(水体污染处理课件）第8章 生物膜法

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1、第8章污水好氧生物处理—生物膜法水污染控制技术南京师范大学地理科学学院内容7.1生物膜法概述7.2生物滤池7.3生物转盘7.4生物接触氧化7.5生物膜法的进展（生物流化床、曝气生物滤池、膜生物反应器）7.1概述生物膜法分为以下三类：1）润壁型生物膜法废水和空气沿固定的或转动的接触介质表面的生物膜流过，如生物滤池和生物转盘等；2）浸没型生物膜法接触滤料固定在曝气池内，完全浸没在水中，采用鼓风曝气，如生物接触氧化；3）流动床型生物膜法使附着有生物膜的活性炭、砂等小粒径接触介质悬浮流动于曝气池中，如生物流化床。生物膜的结构及净化机理生物膜是指以附

2、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，并具有较强的吸附和生物降解性能的结构。构造：生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层)＋附着水层(高亲水性)。组成：生物膜一般由细菌、真菌、原生动物、后生动物、藻类以及蠕虫、昆虫幼虫组成。具体生物以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等，含有大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、独缩虫等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜管虫等），它们起到了污染物净化和清除池内生物（防堵塞）作用。污染物：分层降解。供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向流动，向生物膜表面供氧

3、。传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进行，部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H2S，NH3等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO3－N、NO2－N经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中。生物膜更新：经水力冲刷，使膜表面不断更新（DO及污染物），维持生物活性（老化膜固着不紧）。生物膜法污水处理特征1）微生物相方面的特征：a、参与净化反应微生物多样化。与活性污泥法相比，膜法具有更好的生物多样性，生物膜固着在载体上时间长或生物平均停留时间（泥龄）长，其除细菌广泛存在外，世代时间长、比增殖速度小的微生物

4、，如硝化菌等也大量存在，此外，丝状菌，藻类众多，线虫、纤毛虫、轮虫以及昆虫等也都较广泛地存在。b、食物链长，污泥产率低。生物膜的生物中动物性营养所占比例较大，能栖息高营养水平的生物，其在捕食性纤毛虫，线虫之上还栖息有寡毛类和昆虫，因而污泥少。c、能够存活世代较长的微生物，在生物膜法中，θc与污水的停留时间无关，因此硝化细菌等可以增值（特别是在冬季低温）。d、可分段运行，形成优势微生物种群，提高降解能力。生物膜法污水处理特征2）工艺方面的特征：a、对水质水量变动有较强适应性——顺水流方向形成了微生态系统。b、污泥沉降性能好，宜于固液分离。膜法

5、污泥的生物组分中动物所占比重较大，含水率相对低，且剥落泥块体积较大，故沉降性能好，宜固液分离。但若厌养层过厚，剥落污泥中有轻散颗粒，影响出水水质。c、能处理低浓度污水。生物膜能处理活性污泥法不能处理的低浓度污水和微污染的原水，使B0D5降至5-10mg/L。d、易于维护管理、节能。无污泥回系统，甚至无曝气系统，节能并易运行管理。生物膜法与活性污泥法相比：①活性污泥法系人工强化生物处理系统，生物量大，处理能力强，而膜法更趋于自然净化原理。②活性污泥法为人工强化三相传质，膜法趋向浓度差扩散传质，传质效果较活性污泥差，处理效率较活性污泥差。③适于

6、工业废水处理站和小规模生活污理厂。微生物在载体上附着的一般过程微生物在载体表面附着的步骤7.2生物滤池生物滤池于1889年在劳伦斯实验厂首先开始研究，1910年后期在美国开始了大规模的应用，20世纪70年代逐步被好氧法代替，随着新型滤料的不断诞生，生物滤池又得到了的改进，应用范围不断扩大。一、生物滤池的构造生物滤池由滤床、布水装置和排水系统三部分组成。池壁滤料布水系统排水系统1、滤床滤床由滤料组成。滤料是微生物生长栖息的场所，理想的滤料应具备下述特性：①单位体积滤料的表面积要大；能为微生物附着提供大量的表面积：②使污水以液膜状态流过生物膜；

7、③有足够的空隙率，保证通风（即保证氧的供给）和使脱落的生物膜能随水流出滤池；④物理化学性质稳定，对微生物的增殖无危害作用不被微生物分解，也不抑制微生物生长；⑤有一定机械强度；⑥价格低廉。滤料(a)波纹状(b)管状(c)蜂窝状2、布水设备布水设备有固定式和可动式两种。固定式布水装置由虹吸装置、馈水池、布水管道和喷嘴组成，喷水是间隙的，所以布水不均匀，配水的水头要高，配水池也较高（配水面高0.9～2.1m），故目前应用较少。可动式布水器组成及重要参数：水竖管和可旋转的布水横管组成，横管可以是多根，布水小孔的直径10～15mm，布水横管距滤料表面

8、的高度0.15～0.25m，喷水旋转所需的水头0.6～1.5m，布水器在水压反推动力下旋转。旋转布水器的特点：布水比较均匀，淋水周期短，水力冲刷作用强；缺点时喷水孔易堵，低温时要