清华大学《水处理工程2》—第八讲08-08

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1、废水生物处理原理与工艺第八讲2.3固着生长的好氧生物处理工艺2.3.1生物膜法的基本原理¾¾又称固定膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；¾¾是土壤自净过程的人工化和强化；¾¾主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物；¾¾主要类别有：生物滤池¾¾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。2.3.1.1生物膜的结构一．生物膜的形成¾¾前提条件：起支撑作用的载体物——填料或称滤料；营养物质——有机物、N、P以及其它；接种微生物¾¾生物膜的形成：含有营养物质和接种微生物的污

2、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。¾¾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)二、生物膜的结构图1生物膜结构示意图¾¾生物膜的性质：①高度亲水，存在着附着水层；②微生物高度密集：各种细菌以及微型动物，这些微生物起着主要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。¾¾生物膜降解有机物的过程：三．生物膜的更新

3、与脱落¾¾厌氧膜的出现：①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；②成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成；③好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm。¾¾厌氧膜的加厚：①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；②气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力；③成为老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。第8页第八讲废水生物处理原理与工艺第八讲¾¾生物膜的更新：①老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来；②新生生物膜的净化功能较强。¾¾生物膜法的运行原则：①减缓生物膜的老化进程；②控制厌氧

4、膜的厚度；③加快好氧膜的更新；④尽量控制使生物膜不集中脱落。2.3.1.2生物膜处理工艺的主要特点一、微生物方面的特征1、微生物种类多样化：①相对安静稳定环境；②SRT相对较长；③丝状菌也可以大量生长，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；⑥生物膜上的生物：类型广泛、种属繁多、食物链长且复杂。表1生物膜和活性污泥上出现的微生物在类型、种属和数量的比较微生物种类活性污泥生物膜法微生物种类活性污泥法生物膜法细菌++++++++轮虫++++真菌+++++线虫+++藻类-++寡毛虫-++鞭毛

5、虫+++++其它后生动物-+肉足虫+++++昆虫类-++纤毛虫++++++++2、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)。3.能够存活世代时间较长的微生物¾¾有利于硝化作用。二、在处理工艺方面的特征1、对水质、水量变动又较强的适应性；2、污泥沉降性能良好，易于固液分离；3、能够处理低浓度污水；4、易于维护运行，运行费用少。2.3.2生物滤池一、生物滤池的基本原理¾¾是在污水灌溉的实践基础上发展起来的人工生物处理法；¾¾1893年在英国试

6、验成功，1900年开始应用于废水处理中；¾¾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。1、基本结构图2生物滤池示意图初沉池生物滤池池二沉池出水回流出水进水剩余污泥2、工艺流程第8页第八讲废水生物处理原理与工艺第八讲图3生物滤池的基本流程注意：此处是出水回流，而不是污泥回流。1、工作原理：¾¾废水从上向下从滤料空隙间流过，与生物膜充分接触，有机污染物被吸附降解；¾¾主要依靠滤料表面的生物膜对废水中有机物的吸附氧化作用。二、生物滤池的构造¾¾生物滤池由滤床(池体与滤料)、布水装置和排水系统等部分组成。1、池体30、4

7、0年代以前多是方形或矩形；¾¾出现旋转布水器后，大多采用圆形；高负荷生物滤池通常是圆形；¾¾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；¾¾一般要求池壁高于滤料0.5m。¾¾必要时池体应考虑防冻、采暖、以及防蝇等措施。图4普通生物滤池；图5高负荷生物滤池；图6塔式生物滤池表2普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池的比较普通生物滤池高负荷生物滤池塔式生物滤池表面负荷(m3/m2.d)0.9~3.79~36(包括回流)16~97(不包括回流)BOD5负荷(kg/m3.d)0.11~0.

8、370.37~1.084高达4.8深度(m)1.8~3.00.9~2.48~12或更高回流比无1~4回流比较大滤料多用碎石等多用塑料滤料塑料滤料比表面积(m2/m3)43~6543~6582~115孔隙率(%)45~6045~6093~95蝇多很少