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污水的生物处理方法——生物膜法 教学要求： 掌握生物膜法的微生物学特征和工艺特征 掌握高负荷生物滤池、曝气生物滤池、塔式生物滤池以及生物转盘三相传质和工艺运行特点。 掌握生物接触氧化特点及其工艺设计 第一节 概述 生物膜——是使细菌、放线菌、蓝绿细菌一类的微生物和原生动物、后生动物、藻类、真菌一类的真核微生物附着在滤料或某些载体上生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥。 生物膜法：污水经过从前往后具有细菌→原生动物→后生动物、从表至里具好氧→兼氧→厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技术。 一、生物构造及其对有机物的降解 1 生物膜的构造特征 生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层)＋附着水层(高亲水性)。 2 降解有机物的机理 微生物：沿水流方向为细菌——原生动物——后生动物的食物链或生态系统。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：重→轻(相当多污带→α中污带→β中污带→寡污带). 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。 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等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）。 二、生物膜的主要特征 1 微生物相方面的特征 参与净化反应微生物多样化； 食物链长，污泥产率低； 能够存活世代较长的微生物； 可分段运行，形成优势微生物种群，提高降解能力。 2 工艺方面的特征 对水质水量变动有较强适应性； 污泥沉降性能好，宜于固液分离； 能处理低浓度污水； 易于维护管理、节能。 3 与活性污泥法相比 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，而生物膜法更趋于自然净化原理。 活性污泥法为人工强化三相传质，生物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。 适于工业废水处理站和小规模生活污理厂。 第二节 生物滤池 一、普通生物滤池(现在少见，只需要了解） 1 构造 池体、滤料、布水装置和排水系统(P204 图5-2)。 池体：一般深2~2.5m，池壁超高0.5~0.9m(防风)，其底部为承托层(排水系统和大块滤料(起支撑、排水以及通水)中部为工作层（掛膜），上部为配水系统，壁可设孔也可不开孔，开孔在冬季有影响。 滤料：碎石、卵石、炉渣、焦炭等，总厚度1.5～2.0m，其中工作层1.3-1.8m，粒径20-40mm;承托层0.2m，粒径70~100mm。这种滤料比表面积较大，且较粗糙，易掛膜，孔隙率一般，利于供氧与传质，且易就地取材，但材料比重大，荷载重，工作层不厚，工作效率不变，占地大。 布水装置：固定喷咀式布水系统——即投配池、布水管、喷咀组成。污水流入投配池是连续的，但布水是间歇式，喷水周期5~8min。 投配池内设虹吸装置(间歇供水，使滤料排水后间歇充氧，生物膜再生)。排水干管布设在滤池表面下0.5~0.8m，支(竖)管依据喷咀服务半径设置，高出滤料之上0.15~0.2m，竖管上安装喷咀，通过喷咀均匀布水。 排水系统：包括渗水装置、汇水沟、总排水沟(或集水槽),见图5-2，汇水沟i=0.01~0.02(横向)、集水槽i=0.05~0.01(纵向－书中出错)。作用：排放处理后出水，保证间歇阶段的通风(底部h≥0.6m)；汇水沟宽0.15m，间距2.5~4.0m(与布水间距一致)；排水沟内流速＞0.7m/s； 渗水装置可以是大块滤料，也可以是图5-4混凝土板，渗水装置排水口面积占滤池总面积的20%以上。 二、高负荷生物滤池 1 特征 通过限制进水BOD值(≤200mg/L)或采用处理水回流，均化水质，提高或加大水力负荷(10倍)，及时冲刷和更新过厚生物膜，保持较高生物活性，改善处理环境状况（抑制厌氧、减少臭味散发）。 2 工艺流程 （1）一段法 部分污泥回流。（见P207图5-5共5种典型流程） 工艺1：污泥回流初沉池，滤池出水回流滤池，利于改善水力负荷，减轻二沉池负荷。 工艺2：污泥回流初沉池，二沉池出水回流过滤池，（较工艺1比，二沉池负荷略重）。 工艺3：污泥与二沉池出水同时回流初沉池，加大初沉池负荷（二者回流量大）。 工艺4：具有吸附再生工艺特点，但出水水质差，初沉水力负荷大。 工艺5：滤池出水与污泥均回流到初沉池，初沉水力负荷大 （2）二段法 当污水浓度较高时或对处理出水要求较高时，建议考虑。（见P208图5-6、7）。 二段法强化了优势生物