第六章好氧生物处理——生物膜法.ppt

第六章 好氧生物处理——生物膜法 主要内容 生物膜法基本原理 生物膜法的工艺特点 生物膜法的主要工艺 生物膜的定义、特点 生物膜:以附着在惰性载体表面生长的，以微生物为主，包含微生物及其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的无机及有机物等组成，具有较强的生物降解和吸附性能的结构。 与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术； 土壤自净过程的人工化和强化； 生物膜法主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，同时对废水中的氨氮还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 前提条件： 起支撑作用、供微生物附着生长的载体物质：在生物滤池中称为滤料；在接触氧化工艺中称为填料；在好氧生物流化床中称为载体； 供微生物生长所需的营养物质，即废水中的有机物、N、P以及其它营养物质； 作为接种的微生物。 生物膜法的基本原理 生物膜的形成过程： 初步形成：含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。 生物膜的成熟：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。 生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天左右(城市污水，20°C) 微生物在载体表面附着的步骤 生物膜法的基本原理 生物膜法的基本原理 2 生物膜的性质： 高度亲水，存在着附着水层； 微生物高度密集：这些微生物主要起着去除废水中的有机污染物的作用，形成了有机污染物——细菌——原生动物(后生动物)的食物链。 生物膜法的基本原理 3 生物膜的更新与脱落 成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成，好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm。 厌氧膜的出现：生物膜厚度不断增加，氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态； 厌氧膜的加厚：厌氧的代谢产物增多，导致厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破坏；气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力，成为老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。 老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来，新生生物膜的净化功能较强。 生物膜法的工艺特点 1、微生物方面的特征 微生物种类多样化：① 相对安静、稳定的环境；② SRT相对较长；③ 丝状菌可以大量生长，无污泥膨胀之虞；④ 线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高；⑤ 藻类、甚至昆虫类也会出现； 生物膜上微生物的食物链较长： ① 动物性营养者所占比例较大，微型动物的存活率较高；② 食物链长；③ 污泥产量少于活性污泥系统(仅为1/4左右)。 能够存活世代时间较长的微生物，如硝化细菌，有利于硝化作用的进行。 2、在处理工艺方面的特征： 对水质、水量变动有较强的适应性； 剩余污泥的沉降性能良好，易于固液分离； 能够处理低浓度污水； 易于维护运行，运行费用少。 生物膜法的主要工艺类型 主要的生物膜法工艺有： 生物滤池：其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等； 生物转盘； 生物接触氧化法； 好氧生物流化床等。 1 生物滤池工艺 生物滤池的发展： 生物滤池是在污水灌溉的实践基础上发展起来的人工生物处理法； 首先于1893年在英国试验成功，从1900年开始应用于废水处理中； 主要有以下几种形式：普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池、活性生物滤池等。 生物滤池的构造与组成 生物滤池一般主要由滤床(池体与滤料)、布水装置和排水系统等三部分组成： 1、池体 在20世纪30、40年代以前，生物滤池的池体多为方形或矩形；在出现了旋转布水器之后，则大多数的生物滤池均采用圆形池体，主要是便于运行； 池壁可有孔洞或不带孔洞的两种：有孔洞的池壁有利于滤料的内部通风，但在冬季易受低气温的影响； 一般要求池壁高于滤料0.5m；在寒冷地区，有时需要考虑防冻、采暖、或防蝇等措施。 2、滤料：是生物膜赖以生长的载体，其主要特性有： 大的表面积，有利于微生物的附着； 能使废水以液膜状均匀分布于其表面； 有足够大的孔隙率，使脱落的生物膜能随水流到池底，同时保证良好的通风； 适合于生物膜的形成与粘附，且应该既不被微生物分解，又不抑制微生物的生长； 有较好的机械强度，不易变形和破碎。 (1) 普通生物滤池的滤料： 一般为实心拳状滤料，如碎石、卵石、炉渣等； 工作层的滤料的粒径为25~40mm，承托层滤料的粒径为70~100mm； 同一层滤料要尽量均匀，以提高孔隙率； 滤料的粒径愈小，比表面积 就愈大，处理能力可以提高；但粒径过小，孔隙率降低，则滤料层易被生物膜堵塞； 一般当滤料的孔隙率在45%左右时，滤料的比表面积约为65~100m2/m3。 (2) 高负荷生物滤池的滤料： 滤料粒径较大，一般为40~100mm，其中