水处理工程讲义.ppt

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1、环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering水处理工程（二）水处理工程（二）生物膜法生物膜法 环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering兴趣是最好的老师！n1、与活性污泥法相比，生物膜法的特点体现在哪些方面？n2、生物滤池的主要结构是什么？n3、影响生物滤池处理污水的主要影响因素有哪些？n4、生物转盘处理污水的主要过程和原理？n5、什么是生物接触氧化法？n6、什么是生物流化床？其特点有哪些？环境科学与工程系环境科学与工程系 D

2、epartment of Environmental Science&Engineering生物膜法和活性污泥法一样，同属好氧生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则主要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。3 3 生生 物物 膜膜 法法环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering 附着的生物膜环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特点：

3、与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特点：3 3 生生 物物 膜膜 法法固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池，因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering因高营养级的微生物存在，有机物代谢时较多的转移为能量，合成熟细胞即剩余污泥量较少。采用自然通风供氧。活

4、性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。u国外的运行经验表明，在处理城市污水时，生物滤池处理厂的处理效率比活性污泥法处理厂略低。50%的活性污泥法处理厂BOD去除率高于到91%，50的生物滤池处理厂BOD去除率为83%。环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineeringl生物膜法设备类型很多，按生物膜与废水的接触方生物膜法设备类型很多，按生物膜与废水的接触方式不同，可分为式不同，可分为填充式和浸渍式填充式和浸渍式两类：两类：v填充式生物膜法填充式生物膜

5、法中，废水和空气沿固定的填料或转中，废水和空气沿固定的填料或转动的盘片表面流过，与其上生长的生物膜接触，典动的盘片表面流过，与其上生长的生物膜接触，典型设备有型设备有生物滤池和生物转盘生物滤池和生物转盘。v浸渍式生物膜法浸渍式生物膜法中，生物膜载体完全浸没在水中，中，生物膜载体完全浸没在水中，通过鼓风曝气充氧。如载体固定，称为通过鼓风曝气充氧。如载体固定，称为接触氧化法接触氧化法；如载体流化则称为如载体流化则称为生物流化床。生物流化床。目前所用的生物膜目前所用的生物膜法多数是好氧装置，少数是厌氧形式，如厌氧滤池法多数是好氧装置，少数是厌氧形式，如厌氧滤池和厌氧流化床等。和厌氧流化床等。本章主要

6、讨论好氧生物膜法。本章主要讨论好氧生物膜法。3 3 生生 物物 膜膜 法法环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.3 3.3 生物转盘生物转盘3.4 3.4 生物接触氧化法生物接触氧化法3.5 3.5 生物流化床生物流化床3 3 生生 物物 膜膜 法法环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Envir

7、onmental Science&Engineering3.1.1 3.1.1 生物膜的形成及特点生物膜的形成及特点3.1.2 3.1.2 微生物相方面的特征微生物相方面的特征3.1.3 3.1.3 处理工艺方面的特征处理工艺方面的特征3.1 3.1 概概 述述环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineeringl生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利用膜内微生物将有机物氧化，使废水获得净化，同时，生物膜内微生物不断生长与繁殖。l 生物膜在载体上的生长过程是这样的：当有机废水或由活性污泥悬浮

8、液培养而成的接种液流过载体时，水中的悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜，这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分解废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。3.1 3.1 概概 述述3.1.1 生物膜的形成及特点生物膜的形成及特点环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineeringl生物膜是高亲水物质，在污水不断在其表面更新的条件下，在其外侧总存在着一层附着水层。同时，膜又是微生物高度集中的物质，在膜的表面和一定深度的内部繁殖着大量的各类微生物和微

9、型动物，并形成：有机物-细菌-原生动物（后生动物）的食物链。l为了保持好氧生物膜的活性，除了提供废水营养物质外，还应创造一个良好的好氧条件，亦即向生物膜供氧，在填充式生物膜法设备中，常采用自然通风或强制自然通风供氧。氧透入生物膜的深度取决于它在膜中的扩散系数、固液界面处氧的浓度和膜内微生物的氧利用率。3.1 3.1 概概 述述3.1.1 生物膜的形成及特点生物膜的形成及特点环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering 环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Sc

10、ience&Engineering生物膜和活性污泥法中出现的微生物比较生物膜和活性污泥法中出现的微生物比较微生物种类微生物种类活性污泥活性污泥生物膜法生物膜法微生物种类微生物种类活性污泥法活性污泥法生物膜法生物膜法细菌细菌+轮虫轮虫+真菌真菌+线虫线虫+藻类藻类-+寡毛虫寡毛虫-+鞭毛虫鞭毛虫+其它后生动其它后生动物物-+肉足虫肉足虫+昆虫类昆虫类-+纤毛虫纤毛虫+（1）参与净化反应微生物多样化3.1 3.1 概概 述述3.1.2 微生物相方面的特征微生物相方面的特征环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering

11、l在生物膜上生长繁育的生物中，动物性营养类所占比例较大，微型动物的存活率亦高。这就是说，在生物膜上能够栖息高层次营养水平的生物，在捕食性纤毛虫、轮虫类、线虫类之上还栖息着富毛类和昆虫，因此，在生物膜上形成的食物链要长于活性污泥法的食物链。在生物膜处理系统内产生的污泥量也少于活性污泥处理系统。l污泥产量低，是生物膜处理法各种工艺的共同特性。并已为大量的实际数据所证实。一般说来，生物膜处理法产生的污泥量较活性污泥处理系统少1/4左右。（1）参与净化反应微生物多样化3.1 3.1 概概 述述3.1.2 微生物相方面的特征微生物相方面的特征（2）生物的食物链长环境科学与工程系环境科学与工程系 Depa

12、rtment of Environmental Science&Engineeringl硝化菌和亚硝化菌的世代时间都比较长，比增殖速度较小，在一般生物固体平均停留时间较短的活性污泥处理系统中，这类细菌是难以存活的，但在生物膜处理法中，生物污泥的生物固体平均停留时间与污水的停留时间无关。因此，硝化菌和亚硝化菌也得以繁衍、增殖。l因此，生物膜处理法的各项处理工艺都具有一定的硝化功能，采取适当的运行方式，还可能具有反硝化脱氮的功能。（1）参与净化反应微生物多样化3.1 3.1 概概 述述3.1.2 微生物相方面的特征微生物相方面的特征（2）生物的食物链长（3）能够存活世代时间较长的微生物环境科学与工

13、程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering生物膜处理法多分段进行，在正常运行的条件下，每段都繁衍与进入本段污水水质相适应的微生物，并形成优占种属，这种现象非常有利于微生物新陈代谢功能的充分发挥和有机污染物的降解。（1）参与净化反应微生物多样化3.1 3.1 概概 述述3.1.2 微生物相方面的特征微生物相方面的特征（2）生物的食物链长（3）能够存活世代时间较长的微生物（4）分段运行与优占种属环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering（1

14、）对水质、水量变动有较强的适应性。（2）污泥沉降性能良好，宜于固液分离。（3）能够处理低浓度的污水。活性污泥处理系统，不适宜处理低浓度的污水，如原污水的BOD值长期低于5060mg/L，将影响活性污泥絮凝体的形成和增长，净化功能降低，处理水水质低下。但是，生物膜处理法对低浓度污水，也能够取得较好的处理效果，运行正常可使BOD为2030mgL的原污水，将BOD值降至510mgL。（4）易于维护运行、节能。3.1 3.1 概概 述述3.1.3 处理工艺方面的特征处理工艺方面的特征环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Enginee

15、ring3.2.1 3.2.1 概述概述3.2.2 3.2.2 生物滤池构造生物滤池构造3.2.3 3.2.3 生物滤池的分类及比较生物滤池的分类及比较3.2.4 3.2.4 影响生物滤池性能的主要因素影响生物滤池性能的主要因素3.2 3.2 生物滤池生物滤池环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environment

16、al Science&Engineering环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineering环境科学与工程系环境科学与工程系 Department of Environmental Science&Engineeringl生物滤池生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术。l1893年在英国试行将污水在粗滤料上喷洒进行净化的试验，取得良好的效果。1900年以后，这种工艺得到公认，命名为生物过滤法，处理构筑物则称为生物滤池，开始用于污水处理实践，并迅速地在欧洲一些国家得到应用。l 早期出现的生物滤池，负荷低，水量负荷只达14m3/m3滤池d，BOD负荷也仅为0.10.4kg/m3(滤料d）,其优点是净化效果好，BOD去除率可达9095。主要的缺点是占地面积大，而且易于堵塞，在使用上受到限制。3.2 3.2 生物滤