水处理工程讲义.ppt
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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 ——Department 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：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①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②不会发生污泥膨胀，运转管理较方便③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—④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⑤采用自然通风供氧⑥活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差⑦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 & Engineering—l生物膜法设备类型很多，按生物膜与废水的接触生物膜法设备类型很多，按生物膜与废水的接触方式不同，可分为方式不同，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法中，废水和空气沿固定的填料或中，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，转动的盘片表面流过，与其上生长的生物膜接触，典型设备有典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 & Engineering—3.1 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 Environmental Science & Engineering—3.1.1 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 & Engineering—l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 & Engineering—l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 Science & 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—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 ——Department of Environmental Science & Engineering—l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）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50～60mg/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20～30mg／L的原污水，将BOD值降至5～10mg／L4）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 & Engineering—3.2.1 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 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 & Engineering— 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—l生生物物滤滤池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1～4m3/m3滤池·d，BOD负荷也仅为0.1～0.4kg/m3(滤料·d）,其优点是净化效果好，BOD去除率可达90％～95％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 生物滤池生物滤池3.2.1概述概述 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—l 后来人们在运行方面采取措施，将水量负荷提高到5～40m3／(m3·d），即10倍以上，BOD负荷也提高到0.5～2.5kg/（m3·d）条件是将进水BOD浓度限制在200mg/l以下，为此，采取处理水回流措施加大水量，使滤料不断受到冲刷，生物膜连续脱落，不断更新，于是，占地大，易于堵塞的问题得到一定程度的解决。
l 提高负荷后的生物滤池称为高高负负荷荷生生物物滤滤池池，与此相对，前者称为普通生物滤池普通生物滤池3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.2.1概述概述 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—l50年代，在原民主德国有人按化学工业中的填料塔方式，建造了直径与高度比为1：6～1：8，高度达8～24m的塔塔式式生生物物滤滤池池，通风畅行，净化功能良好，这种滤池的问世，使占地大的问题，进一步得到解决 l由于塑料工业的发展，开始使用由塑料制备的列管式或蜂窝式轻质滤料，促进了生物滤池的发展l 生物滤池也有效地用于工业废水处理，其预处理技术则不限于沉淀池，而是视原废水水质而定 3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.2.1概述概述 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—项项 目目生物过滤法生物过滤法活性污泥法活性污泥法优优 点点缺缺 点点优优 点点缺缺 点点基建费基建费低低/ /较低较低/ /运行费运行费低低/ // /高高气候的影响（合流制气候的影响（合流制排水系统）排水系统）在夏天工作正常在夏天工作正常在在冬冬天天易易于于积积水水和结冰和结冰在在雨雨季季和和冬冬季季工工作作正常正常在在干干旱旱和和夏夏季季运运行较难行较难技术控制技术控制较易控制较易控制/ // /需要大量工作需要大量工作废水性质废水性质较较适适用用于于浓浓度度大大和和难难处处理理的的工工业业废水废水/ // /对对浓浓度度高高的的工工业业废水的影响敏感废水的影响敏感灰蝇和臭味灰蝇和臭味/ /蝇蝇多多、、味味大大（（高高速滤池无）速滤池无）无蝇无味无蝇无味/ /最后出水最后出水负负荷荷低低时时，，可可高高度硝化度硝化悬浮物多悬浮物多悬浮物少悬浮物少通常出水不像有通常出水不像有些滤池那样达到些滤池那样达到高度硝化高度硝化二次污泥量二次污泥量小小/ // /大大合成洗涤剂的影响合成洗涤剂的影响泡沫很少泡沫很少/ // /泡泡沫沫多多，，特特别别是是在在采采用用鼓鼓风风曝曝气气时时生物过滤法与活性污泥法的比较生物过滤法与活性污泥法的比较 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.2.2 生物滤池的构造生物滤池的构造 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—（（1）池体）池体 普通生物滤池的滤床高度通常为1.5～2.0m，自然通风；高负荷生物滤池的滤床，以碎石为填料时，高度为0.9～2.0m；以塑料滤料为填料时，高度为2～4m；塔式生物滤池，高度通常为8～12m，也有的高达30m，直径—般介于0.5～3.5m。
3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.2.2 生物滤池的构造生物滤池的构造 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—（（2）滤料）滤料要求：1）质坚，高强，耐腐蚀，抗冰冻2）较高的比表面积3）较大的空隙率4）就地取材，便于运输3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.2.2 生物滤池的构造生物滤池的构造 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—1）普通生物滤池滤料）普通生物滤池滤料一般采用实心拳状滤料，如碎石、卵石、炉渣等分为工作层和衬托层填充 2））高负荷生物滤池滤料高负荷生物滤池滤料 滤料粒径较大，一般为40～100mm，孔隙率较高，能够防止堵塞和提高通风能力。
其中工作层滤料的粒径为40～70mm，承托层为70～100mm滤料采用卵石、石英石、花岗石等，但以表面光滑的卵石为好近年来，已开始应用塑料滤料、有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等制成的波纹板式、斜管式和蜂窝式塑料滤料等3）塔式生物滤池滤料）塔式生物滤池滤料采用质轻、比表面积大和孔隙率高的人工合成滤料3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.2.2 生物滤池的构造生物滤池的构造生物滤池由滤床（池体与滤料）、布水装置和排水系统三部分组成生物滤池由滤床（池体与滤料）、布水装置和排水系统三部分组成 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.2.2 生物滤池的构造生物滤池的构造生物滤池由滤床（池体与滤料）、布水装置和排水系统三部分组成生物滤池由滤床（池体与滤料）、布水装置和排水系统三部分组成 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.2.2 生物滤池的构造生物滤池的构造生物滤池由滤床（池体与滤料）、布水装置和排水系统三部分组成。
生物滤池由滤床（池体与滤料）、布水装置和排水系统三部分组成3）布水装置）布水装置 布水装置的目的是将废水均匀地喷洒在滤料上普通生物滤池常采用固定式布水装置该装置包括投配池、配水管网和喷嘴三个部分高负荷滤池与塔式滤池则常用旋转布水器，它由进水竖管和可转动的布水横管组成当废水由孔口喷出时，水流的反作用推动横管向相反方向旋转 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 & 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—3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.2.2 生物滤池的构造生物滤池的构造生物滤池由滤床（池体与滤料）、布水装置和排水系统三部分组成。
生物滤池由滤床（池体与滤料）、布水装置和排水系统三部分组成4）排水系统）排水系统 排水系统处于滤床的底部，其作用是收集、排出处理后的废水以及保证滤床通风它由渗水顶板、集水沟和排水渠所组成排水系统的形状与池体相对应 渗水顶板安放在集水沟的上部、滤床的底部，用于支撑滤料 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—（（1）普通生物滤池）普通生物滤池（（2）高负荷生物滤池）高负荷生物滤池（（3））塔式生物滤池塔式生物滤池（（4））曝气生物滤床曝气生物滤床3.2 3.2 生物滤池生物滤池3.2.3 生物滤池的分类及比较生物滤池的分类及比较曝气生物滤床 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—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、高负荷生物滤池和塔式生物滤池的比较表面负荷表面负荷(m3/m2.d)0.9 3.79 36(包括回流包括回流)16 97(不包括回流不包括回流)BOD5负荷负荷(kg/m3.d)0.11 0.370.37 1.084高达高达4.8深度深度(m)1.8 3.00.9 2.48 12或更高或更高回流比回流比无无1 4回流比较大回流比较大滤料滤料多用碎石等多用碎石等多用塑料滤料多用塑料滤料塑料滤料塑料滤料比表面积比表面积(m2/m3)43 6543 6582 115孔隙率孔隙率(%)45 6045 6093 95蝇蝇多多很少很少很少很少生物膜脱落情况生物膜脱落情况间歇间歇连续连续连续连续运行要求运行要求简单简单需要一定技术需要一定技术需要一定技术需要一定技术投配时间的间歇投配时间的间歇不超过不超过5min一般连续投配一般连续投配连续投配连续投配剩余污泥剩余污泥黑色、高度氧化黑色、高度氧化棕色、未充分氧化棕色、未充分氧化棕色、未充分氧化棕色、未充分氧化处理出水处理出水高度硝化高度硝化,BOD5 20mg/l未充分硝化未充分硝化,BOD5 30mg/l未充分硝化未充分硝化,BOD5 30mg/l 普通生物滤池普通生物滤池高负荷生物滤池高负荷生物滤池塔式生物滤池塔式生物滤池BOD5去除率去除率(%)85 9575 8565 85 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—（（1）负荷）负荷l 生物滤池的负荷是反映生物滤池工作性能以及设计的关键参数，它分有机负荷有机负荷与水力负荷水力负荷两种。
l有有机机负负荷荷从本质上反映了生物滤池的处理能力，常以BOD5计量，单位为kg BOD5 ／(m3·d)l水水力力负负荷荷，即单位面积或滤床容积每日处理的废水量，前者又称水水力力表表面面负负荷荷，单位为m3 /(m2.d)，或m/d，故又称为滤率；后者又称为水水力力容积负荷容积负荷，单位为m3/(m3·d)l 有机负荷高的生物滤池，生物膜的增长快，就需要较高的水力负荷但对浓度一定的有机废水，当有机负荷确定以后，水力负荷也即确定l通过二沉池出水即处理水回流，可以调节有机负荷和水力负荷之间的矛盾关系3.2 3.2 生物滤池生物滤池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 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—（（1）负荷）负荷 有效容积计算：有效容积计算： 3.2 3.2 生物滤池生物滤池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BOD-容积负荷率， kgBOD5/(m3·d);污水设计流量(日平均流量),生物滤池进、出水BOD5值,mg/L;生物滤池容积,m3。
环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—（（2）处理水回流）处理水回流l 对对高高负负荷荷生生物物滤滤池池与与塔塔式式生生物物滤滤池池，，常常采采用用处处理理水水回回流流这这一一措措施施回回流流有有下下述述优点：优点： ①①不不论论原原废废水水的的流流量量如如何何波波动动，，滤滤池池都都可可得得到到连连续续投投配配的的废废水水，，因因而而其其工工作作较较稳定；稳定； ②②可以使进水保持新鲜而减少臭味；可以使进水保持新鲜而减少臭味； ③③用细菌连续接种滤池；用细菌连续接种滤池； ④④除去失去活性的生物膜，因而降低膜的厚度并抑制滤池蝇的孳生；除去失去活性的生物膜，因而降低膜的厚度并抑制滤池蝇的孳生； ⑤⑤均衡滤池负荷，提高滤池效率；均衡滤池负荷，提高滤池效率； ⑥⑥当当原原废废水水缺缺少少营营养养元元素素或或含含有有有有毒毒物物质质时时，，回回流流可可补补充充营营养养物物质质，，稀稀释释和和降降低有毒有害物质的浓度，缓解其有害程度。
低有毒有害物质的浓度，缓解其有害程度缺点：缺点： 缩缩短短T；；降降低低进进水水浓浓度度，，减减缓缓生生化化反反应应速速度度，，同同时时，，使使难难降降解解的的物物质质产产生生积积累累，，在冬天降低水温在冬天降低水温3.2 3.2 生物滤池生物滤池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 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—3.2 3.2 生物滤池生物滤池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）供氧）供氧l生物滤池中微生物所需的氧通常是依靠自然通风提供l影响滤池通风的主要因素有：池内温度与气温之差、滤池高度、滤料孔隙率及风力等当水温高于气温的差值愈大、滤池愈高、滤床孔隙率愈大、风力愈大时，自然通风的条件就愈好 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—3.2 3.2 生物滤池生物滤池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（（4）滤床的比表面积和空隙率）滤床的比表面积和空隙率滤床的比表面积大，生物膜量大，净化效果好；空隙率大，通风效果好，不易阻塞，净化效果好。
5）滤床的高度）滤床的高度滤床的上层和下层，生物膜量和微生物的种类不同滤床的高度大，去除效果好，但去除率逐步下降 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—滤床高度与处理效率之间的关系和滤床不同深度处的生物膜状况滤床高度与处理效率之间的关系和滤床不同深度处的生物膜状况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—3.3 3.3 生物转盘生物转盘 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 & Engineering—废水处于半静止状态，而微生物则在转动的盘面上；转盘40%的面积浸没在废水中，盘面低速转动；盘面上生物膜的厚度与废水浓度、性质及转速有关，一般0.1~0.5mm。
1、生物转盘净化原理 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—转盘转动一周完成一个吸附转盘转动一周完成一个吸附—氧化周期氧化周期主主要要过过程程盘片作为生物膜载体盘片作为生物膜载体水中发生吸附水中发生吸附水面充氧和氧化水面充氧和氧化 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—2、构成与系统组成 生物转盘的转速一般为18m/min；有一轴一段、一轴多段、以及多轴多段等形式；废水的流动方式，有轴直角流与轴平行流 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—3、生物转盘的主要特征： ① 节能，即运行费用较低；② 生物量多，净化率高，适应性强，出水水质较好；③ 生物膜上生物的食物链长，污泥产量少，为活性污泥法的1/2左右；④ 维护管理简单，功能稳定可靠，无灰蝇；⑤ 受气候影响较大，顶部需要覆盖，有时需要保暖； ⑥ 所需的场地面积一般较大，建设投资较高。
环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—二、生物转盘的组成二、生物转盘的组成 生物转盘的主要组成单元有：盘片、接触反应槽、转轴与驱动装置等，下面分别予以说明 1、盘片： ① 盘片的形状： 外缘：圆形、多角形及圆筒形；盘面：平板、凹凸板、波形板、蜂窝板、网状板等以及各种组合 ② 盘片的厚度与材质：要求质轻、薄、强度高，耐腐蚀，同时还应易于加工、价格低等；一般厚度为0.5~1.0cm；常用材料有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯以及玻璃钢等 ③ 转盘的直径：一般直径为2.0、2.5、3.0、3.5m等，常用的是3.0m ④ 盘片间的间距：一般为30mm，高密度型则为10~15mm 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—2、、接触反应槽：接触反应槽：① 一般可以用钢板或钢筋混凝土制成，横断面呈半圆形或梯形；② 槽内水位一般达到转盘直径的40%，超高为20~30cm；③ 转盘外缘与槽壁之间 的 间 距 一 般 为20~40cm。
污水处理间的生物转盘组 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—转盘曝气机安装结构示意3、、转轴与驱动装置：转轴与驱动装置： 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—清晰可见的生物转盘上的生物膜 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering— 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—l定义：定义：生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法处理工艺；又称为淹没式生物滤池。
l该方法的另一项技术实质是采用与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供所需要的氧，并起到搅拌和混合作用，这样，这种技术相当于曝气池中填充供微生物栖息的填料，因此，又称为“接触曝气法”它兼具两者的优点3.4 3.4 生物接触氧化法生物接触氧化法 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 & Engineering—①①生生物物接接触触氧氧化化池池内内的的生生物物固固体体浓浓度度（（10~20g/L））高高于于活活性性污污 泥泥 法法 和和 生生 物物 滤滤 池池 ，， 具具 有有 较较 高高 的的 容容 积积 负负 荷荷 （（ 可可 达达3.0~6.0kgBOD5/m3.d）；）；②②不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理简单；不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理简单；③③对水量水质的波动有较强的适应能力；对水量水质的波动有较强的适应能力；④④污泥产量略低于活性污泥法。
污泥产量略低于活性污泥法3.4 3.4 生物接触氧化法生物接触氧化法主要特点：主要特点： 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—3.4.1工艺特征及运行特征工艺特征及运行特征3.4 3.4 生物接触氧化法生物接触氧化法 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—l组成：组成：池体、填料、布水系统和曝气系统池体、填料、布水系统和曝气系统等；等；l填填料料高高度度一一般般为为3.0m左左右右，，填填料料层层上上部部水水层层高高约约为为0.5m，，填料层下部布水区的高度一般为填料层下部布水区的高度一般为0.5~1.5m之间；之间；3.4 3.4 生物接触氧化法生物接触氧化法3.4.2生物接触氧化池的构造生物接触氧化池的构造根据曝气装置与填料的相对位置，分为两大类：根据曝气装置与填料的相对位置，分为两大类：①①曝气装置与填料分设（分流式）：曝气装置与填料分设（分流式）： ②②曝气装置直接安设在填料底部（直流式）：曝气装置直接安设在填料底部（直流式）： 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—3.4 3.4 生物接触氧化法生物接触氧化法①①曝气装置与填料分设（分流式）：曝气装置与填料分设（分流式）： 分为分为中心曝气型和单侧曝气型中心曝气型和单侧曝气型两种。
两种 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—②②曝气装置直接安设在填料底部（直流式）：国内多用此法曝气装置直接安设在填料底部（直流式）：国内多用此法l曝气装置多为鼓风曝气系统；曝气装置多为鼓风曝气系统；l可充分利用池容；可充分利用池容；l填料间紊流激烈，生物膜更新快，活性高，不易堵塞；填料间紊流激烈，生物膜更新快，活性高，不易堵塞；l检修较困难检修较困难3.4 3.4 生物接触氧化法生物接触氧化法3.4.2生物接触氧化池的构造生物接触氧化池的构造 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 & 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 & Engineering— 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—l填填料料是是微微生生物物的的载载体体，，其其特特性性对对接接触触氧氧化化池池中中生生物物量量、、氧氧的的利利用用率率、、水水流流条条件件和和废废水水与与生生物物膜膜的接触反应情况等有较大影响；的接触反应情况等有较大影响；l分分为为硬硬性性填填料料、、软软性性填填料料、、半半软软性性填填料料及及球球状状悬浮型填料悬浮型填料等。
等3.4 3.4 生物接触氧化法生物接触氧化法3.4.3填料填料 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 & 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 & Engineering—生物接触氧化生物膜 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—一般原则一般原则l l 一般采用有机负荷法进行设计；一般采用有机负荷法进行设计；l l 有有机机负负荷荷最最好好通通过过试试验验确确定定，，一一般般处处理理城城市市废废水水时时可可采采用用1.0~1.8kgBOD5/m3.d；；l l 废废水水在在池池中中的的水水力力停停留留时时间间不不应应小小于于1.0h（（按按填填料料体体积积计计算算））；；l l 进水进水BOD5浓度过高时，应考虑出水回流；浓度过高时，应考虑出水回流；3.4 3.4 生物接触氧化法生物接触氧化法3.4.4生物接触氧化池的计算与设计生物接触氧化池的计算与设计 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—启动调试：启动调试：l启启动动调调试试时时须须培培养养生生物物膜膜，，其其方方式式类类似似活活性性污污泥泥的的培培养养，，可可间歇或连续进水；间歇或连续进水；l注意营养平衡注意营养平衡(C、、N、、P)、、pH值、抑制物浓度等；值、抑制物浓度等；l应对生物膜的生长情况经常观察，并及时调整运行条件。
应对生物膜的生长情况经常观察，并及时调整运行条件3.4 3.4 生物接触氧化法生物接触氧化法3.4.5生物接触氧化池的运行与管理生物接触氧化池的运行与管理日常运行管理日常运行管理l一般应控制溶解氧浓度为一般应控制溶解氧浓度为2.5~3.5mg/l；；l避免过大的冲击负荷；避免过大的冲击负荷；l防止填料堵塞：防止填料堵塞： 1)加强前处理，降低进水中的悬浮固体浓度；加强前处理，降低进水中的悬浮固体浓度； 2)增大曝气强度，以增强接触氧化池内的紊流；增大曝气强度，以增强接触氧化池内的紊流； 3)采取出水回流，以增加水流上升流速，以便冲刷生物膜采取出水回流，以增加水流上升流速，以便冲刷生物膜 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—l生物流化床是70年代开发的一种新型生物膜法处理工艺；l以比重大于1的细小惰性颗粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等为载体；比表面积大，MLSS高于任何一种生物处理工艺l废水以较高的上升流速使载体处于流化状态；l生物固体浓度很高，传质效率也很高，是一种高效的生物处理构筑物。
3.5 3.5 生物流化床生物流化床3.5.1概述概述 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—1）） 生生 物物 固固 体体 浓浓 度度 高高 (10~20g/L)，， 因因 此此 容容 积积 负负 荷荷 较较 高高(7~8kgBOD5/m3.d以以上上)，，水水力力停停留留时时间间可可大大大大缩缩短短，，基基建建费费用用较小；较小；2）无污泥膨胀或其它生物膜法中的滤料堵塞；）无污泥膨胀或其它生物膜法中的滤料堵塞；3）能适应不同浓度范围的废水，能适应较大的冲击负荷；）能适应不同浓度范围的废水，能适应较大的冲击负荷；4）由于容积负荷和床体高度较大，占地面积较小；）由于容积负荷和床体高度较大，占地面积较小；5））实实际际生生产产运运行行的的经经验验较较少少，，对对于于床床体体内内的的流流动动特特征征尚尚无无合合适的模型描述，在进行放大设计时有一定的不确定性适的模型描述，在进行放大设计时有一定的不确定性3.5 3.5 生物流化床生物流化床3.5.1概述概述优点及存在的问题：优点及存在的问题： 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering— 流化生物膜反应池流化生物膜反应池 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—载体颗粒的流化，是由于上升的水流载体颗粒的流化，是由于上升的水流(或水流与气流或水流与气流)所造成的。
所造成的三种状态：三种状态：1)固定状态；固定状态； 2)流化状态；流化状态； 3)输送状态输送状态下图载体颗粒的三种状态下图载体颗粒的三种状态3.5 3.5 生物流化床生物流化床3.5.2载体颗粒流化原理载体颗粒流化原理 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—l根根据据供供氧氧方方式式、、脱脱膜膜方方式式及及床床体体结结构构等等的的不不同同，，可分为可分为两相两相生物流化床和生物流化床和三相三相生物流化床生物流化床1)两相生物流化床两相生物流化床 在在生生物物流流化化床床外外设设充充氧氧设设备备和和脱脱膜膜设设备备，，在在床床体体内内只只有有液液、、固固两两相相；；进进入入反反应应器器之之前前，，废废水水中中的的 DO可可 达达 8~9mg/l(以以 纯纯 氧氧 为为 气气 源源 时时 ，， 可可 达达30~40mg/l)3.5 3.5 生物流化床生物流化床3.5.3生物流化床的工艺类型生物流化床的工艺类型 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—(2)三相生物流化床三相生物流化床l直直接接向向反反应应器器内内充充氧氧，，床床体体内内有有气气、、固固、、液三相共存；液三相共存；l气气体体搅搅动动剧剧烈烈，，载载体体颗颗粒粒之之间间摩摩擦擦剧剧烈烈，，可可使使表表层层的的生生物物膜膜自自行行脱脱落落，，因因此此一一般般无无需需体外脱膜装置。
体外脱膜装置3.5 3.5 生物流化床生物流化床3.5.3生物流化床的工艺类型生物流化床的工艺类型 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—n主要包括反应器、载体、布水装置、充氧装置和脱膜装置等主要包括反应器、载体、布水装置、充氧装置和脱膜装置等3.5 3.5 生物流化床生物流化床3.5.4生物流化床的构造生物流化床的构造(1) 反应器：反应器：l一般呈圆柱状；l高径比一般采用3~4:1；l若采用内循环三相生物流化床时，升流区截面积与降流区面积之比应在1左右 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—(2) 载体载体l主要性能：①比重略大于1； ②表面比较粗糙； ③对微生物无毒性； ④不与废水物质反应； ⑤价廉易得。
l常用载体有：砂粒、无烟煤、焦炭、活性炭、陶粒及聚苯乙烯颗粒；l生物固体浓度与载体投加量有直接关系3.5 3.5 生物流化床生物流化床3.5.4生物流化床的构造生物流化床的构造 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—(3) 布水设备布水设备l对两相生物流化床，布水均匀十分关键；l对三相生物流化床，由于有气体的搅拌，布水设备不十分重要4)充氧装置充氧装置 鼓风曝气3.5 3.5 生物流化床生物流化床3.5.4生物流化床的构造生物流化床的构造 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—(5)脱膜装置脱膜装置——一般三相生物流化床不需设置专门的脱膜装置——在两相生物流化床系统中常设的脱膜装置有：①振动筛②叶轮脱膜装置③刷式脱膜装置3.5 3.5 生物流化床生物流化床3.5.4生物流化床的构造生物流化床的构造 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—MBR生物膜法流程 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering— MBR生物膜法处理器 环境科学与工程系环境科学与工程系 ——Department of Environmental Science & Engineering—MBR生物膜法处理器 。
