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时间:2018-12-03
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1、水污染控制工程第5章污水的好氧生物处理(一)——生物膜法内蒙古科技大学环境工程教研室目录第一节概述第二节生物滤池第三节生物转盘第四节生物接触氧化法第五节生物流化床第一节概述一、定义二、生物膜法优缺点三、生物膜法基本原理一、定义生物膜法是通过废水同固着于载体(如滤料)表面的微生膜接触,生物膜吸附和氧化废水中的有机物并同废水进行物质交换,从而使废水得到净化的过程。图13-1生物膜法基本流程二、生物膜法优缺点1.优点生物膜法对污水水质、水量的变化有较强的适应性、管理方便,不会发生污泥膨胀。微生物固着于载体表面,时代周期长较长的高级微生物也能增殖,生物更为丰富、稳定,产生的剩余污泥少。2.缺点
2、生物膜载体增加系统投资。由于载体材料比表面积小,故设备容积负荷有限,空间效率较低。适用于中、小水量污水的处理且污水中SS不太高。三、生物膜法基本原理1.生物膜的形成污水通过填料时,填料截留下污水中悬浮物,并将污水中的胶体物质吸附在表面上,在有氧的条件下,其中有机物使微生物很快得到繁殖,这些微生物又进一步吸附污水中的悬浮物、胶体和溶解态物质,逐渐形成生物膜。2.生物膜净化原理由细菌、真菌和原生、后生动物组成的絮状结构生物膜首先吸附废水中有机物,然后以它为营养物质进行分解合成代谢,有机物变成无机物和生物相,生物膜老化后在二沉池形成污泥,澄清水排出池外。第二节生物滤池一、生物滤池构造二、生物
3、滤池法的流程三、生物滤池的机理四、生物滤池的设计计算五、生物滤池的运行及其经验一、生物滤池构造1.滤床:由固定的滤料组成,滤料是微生物生长栖息的场所,理想滤料应具有以下功能:能为微生物附着提供大量的表面积。使污水以液膜状态流过生物膜。有足够的空隙率,保证通风供氧,并且脱落的生物膜能随水流流出滤池。不与微生物和污水反应。有一定的机械强度、价格低廉。最早的滤料是碎石、废钢渣和焦碳等,60年代后出现了塑料滤料,滤池由原来1-2.5m发展到现在10m高。2.布水设备:作用:使污水均匀地分布在整个滤床表面。类型:回转式布水器和固定式喷嘴布水系统3.排水系统:作用:收集滤床流出的处理后水和生物膜、
4、保证通风、支撑滤料。组成:池底、排水假底、集水沟1.传统式低负荷生物滤池2.交替式二级生物滤池法流程由滤池1和滤池2串联而成,一段时间污水先进滤池1再到滤池2,过一段时间反过来,污水先进滤池2再到滤池1,这样可以防止滤池堵塞。二、生物滤池法的流程初沉池生物滤池二沉池进水出水3.回流式生物滤池工艺三、生物滤池的机理1.生物滤池的工作情况挂膜阶段工作阶段滤料厌氧兼性好氧附着水层流动水层O2O2O2BODCO2、H2OCO2、H20NH3、H2S空气生物膜图4-1生物膜净化污水示意图污水通过布水设备连续地、均匀地喷洒到滤床表面上,在重力作用下,污水以水滴的形式向下渗沥,或以波状薄膜的形式向下
5、渗流。最后,污水到达排水系统,流出滤池。污水流过滤床时,有一部分污水、污染物和细菌附着在滤料表面上,微生物便在滤料表面大量繁殖,不久,形成一层充满微生物的粘膜,称为生物膜。这个起始阶段称为挂膜,是生物滤池的成熟期。挂膜阶段污水流过成熟滤床时,污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附、降解,从而得到净化。生物膜表层生长的是好氧和兼性微生物,其厚度约2mm。在这里,有机污染物经微生物好氧代谢而降解,终点产物是H2O、CO2、NH3等。由于氧在生物膜表层已耗尽,生物膜内层的微生物处于厌氧状态。在这里,进行的是有机物的厌氧代谢,终点产物是有机酸,乙醇、醛和H2S等。由于微生物的不断繁殖,生物膜
6、不断加厚,超过一定厚度后,吸附有机物在传递到生物膜内层的微生物以前,已被代谢掉。此时,内层微生物因得不到充分的营养而进入内源代谢,失去其黏附在滤料上的性质,脱落下来随水流出滤池,滤料表面再重新长出新的生物膜。工作阶段2.影响生物滤池性能的主要因素滤池高度负荷率回流供氧(1)滤池高度随着滤床深度增加,微生物从低级趋向高级,种类逐渐增多,生物膜量从多到少,去除有机物的速率降低。滤床的上层和下层相比,生物膜量、微生物种类和去除有机物的速率均不相同。滤床上层,污水中有机物浓度较高,微生物繁殖速率高,种属较低级,以细菌为主,生物膜量较多,有机物去除速率较高。所以生物滤池的处理率,在一定条件下随着
7、滤床高度的增加而增加,在滤床高度超过某一数值后,处理效率提高慢,在增加高度则不经济。适宜的滤床高度与污水水质有关,与去除的污水污染物有关。(2)负荷率水力负荷率:以流量为准,m3(水)/m3(滤料)·d;表面水力负荷率:m3(水)/m2·d又称平均滤率,m/d;有机负荷率:以BOD5为准,kg(BOD5或特定污染物质)/m3·d。在低负荷条件下,随着滤率的提高,污水中有机物的传质速率加快,生物膜量增多,滤床特别是它的表面很容易堵塞;在高负荷条件
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