水污染控制工程第十三章课件.pptx

无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布第十三章 生物膜法第二节 生物滤池第三节 生物转盘第四节 生物接触氧化法 第五节 生物膜法的进展第一节 基本原理无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布第一节 基 本 原 理无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布1893年英国Corbett在Salford创建了第一个具有喷嘴布水装置的生物滤池生物膜法主要用于从污水中去除溶解性有机污染物，是一种被广泛采用的生物处理方法生物膜法的主要优点是对水质、水量变化的适应性较强生物膜法的共同特点是微生物附着在介质“滤料”表面上，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般来自大气无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布生物膜的结构及其净化机理生物膜的结构及其净化机理生物膜的形成及结构生物膜的形成及结构生物膜是指附着在惰性载体表面生长的，以微生物为主，包含生物膜是指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。

提供机物等组成，并具有较强的吸附和生物降解性能的结构提供微生物附着生长的惰性体称之为滤料或填料微生物附着生长的惰性体称之为滤料或填料无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布生物膜的组成生物膜的组成细菌和真菌细菌和真菌原生动物和后生动物原生动物和后生动物滤池蝇滤池蝇藻类藻类生物膜的微生物除了含有丰富的生物相这一特点外，还有着生物膜的微生物除了含有丰富的生物相这一特点外，还有着其自身的分层分布特征在正常运行的生物滤池中，随着滤床其自身的分层分布特征在正常运行的生物滤池中，随着滤床深度的下移，生物膜中的微生物逐渐从低级趋向高级，种类逐深度的下移，生物膜中的微生物逐渐从低级趋向高级，种类逐渐增多，但是个体数量减少上层以菌胶团为主，而且由于营渐增多，但是个体数量减少上层以菌胶团为主，而且由于营养丰富，繁殖速率快，生物膜也最厚往下的层次，随着污水养丰富，繁殖速率快，生物膜也最厚往下的层次，随着污水中有机物浓度的降低，可能会出现丝状菌、原生动物和后生动中有机物浓度的降低，可能会出现丝状菌、原生动物和后生动物，但是生物量逐渐减少滤床中这种生物分层现象，是适应物，但是生物量逐渐减少。

滤床中这种生物分层现象，是适应不同生态条件的结果，各层生物膜中都有特征微生物，处理污不同生态条件的结果，各层生物膜中都有特征微生物，处理污水的功能也随之不同水的功能也随之不同无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布生物膜法的净化过程生物膜法的净化过程生物膜法去除水中的污染物是一个吸附、稳定的复杂过程，生物膜法去除水中的污染物是一个吸附、稳定的复杂过程，包括污染物质在液相中紊流扩散、污染物在膜中的扩散传包括污染物质在液相中紊流扩散、污染物在膜中的扩散传递、氧向生物膜内部的扩散和吸附、有机物的氧化分解和递、氧向生物膜内部的扩散和吸附、有机物的氧化分解和微生物的新陈代谢等过程微生物的新陈代谢等过程在生物膜外，附着一层薄薄的水层，其中的有机物大多已经在生物膜外，附着一层薄薄的水层，其中的有机物大多已经被生物膜中的微生物所摄取，其浓度比流动水层中的有机物被生物膜中的微生物所摄取，其浓度比流动水层中的有机物浓度低，污水中的有机物和溶解氧先扩散进入此水膜，然后浓度低，污水中的有机物和溶解氧先扩散进入此水膜，然后被微生物所利用被微生物所利用无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布影响生物膜法污水处理效果的主要因素影响生物膜法污水处理效果的主要因素进水底物的组分和浓度：进水底物的组分和浓度：营养物质：营养物质：BOD5：N：P=100：5：1。

有机负荷及水力负荷：生物滤池的负荷分为有机负荷和水力有机负荷及水力负荷：生物滤池的负荷分为有机负荷和水力负荷，是决定效果的首要因素负荷，是决定效果的首要因素生物膜量：主要是指生物膜厚度与密度生物膜的厚度与污水生物膜量：主要是指生物膜厚度与密度生物膜的厚度与污水中有机物的浓度成正比中有机物的浓度成正比PH、温度和有毒物质温度和有毒物质无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布生物膜法污水处理特征生物膜法污水处理特征微微生生物物方方面面微生物种类丰富，生物的食物链长存活世代时间较长的微生物，有利于不同功能的优势菌群分段运行处处理理工工艺艺方方面面对水质、水量变动有较对水质、水量变动有较强的适应性强的适应性适合低浓度污水的处理适合低浓度污水的处理剩余污泥产量少剩余污泥产量少运行管理方便运行管理方便无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布生物膜反应动力学介绍生物膜反应动力学介绍微生物在微生物在载体上附载体上附着的一般着的一般过程：过程：液相中悬浮微生物液相中悬浮微生物微生物向载体表面输送微生物向载体表面输送可逆附着可逆附着不可逆附着不可逆附着附着微生物增长，形成生物膜附着微生物增长，形成生物膜无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布生物膜反应动力学的几个重要参数生物膜反应动力学的几个重要参数生物膜比增长速率生物膜比增长速率生物膜比增长速率主要由两类：一是动力学增长阶段的比生物膜比增长速率主要由两类：一是动力学增长阶段的比增长速率，二是整个生物膜过程的平均比增长速率。

增长速率，二是整个生物膜过程的平均比增长速率最大比最大比增长速增长速率：率：无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布平均比增平均比增长速率长速率生物膜平均比增长速率反应了生物膜表观增长特性由于生物膜平均比增长速率反应了生物膜表观增长特性由于生物膜成长过程中往往伴随非活性物质的累积，因此，从生物膜成长过程中往往伴随非活性物质的累积，因此，从严格的生物学意义上说，平均比增长速率并不能真实反应严格的生物学意义上说，平均比增长速率并不能真实反应生物膜群体增长特性生物膜群体增长特性无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布底物比去除速率底物比去除速率在实际过程中，底物比去除速率反映了生物膜群体的在实际过程中，底物比去除速率反映了生物膜群体的活性，底物的比去除速率越高，说明生物膜生化反应活性，底物的比去除速率越高，说明生物膜生化反应活性越高活性越高表观生物膜产率系数表观生物膜产率系数产率系数揭示了生物膜群体合成与能量代谢件的相互耦合度产率系数揭示了生物膜群体合成与能量代谢件的相互耦合度无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布上式中：上式中：处于稳态时处于稳态时生物膜密度生物膜密度生物膜密度一般为生物平均干密度，经试验测生物膜密度一般为生物平均干密度，经试验测定生物膜量及生物膜厚后，平均密度可以通过定生物膜量及生物膜厚后，平均密度可以通过Th-Mb图求得。

图求得无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布第二节第二节 生生 物物 滤滤 池池无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布建设中的生物滤池无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布典型的生物滤池的构造 滤 床 布水设备排水系统无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布 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)能为微生物附着提供大量的面积；(2)使污水以液膜状态流过生物膜；(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)不被微生物分解,也不抑制微生物的生长，有较好的化学性能；(5)有一定的机械强度；(6)价格低廉滤料粒径并非越小越好，会造成堵塞，影响通风早期主要以拳状碎石为滤料，其直径在38cm左右，空隙率在4550左右，比表面积（可附着面积）在65100m2/m3之间滤 床 无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布两种常见的塑料滤料 滤料比表面积在98340m2/m3之间，孔隙率为9395 滤料比表面积在81195m2/m3之间，孔隙率为9395无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布 国内目前采用的玻璃钢蜂窝状块状滤料，孔心间距在20mm左右，孔隙率95左右，比表面积在200m2/m3左右。

无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布滤床高度同滤料的密度有密切关系 塑料滤料每立方米质量仅为100kg左右，孔隙率高达9395，滤床高度不但可以提高，而且可以采用双层或多层构造国外一般采用双层滤床，高7m左右；国内常采用多层的“塔式”结构，高度在10m以上滤床四周一般设池壁，池壁起围护滤料、减少污水的飞溅的作用常用砖、石或混凝土块砌筑石质拳状滤料组成的滤床高度一般在12.5m之间一方面是由于孔隙率低，滤床过高会影响通风；另一方面由于太重,过高会影响排水系统和滤池基础结构无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布 布 水 设 备 设置目的为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上生物滤池的布水设备分为两类固定式喷嘴布水系统 回转式布水器的中央是一根空心的立柱，底端与设在池底下面的进水管衔接其所需水头在0.61.5m左右固定式布水系统是由虹吸装置、馈水池、布水管道和喷嘴组成这类布水系统需要较大的水头，约在2m左右移动式（常用回转式）布水器无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布脉冲式生物滤池配水系统无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布 排 水 系 统 作用收集滤床流出的污水与生物膜保证通风支撑滤料无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布池底排水系统的组成池底排水假底集水沟 排水假底是用特制砌块或栅板铺成，滤料堆在假底上面。

假底空隙率不小于滤池面积58，高于池底0.40.6m池底除支撑滤料外，还要排泄滤床上的来水，池底中心轴线上设有集水沟，两侧底面向集水沟倾斜，池底和集水沟的坡度约12集水沟要有充分的高度，并在任何时候不会漫流，确保空气能在水面上畅通无阻，使滤池中空隙充满空气无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布 低负荷生物滤池又称普通生物滤池优点：处理效果好，BOD5的去除率可达90以上，出水 BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐含量在10mg/L左右，出水水质稳定缺点：占地面积大，灰蝇很多，影响环境卫生生物滤池法的流程无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布交替式二级生物滤池法的流程 交替式二级生物滤池法比并联流程负荷率可提高两三倍运行时，滤池是串联工作的，污水经初步沉淀后进入一级生物滤池，出水经相应的中间沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物滤池，二级生物滤池的出水经过沉淀后排出污水厂工作一段时间后，一级生物滤池因表面生物膜累积，即将出现堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物滤池无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布回流式二级生物滤池法的流程无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布国外的运行经验表明，在处理城市污水时，回流式生物滤池的处理效率大致如下：生物滤池的一个主要优点是运行简单，因此，适用于小城镇和边远地区。

单级滤池法 当滤池负荷率在1.7kg（BOD5）/(m3d)(滤料)以下时，出水的BOD5约为滤池进水的 BOD5的1/3二级滤池法 二沉池的出水的BOD5为二级池进水BOD5的1/2；如果一级滤池的进水不经沉淀直接流向二级滤池，则一级滤池出水的BOD5为进水BOD5的1/2无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布影响生物滤池性能的主要因素 这些过程的发生和发展决定了生物滤池净化污水的性能影响这些过程的主要因素有：滤池高度负 荷 率回 流供 氧 生物滤池中有机物的降解过程 同时发生着多过程有机物在污水和生物膜中的传质过程氧在污水和生物膜中的传质过程生物膜的生长和脱落等过程有机物的好氧和厌氧代谢过程无无忧忧PPTPP。