生動(dòng)物比活性污泥數(shù)量多，種類(lèi)更豐富；且分層聚居，在水流的下層出現(xiàn)。二、影響生物膜法污水處理效果的主要因素進(jìn)水底物的組分和濃度及其變化規(guī)律營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷有機(jī)負(fù)荷：kgBOD5/[m3(濾料)·d]水力負(fù)荷(濾率)：m3(污水)

/[m2(濾料)·d]有機(jī)負(fù)荷受到濾床性質(zhì)的影響，即受到濾料性能的影響；高的有機(jī)負(fù)荷，需要高的水力負(fù)荷；在高負(fù)荷生物濾池中，提高濾率是改善生物濾池堵塞的常用措施；（表13-1）DO生物膜量：厚度和密度與進(jìn)水有機(jī)物濃度影響；pH溫度有毒物質(zhì)表13-1幾種生物膜法工藝的負(fù)荷比較對(duì)象普通生物濾池高負(fù)荷生物濾池塔式生物濾池生物接觸氧化池生物轉(zhuǎn)盤(pán)濾率(m/d)1～59~4090~150100～1600.1～0.2有機(jī)負(fù)荷(kgBOD5/m3·

d)-10.1～0.30.5～1.51.0~2.52.5～4.0BOD去除效率85～9580～9080～9085～9085～90三、生物膜法污水處理工藝特征與傳統(tǒng)活性污泥法相比較，生物膜法的特點(diǎn)：抗沖擊負(fù)荷、剩余污泥量少、操作方便；適合中小型污水處理廠采用。微生物特征：微生物種類(lèi)豐富、量多、食物鏈長(zhǎng)；微生物中存在世代時(shí)間較長(zhǎng)的菌種，有利于不同功能的優(yōu)勢(shì)菌群分段運(yùn)行；處理工藝特征：對(duì)水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性；可用于低濃度污水的處理；剩余污泥量少；運(yùn)行管理方便：無(wú)污泥回流、無(wú)需調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度、無(wú)絲狀菌膨脹的危險(xiǎn)；需預(yù)處理：設(shè)初沉等為了①去除原水中懸浮物以免堵塞濾料；②水質(zhì)均化。需設(shè)二沉池截留脫落的生物膜四、生物膜法反應(yīng)動(dòng)力學(xué)介紹13-2生物濾池一、概述生物濾池是生物膜法的傳統(tǒng)工藝。分類(lèi)負(fù)荷不同：低負(fù)荷生物濾池：濾料為碎石、卵石、爐渣、焦炭；

高負(fù)荷生物濾池：采用處理水回流；

塔式生物濾池：采用性能改善的濾料；營(yíng)養(yǎng)物、氧氣和微生物三者充分接觸、水流紊動(dòng)劇烈、通風(fēng)條件好；布水方式不同：

回轉(zhuǎn)式布水；（圖13-3a）固定噴嘴式布水；（圖13-3b）二、(圖13-4)1.濾床及池體（1）濾料：主要參數(shù)：比表面積A、孔隙率P、密度、機(jī)械強(qiáng)度、生物化學(xué)穩(wěn)定性(不能被微生物分解、不能抑制微生物生長(zhǎng))；早期濾料：碎石、卵石、焦炭、爐渣等顆粒濾料；d為3～8cm（拳狀）；孔隙率為45%~50%;比表面積為65～100m2/m3;材料：塑料、玻璃鋼、樹(shù)脂；形狀：波紋狀、蜂窩管、環(huán)狀、空心浮球、多孔顆粒。圖13-5環(huán)狀圖13-6波紋狀濾料高度：石質(zhì)拳狀濾料1～2.5m高；塔式濾池高>10m;（2）池壁：磚石、鋼筋混凝土；高度高出濾池表面0.4～0.5m；蜂窩斜管和蜂窩斜板浮球料填料陶粒沃濾料立體思彈性遇填料聚丙防烯半廉軟性摩填料2.布水皺系統(tǒng)：要烤求布逝水均渴勻；有固督定式臭噴嘴蜓布水蓄系統(tǒng)污（現(xiàn)欺基本乞不用帳）和鬼旋轉(zhuǎn)脈式布結(jié)水器(圖13宵-3杯a)；布水眨中心對(duì)管，本布水墊橫管貢；布俊水橫茄管的延一側(cè)桑開(kāi)于春小孔怪，小侄孔直竿徑10～15血mm；間牛距不郵等，炭愈近佛池心廳間距拒愈大更，保油證單光位面約積的畏濾池府面積徐接受窗的水喝量相進(jìn)等；3.排水殘系統(tǒng)：滲善水裝貨置、宅集水恨溝、鼻排水魔渠；肚收集暫并排莫出污李水和太生物兔膜，萌保證抖濾池冊(cè)通風(fēng)她，支污承濾墓料；幾種軋濾料展主要?jiǎng)趨?shù)和的比柳較濾料種類(lèi)3~8cm的s石質(zhì)濾料環(huán)狀塑料濾料波紋板塑料濾料玻璃鋼蜂窩板（f=20）比表面積A(m2/m3)65～10098～34081～195200空隙濾P45～5093～9593～9595----密度(kg/m3)1100~1400100三、袍生物墾濾池茂法的止工藝打流程腐初晴沉池章＋生逗物濾打池＋軍二沉?xí)猿豠.普通血生物奏濾池(低負(fù)禽荷生著物濾努池、滋滴濾熱池)水力域負(fù)荷q低：1～5m3·(m2濾料·d)-1有機(jī)叨物濾腔料負(fù)窩荷qF低：10剖0～30豪0m歉gB刑O(píng)D5·(m3濾料·d)-1BO敗D5去除葡率高鹽：85～90％；鮮出水命水質(zhì)虧好,B猶OD5<2韻0~剛30販mg·L-1;采用歪拳狀脊顆粒士濾料叔，d＝3～8c塞m；工作H＝1.樣2～1.蔬8m；承脫敵層顆炕粒h＝0.遷2m；析濾此料的郵總H＝1.幻玉5～2.晉0m尖<2藍(lán).5柏m；布水條系統(tǒng)說(shuō)：固映定式禾噴嘴蔑布水仍系統(tǒng)像；有機(jī)規(guī)物發(fā)截生吸丈附、膜氧化戒、硝括化作魯用：矮出水賞有DO和硝凍酸鹽見(jiàn)；二吳沉池紫的污息泥穩(wěn)盯定、優(yōu)顏色色深；生物晴膜周殺期性派脫落盟：主愉要由撤于膜準(zhǔn)老化婚和昆慨蟲(chóng)活鈴動(dòng)；b.有回就流的龍高負(fù)徐荷生尾物濾右池(圖13村-1組0)水力凍負(fù)荷q高：9～40蜜m3·(m2濾料·d)-1有機(jī)萬(wàn)負(fù)荷抵高：0.輩5～1.右5g跳B(niǎo)O輕D5·(m3濾料·d)-1，在1.誤1左右BO并D5去除賽率：80～90％；壯出水BO蔥D5>3妙0m劣g·L-1;卵石東或石溫英石預(yù)濾料跨；H＝2～4m；布水斧系統(tǒng)剖：旋泛轉(zhuǎn)式分布水要系統(tǒng)鏈；出水北無(wú)DO和硝椅酸鹽巖；二堆沉池命的污躬泥穩(wěn)岔定性俘差，嶄泥量安大；生物著膜經(jīng)惠常性豬地脫得落：血主要兵由于纖水力軌沖刷為保緣瑞證高路負(fù)荷萍、出沖水水計(jì)質(zhì)好躲，采揭用回流的運(yùn)乏行方凱式(一般發(fā)回流摟后的沉進(jìn)水BO毯D5<2凱00直g·L-1;)二級(jí)汁生物蜘濾池棚：提闖高處合理效陸率；兩個(gè)蜻高負(fù)縮慧荷生侮物濾籠池串堵連(圖13圾-1朝0c、d)，第圓二級(jí)袍池中萬(wàn)有硝褲酸鹽區(qū)和DO；交替噸式二簡(jiǎn)級(jí)生員物濾懶池(圖13白-9悠)高負(fù)齡荷生酬物濾錄池的菜兩種回流方式(圖13焦-1鹽0a，b)生物濾池二沉池初沉池回流rQ進(jìn)水出水Q(1+r)L1生物濾池二沉池初沉池回流rQ進(jìn)水,Q,出水Q(1+r),

圖13腸-9交替沃式生破物濾堂池流樸程生物伸濾池二沉過(guò)池初沉狗池生物在濾池二沉趕池c.塔式正生物貴濾池(圖13嚷-1箭1)流肚程冬：?jiǎn)渭?jí)冤進(jìn)水碗（圖13稈-3寶a）二級(jí)清進(jìn)水站（圖13館-3賤b）直徑R為1～3.因5m；高莫度H為8～24召m；R/幸H=憂6~陸8；進(jìn)水BO獄D5<5貸00贈(zèng)mg·L-1;填料衡要求咱密度劉低、微裝填蛙的填謀料分榮層，訪每層2m；BO寇D去除錯(cuò)率降尾低，虛常用刷于有訂機(jī)廢擱水的藥預(yù)處荷理，棟以大沃幅度潤(rùn)去除涂有機(jī)盾物；三種站生物榜濾池粒的性尤能比飼較比較對(duì)象普通生物濾池高負(fù)荷生物濾池塔式生物濾池濾床高度(m)低，<2.5高，>7m濾床直徑大小小出水高度硝化，BOD5≤25未充分硝化，BOD5≥30有限度硝化，BOD5≥30BOD去除效率85～9080～9080～90二次污泥顏色深,高度氧化易沉淀顏色淺，未充分氧化，易腐化濾率(m/d)1～5<9~4090~150有機(jī)負(fù)荷(kgBOD5/m3·

d)0.1～0.30.5～1.52.5~4.0缺點(diǎn)占地多，易堵塞，衛(wèi)生差優(yōu)點(diǎn)運(yùn)行簡(jiǎn)單，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，生物膜在二沉池易分離三、流影響點(diǎn)生物收濾池與的因遇素1.濾床廢高度H位置漸不同眼，微仰生物戒種群?jiǎn)滩煌?zé)；E在一伯定調(diào)體節(jié)下虎，與H正相親關(guān)，罰但在H超過(guò)蓄一定絨值時(shí)頭，不雪經(jīng)濟(jì)師；濾床位置上層下層微生物種類(lèi)低級(jí)高級(jí)生物膜量多少去除速率快慢2.負(fù)荷棋：集膝中反脂映生羊物濾把池工娘作性矛能的百參數(shù)薯。（1）水卡力負(fù)遣荷：表征傘生物信濾池橡的接止觸時(shí)練間和蜂沖刷酒能力弦。水力影表面衡負(fù)荷況：濾率/m3·(m2·d)-1水力蔽體積柱負(fù)荷/m3·(m3·d)-1（2）有勺機(jī)負(fù)靜荷/忌kg仰BO冬D5·(m3·d)-1:每天笑供給謊單位淚體積窩濾料邁的有喪機(jī)物傲量，表征F/軌M值比較對(duì)象普通生物濾池高負(fù)荷生物濾池塔式生物濾池生物接觸氧化池生物轉(zhuǎn)盤(pán)濾率(m/d)1～59~4090~150100～1600.1～0.2有機(jī)負(fù)荷(kgBOD5/m3·

d)-10.1～0.30.5～1.51.0~2.52.5～4.0BOD去除效率85～9580～9080～9085～9085～90回流丘的出持發(fā)點(diǎn)提高凡水力證負(fù)荷辭（濾干率）尿，防壞止濾言池堵劉塞，嗽改善作衛(wèi)生剩狀況嗽；保證梯濾池吼在有跪機(jī)負(fù)乎荷高剝的條泊件下醉能正逢常工惡作；改善肥進(jìn)水展?fàn)顩r鼓；調(diào)節(jié)差和穩(wěn)早定進(jìn)疑水?；亓魃矣绊懲冻鏊Ｋ|(zhì)歡的原素因稀釋位進(jìn)入絨到生吧物濾社池中本的有縣機(jī)物揉濃度紋，有也利于頃提高演出水女水質(zhì)濾率蹦提高煩后，糟流墊動(dòng)水蠟的紊受流程墨度增雄大；煙有利微生筒物周姿圍有娃機(jī)物多的濃抄度梯齊度減缸?。焕@不利廢水側(cè)在濾顫池中鉆的停繞留時(shí)并間t減小往；不段利3.回流攝：在無(wú)高負(fù)么荷生寄物濾陪池中潮，多牢采用內(nèi)回流除，一進(jìn)般要號(hào)求回伯流后BO雖D5置<2杯00芹mg績(jī)/L（表13敘-3回流儉濾池蛾回流圾比與蜘進(jìn)水打濃度或之間兔的過(guò)石關(guān)系撥）進(jìn)水BOD5/(mg·L-1)<150150~300300~450450~600500~750750~900一級(jí)0.751.502.253.003.754.50二級(jí)0.51.01.52.02.53.04.供氧（1）忙正常茶運(yùn)行婆的生古物濾恢池，井自然盡通風(fēng)御可以疾提供來(lái)生物嗚降解靜所需注的氧禿量。（2）入條流有桿機(jī)物喉濃度量較高盞時(shí)，華供氧唇可能剪成為年限制魔因素胳：一裕般高筐負(fù)荷勒生物端濾池敲保證腹進(jìn)水CO畝D<季40刪0m年g·L-1。表征景生物朱濾池修工作岡性能翻的參清數(shù)1.有機(jī)需負(fù)荷N/紙k差gB朝OD5·(m3·d)-1N值高鏈，濾葛池單竟位體負(fù)積單杜位時(shí)弱間內(nèi)遲去除催的有巴機(jī)污抽染物烏多。對(duì)于遭一定呈的有明機(jī)污到染物經(jīng)，所熱需要兄的濾麗池體茄積小糠。2.處理有效果儲(chǔ)或出挑水水凳質(zhì)出水枯的有賓機(jī)物申濃度雞、SS；3.處理蟲(chóng)效率E如無(wú)后回流旨，則首指生酸物濾景池的游處理龍效率如有必回流動(dòng)，則伶指整守個(gè)系棟統(tǒng)的擁處理泊效率五、眨生物漏濾池在系統(tǒng)丸的功堆能設(shè)胸計(jì)處理妙系統(tǒng)里：生受物濾結(jié)池、穴二沉有池、思和初培沉池窯、回偵流泵1濾池合類(lèi)型2流程減選擇流程(1雀)是否佛設(shè)置斑初沉彼池；(2辟)采用禁幾級(jí)剝生物累濾池牢；(3籠)是否鄭采用宣回流扇，回娛流方牙式和絕回流揭比的麥確定寄。3濾池滴個(gè)數(shù)天和濾尋床尺擁寸確萬(wàn)定工藝滅設(shè)計(jì)決內(nèi)容奏：確戶定濾售床總嶺體積V，面身積A，和杠高度h。4布水停設(shè)備鞠計(jì)算濾池駐個(gè)數(shù)掠和濾其床尺奏寸的撞確定(1予)濾床遍總體愉積（V）LV——有機(jī)絕容積嚷負(fù)荷酷，kg束B(niǎo)O鞋D5/m3·d。城鎮(zhèn)井污水樓生物府濾池輩的負(fù)芹荷率擋取值株表13犧-4(2篩)濾床翼高度h的確跌定(3登)校核唐濾率相，是照否合久理回流動(dòng)式濾斤池深嘩較淺鴉時(shí)，否水力繼負(fù)荷浴要求≤30婚m/悟d。表13混-5回流壯式生額物濾獨(dú)池的授濾率晚。【例題】例某題已知太某城屠鎮(zhèn)人界口80止0庸00人，北排水持量定飽額為10枝0怖L/人·d，BO逗D5為20這g燥/人·d。設(shè)頸有一粒座工毅廠，天污水際量為2舅00渣0碗m3/d，其BO栽D5為2皂20袍0陶mg兇/L。擬賴混合鄙采用掙回流羨式生邁物濾喝池進(jìn)弓行處族理，映處理剛后出乎水的BO辦D5要求辱達(dá)到30狹m摔g/賭L。生活咳污水凈與工思業(yè)廢鉤水混永合后BO帶D5濃度【解】（1）基學(xué)本設(shè)洋計(jì)參爛數(shù)計(jì)淋算(設(shè)在似此不婦考慮能初沉巡壽池計(jì)掙算)生活括污水靈和工波業(yè)廢壤水總挪水量由于肉混合燭后BO飽D5濃度哪較高抖，應(yīng)倒考慮殲回流要，由往表13沈-3設(shè)回濤流比r=弱3.射00，則洪稀釋橡后濾榜池進(jìn)順?biāo)瓸O蠢D5(讀)為（2）生襖物濾雷池個(gè)池?cái)?shù)和該濾床連尺寸惹計(jì)算生物絲式濾池敞總體母積：設(shè)LV＝1.北1節(jié)kg伶B抖OD5/m3·d，則設(shè)池蓄深為2.貧5m，則巨濾池泳總面圈積為若采精用6個(gè)濾凳池，堡每個(gè)裕濾池峽面積濾池嗚直徑罪為（3）校淚核經(jīng)過(guò)破計(jì)算傲，采顆用6個(gè)直逗徑23院m，高2.興5m的高來(lái)負(fù)荷樹(shù)生物六濾池熔。六、熔生物帳濾池象的運(yùn)纖行及籠其經(jīng)倘驗(yàn)1.掛膜尸階段那：生擺活污埋水2.馴化虜－掛政膜階蘋(píng)段：錦含有宋毒物零質(zhì)的渾工業(yè)等廢水3.表13寶-7幾個(gè)忠生物職濾池伴的技竭術(shù)數(shù)麗據(jù)13屈-3生物炎轉(zhuǎn)盤(pán)生物聯(lián)轉(zhuǎn)盤(pán)柳（又疤名轉(zhuǎn)愧盤(pán)式昂生物鳳濾池致）是葬一種善生物匠膜法鎮(zhèn)處理府設(shè)備深。它必具有貴很多戲優(yōu)點(diǎn)耐，在哈印染稅、造狐紙、傘皮革臭和石勇油化躺工等燦行業(yè)追的工胡業(yè)廢乞水處鉆理中榴得到瓜應(yīng)用揪，效汽果較磁好。與生廣物濾姿池相萌比，注生物術(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)撤的特隸點(diǎn)：沒(méi)有哪堵塞坐現(xiàn)象諒；能耗首低；占地肆面積禽大；有氣通味產(chǎn)乳生。生物蝕轉(zhuǎn)盤(pán)構(gòu)去除宣廢水揀中有踢機(jī)污導(dǎo)染物射的機(jī)筍理，擇與生課物濾繞池基叮本相慨同，甚但構(gòu)彼造形喜式與燙生物附濾池芝很不治相同揉。圓肉盤(pán)一部潤(rùn)分浸疼沒(méi)在層污水狹中；燃一部前分敞店露在麥空氣乏中；轉(zhuǎn)軸需中心倘高度淺高出帶液面15舍0m綠m以上貼；膜厚0.誦5～2.拴0m污m，不朵斷生喇長(zhǎng)、高繁殖殿、老帳化、析脫落售；轉(zhuǎn)盤(pán)電材料贏：聚之乙烯新硬質(zhì)拋塑料向、玻歐璃鋼轉(zhuǎn)盤(pán)開(kāi)形狀輔：蜂儲(chǔ)窩板恩、波士紋板盤(pán)片得直徑2～3m，最末大5m；盤(pán)片妄間距25～35登mm（進(jìn)曠水端再），10～20