生物法去除水中污染物生物膜法基本理論概述生物膜是附著生長在固體材料表面的由多種微生物形成的膜狀生物聚集體。固體材料濾料——生物濾池填料——生物接觸氧化轉(zhuǎn)盤——生物轉(zhuǎn)盤流化態(tài)：生物流化床生物膜的形成前提條件載體——填料或?yàn)V料營養(yǎng)物質(zhì)——有機(jī)物、N、P及其他，由污水提供接種微生物——由污水自行提供，或接種形成過程含有營養(yǎng)物質(zhì)和接種微生物的污水在填料的表面流動(dòng)，經(jīng)過一定時(shí)間后，污水中的微生物會(huì)在填料的表面附著增殖和生長，形成一層薄的生物膜。生物膜的形成生物膜的成熟在生物膜上由細(xì)菌及其他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。成熟所需的時(shí)間在20°C下處理城市污水，生物膜從開始形成到成熟，一般需要30天左右。生物膜結(jié)構(gòu)及性質(zhì)性質(zhì)高度親水，存在附著水層微生物高度密集，各種細(xì)菌以及微型動(dòng)物，形成了有機(jī)污染物-細(xì)菌-原（后）生動(dòng)物的食物鏈厭氧膜的出現(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)成熟的生物膜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生物膜結(jié)構(gòu)及性質(zhì)厭氧膜的加厚生物膜處于老化狀態(tài)，凈化功能變?nèi)?，易于脫落厭氧代謝產(chǎn)物增多，減弱生物膜的附著能力破壞厭氧膜與好氧膜之間的平衡厭氧膜的更新老化膜脫落，新生膜會(huì)重新生長新生膜具有更強(qiáng)的凈化功能生物膜法定義以生物膜作為去除廢水中污染物主體的工藝，統(tǒng)稱為生物膜法工藝又稱固定膜法，是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術(shù)起源處理對象分類土壤自凈過程溶解性、膠體狀有機(jī)物及氮素污染物生活污水或城市廢水某些工業(yè)廢水生物濾池生物轉(zhuǎn)盤生物接觸氧化生物流化床生物膜法微生物方面的特征微生物種類多樣化，種屬繁多，類型廣泛不易污泥膨脹，絲狀菌可大量生長，且其對低濃度污水具有較強(qiáng)的處理能力線蟲、輪蟲等微型動(dòng)物較常見，甚至藻類與昆蟲也可出現(xiàn)可分段運(yùn)行，形成優(yōu)勢微生物種群，提高降解能力。工藝運(yùn)行特征適應(yīng)性強(qiáng)（對水質(zhì)、水量等的變化）剩余污泥的沉降性能良好，易于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

生物法去除水中污染物生物濾池生物濾池是以土壤自凈原理為依據(jù)，在污水灌溉實(shí)踐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的人工生物處理技術(shù)。生物濾池高負(fù)荷生物濾池塔式生物濾池普通生物濾池工藝流程工作過程及構(gòu)造廢水從上往下從濾料間隙間流過，與生物膜充分接觸，其中有機(jī)污染物被微生物吸附并降解。工作過程及構(gòu)造池體形式：方形或矩形——上世紀(jì)30、40年代以前多邊形或圓形——旋轉(zhuǎn)布水器的出現(xiàn)池壁形式：帶孔洞或不帶孔洞——通風(fēng)超高要求：池壁高于濾料0.5m其他考慮：防凍、采暖、防蠅等池體工作過程及構(gòu)造濾料濾料是生物膜賴以生存的基礎(chǔ)特點(diǎn)：比表面積大，有利于微生物的附著能使廢水以液膜均勻分布于其表面孔隙率大，使脫落的生物膜能隨水流到池底，同時(shí)保證通風(fēng)良好適于生物膜的形成與粘附，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，不易變形和破碎工作過程及構(gòu)造濾料聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等制成的人工濾料，質(zhì)輕、耐蝕、高強(qiáng)，呈波狀、管狀和蜂窩狀工作過程及構(gòu)造布水裝置功能與作用：將廢水均勻布灑在濾料表面主要有兩種：固定式布水裝置旋轉(zhuǎn)式布水裝置工作過程及構(gòu)造排水系統(tǒng)處于濾床底部作用：收集和排出出水，并保證良好的通風(fēng)，支撐濾料由池底、排水假底、集水溝組成排水假底用于支持濾料，其排水孔的總面積應(yīng)不小于濾池表面積的5-8%排水假底與池底之間的凈空高度一般在0.6m以上，以利通風(fēng)。普通生物濾池普通生物濾池，又名滴濾池，是生物濾池早期出現(xiàn)的類型，即第一代生物濾池。普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)等4部分組成。普通生物濾池濾料實(shí)心拳狀濾料碎石、卵石、爐渣等人工濾料塑料球、小塑料管等工作層濾料粒徑為25-40mm承托層濾料粒徑為70-100mm普通生物濾池普通生物濾池一般適用處理Q≤1000m3/d的小城鎮(zhèn)污水或有機(jī)性工業(yè)廢水。優(yōu)點(diǎn)：

處理效果好，BOD5的去除率可達(dá)95%以上，而且能得到經(jīng)硝化處理的出水。另外，普通生物濾池運(yùn)行穩(wěn)定，易于管理，節(jié)省能源。缺點(diǎn)：

負(fù)荷低，占地面積大；濾料易堵塞，易產(chǎn)生濾池蠅，影響環(huán)境衛(wèi)生等。正是因?yàn)槠胀ㄉ餅V池具有這些實(shí)際缺點(diǎn)，所以已經(jīng)被淘汰。

生物法去除水中污染物生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤又稱浸沒式生物濾池工作原理和生物濾池基本相同構(gòu)造盤片、接觸反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動(dòng)裝置工作原理厭氧膜好氧膜轉(zhuǎn)盤載體液膜轉(zhuǎn)盤40%～50%浸沒在廢水中，盤面低速轉(zhuǎn)動(dòng)，并交替地和空氣與污水相接觸；盤片上附著一層滋生著大量微生物的生物膜；生物膜厚度與廢水濃度、性質(zhì)及轉(zhuǎn)速有關(guān)，一般0.3-0.5mm當(dāng)盤片的一部分浸入污水時(shí)，污水中的有機(jī)物被生物膜所吸附、降解，污水得以凈化，微生物獲得豐富營養(yǎng)而繁殖當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)出水面與空氣接觸時(shí)，生物膜上的固著水層又從空氣中吸收氧，并將其傳遞到生物膜和污水中特點(diǎn)微生物濃度高；耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；微生物食物鏈長，污泥齡長且生物相在工藝流程中明顯分級，有利于有機(jī)物的降解；接觸反應(yīng)槽內(nèi)不需曝氣，污泥也不需回流，因此，動(dòng)力費(fèi)用低；設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行正常的生物轉(zhuǎn)盤，不產(chǎn)生濾池蠅，不散發(fā)臭味、不產(chǎn)生泡沫、也不產(chǎn)生噪聲；受氣候影響較大，頂部需要覆蓋，有時(shí)需要保暖。工藝流程①生物轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)的的基本流程工藝流程②用于處理較高濃度有機(jī)廢水工藝流程③以去除BOD為主要目的的工藝流程④以深度處理（去除BOD、硝化、除磷、脫氮）為目的生物轉(zhuǎn)盤的形式單軸多級式生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤的形式空氣驅(qū)動(dòng)式生物轉(zhuǎn)盤與沉淀池共建與曝氣池結(jié)合

生物法去除水中污染物生物接觸氧化法介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法處理工藝。稱為淹沒式生物濾池或接觸曝氣法。在池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。污水與生物膜接觸有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。采用與曝氣池相同的曝氣方法，向微生物提供所需要的氧，并起到攪拌與混合作用。主要特點(diǎn)污泥濃度（10-20g/L）高于活性污泥法和生物濾池，可在較高容積負(fù)荷（3.0-6.0kgBOD5/(m3d)）下運(yùn)行無需污泥回流，無污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡單對水量水質(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。主要特點(diǎn)污泥濃度（10-20g/L）高于活性污泥法和生物濾池，可在較高容積負(fù)荷（3.0-6.0kgBOD5/(m3d)）下運(yùn)行無需污泥回流，無污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡單對水量水質(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。構(gòu)造填料高度一般為3.0m左右，填料層上部水層高約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位置，可分：曝氣裝置與填料分開設(shè)置（標(biāo)準(zhǔn)分流式）曝氣裝置直接安設(shè)在填料底部（直流式）曝氣方法①分流式

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(fēng)曝氣或表面曝氣裝置；較適用于深度處理。曝氣方法②直流式

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。直流式接觸氧化池接觸氧化池的池體在平面上多呈圓形、矩形或方形，池內(nèi)填料多采用蜂窩狀填料、波紋板狀填料和軟性填料等。蜂窩狀填料波紋板狀填料軟纖維填料工藝流程②二級處理流程①一級處理流程

生物法去除水中污染物生物流化床生物流化床是70年代開發(fā)的一種新型生物膜法處理工藝；以比重大于1的細(xì)小惰性顆粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等為載體；廢水以較高的上升流速使載體處于流化狀態(tài)；生物固體濃度很高，傳質(zhì)效率也很高，是一種高效的生物處理構(gòu)筑物。載體顆粒流化原理載體顆粒的流化，是由于上升的水流(或水流與氣流)所造成的。一般可以有以下三種狀態(tài)：固定狀態(tài)；2)流化狀態(tài)；3)流失狀態(tài)工藝類型根據(jù)供氧方式、脫膜方式及床體結(jié)構(gòu)等的不同，可分為兩相生物流化床和三相生物流化床。

（1）兩相生物流化床這類流化床是在流化床體外設(shè)置充氧設(shè)備與脫膜裝置，以為微生物充氧并脫除載體表面的生物膜。工藝類型（2）三相生物流化床直接向反應(yīng)器內(nèi)充氧，床體內(nèi)有氣、固、液三相共存；氣體攪動(dòng)劇烈，載體顆粒之間摩擦劇烈，可使表層的生物膜自行脫落，因此一般無需體外脫膜裝置。構(gòu)造主要包括反應(yīng)器、載體、布水裝置、充氧裝置和脫膜裝置等。1.反應(yīng)器：一般呈圓柱狀；高徑比一般采用3-4:1；若采用內(nèi)循環(huán)三相生物流化床時(shí)，升流區(qū)截面積與降流區(qū)面積之比應(yīng)在1左右。2.載體主要性能：①比重略大于1；②表面比較粗糙；③對微生物無毒性；④不與廢水物質(zhì)反應(yīng)；⑤價(jià)廉易得。常用載體有：砂粒、無煙煤、焦炭、活性炭、陶粒及聚苯乙烯顆粒；生物固體濃度與載體投加量有直接關(guān)系。構(gòu)造2.布水設(shè)備對兩相生物流化床，布水均十分關(guān)鍵；對三相生物流化床，由于有氣體的攪拌，布水設(shè)備不十分重要。

4.充氧裝置

5.脫膜裝置一般三相生物流化床不需設(shè)置專門的脫膜裝置；在兩相生物流化床系統(tǒng)中常設(shè)的脫膜裝置有：①振動(dòng)篩②葉輪脫膜裝置③刷式脫膜裝置

特點(diǎn)及存在問