水污染控制技术3污水的生理处理－生物膜法.ppt

水污染控制技术 主讲：李宏罡 教学要求： 1、掌握生物膜法的微生物学特征和工艺特征 2、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。 3、掌握生物接触氧化特点及其工艺设计 教学时数： 8h 一、 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→间氧→厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技术。 1、生物构造及其对有机物的降解 构造：生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层)＋附着水层(高亲水性)。 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）。 2、生物膜的主要特征： 1）微生物相方面的特征： a、参与净化反应微生物多样化。与活性污泥法相比，膜法具有更好的生物多样性，生物膜固着在载体上时间长或生物平均停留时间（泥龄）长，其除细菌广泛存在外，世代时间长、比增殖速度小的微生物，如硝化菌等也大量存在，此外，丝状菌，藻类众多，线虫、纤毛虫、轮虫以及昆虫等也都较广泛地存在（见P200表5-1）。 b、食物链长，污泥产率低。生物膜的生物中动物性营养所占比例较大，能栖息高营养水平的生物，其在捕食性纤毛虫，线虫之上还栖息有寡毛类和昆虫，因而污泥少。 c、能够存活世代较长的微生物，在生物膜法中，Qc与污水的停留时间无关，因此硝化细菌等可以增值（特别是在冬季低温）。 d、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： a、对水质水量变动有较强适应性——顺水流方向形成了微生态系统。 b、污泥沉降性能好，宜于固液分离。膜法污泥的生物组分中动物所占比重较大，含水率相对低，且剥落泥块体积较大，故沉降性能好，宜固液分离。但若厌养层过厚，剥落污泥中有轻散颗粒，影响出水水质。 c、能处理低浓度污水。生物膜能处理活性污泥法不能处理的低浓度污水和微污染的原水，使B0D5降至5-10mg/L。 d、易于维护管理、节能。无污泥回系统，甚至无曝气系统，节能并易运行管理。 与活性污泥法相比： ①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，而膜法更趋于自然净化原理。 ②活性污泥法为人工强化三相传质，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。 ③适于工业废水处理站和小规模生活污理厂。 二、 生 物 滤 池 1、概述；原理：土壤自然净化原理 进展：早期滤料为石头，砖块、陶料等。其掛膜后易堵塞，且负荷低；随着滤料轻质化，滤料可以高架与滤料层变厚，因而可以增加水力负荷，改善气液传质，提高负荷（形成高负荷生物滤池）；也可以通过曝气传质、提高负荷（接触氧化）。 2、普通生物滤池：(现在少见，只需要了解） 构造：池体、滤料、布水装置和排水系统(P204 图5-2)。 a、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。 b、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。 c、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。 d、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