第13章 生物膜法.pptVIP

《水污染控制工程》 第13章 生物膜法 推荐几本参考书 高廷耀主编，《水污染控制工程》，北京：高等教育出版社，1989年（第一版） 沈耀良等编著，《固定化微生物污水处理技术》，北京：化学工业出版社，2002年 顾夏声、黄铭荣等编著，《水处理工程》，北京：清华大学出版社，1985年 刘雨等著，《生物膜法污水处理技术》，北京：中国建筑工业出版社，2000年 张自杰主编，《排水工程》（下册），北京：中国建筑工业出版社，2000年（第四版） 崔玉川等编，城市污水厂处理设施设计计算，北京：化学工业出版社，2004年 C. P. Leslie Grady,Jr.,et al., Biological Wastewater Treatment, Marcel Dekker, Inc., New York, 1999 13.1 基本概念（Brief Introduction） 13.1.1 生物膜及其净化过程 13.1.2 生物膜的载体 13.1.3 生物膜法的特征 13.1.4 生物膜法处理工艺 13.1.5 生物膜法的基本流程 13.1.1 生物膜及其净化过程 何谓生物膜处理法？ 利用自然界中存在的微生物及其对各种有机污染物的氧化分解作用，采取一定的人工措施，使微生物附着生长在一定的“载体”表面并形成生物膜，废水与生物膜接触而使其中的有机污染物得到氧化降解的人工（好氧）生物处理方法（附着生长法）。 13.1.1 生物膜及其净化过程 生物膜及其形成 形成性能良好的生物膜（biofilm）生物膜法对废水实现实现有效处理的前提； 生物膜由微生物群体组成、附着生长在一定载体表面的粘状物，形成有机物—细菌—原生动物（后生动物）的食物链； 生物膜的形成是物理、化学和生物过程的综合作用的结果。 废水中有机物向载体表面输送； 废水中浮游微生物在载体表面的不可逆附着； 生长在生物膜内的微生物对废水中有机物的利用的氧化分解。 13.1.1 生物膜及其净化过程 生物膜及其形成（挂膜） 生物膜初生阶段（潜伏期）（a）：稀疏附着于载体表面，并逐步形成胶质粘合膜； 快速增长期（b, c）：生物膜厚度尚薄，微生物生长不受底物和氧传递的限制； 出现厌氧区（d, e）：生物厚度继续增大； 稳定期（f）； 生物膜老化、脱落更新期（g）。 13.1.1 生物膜及其净化过程 生物膜及其形成 13.1.1 生物膜及其净化过程 生物膜及其形成 13.1.1 生物膜及其净化过程 生物膜及其形成 13.1.1 生物膜及其净化过程 生物膜成熟之标志 13.1.1 生物膜及其净化过程 生物膜的生物相 微生物类型：细菌+真菌+原生动物+后生动物 由外而内：好氧菌→兼性菌→厌氧菌 由上而下：细菌→真菌→原生动物→后生动物 13.1.1 生物膜及其净化过程 生物膜对废水的净化过程 底物传质 膜的生长 氧的传递 产物传递 13.1.1 生物膜及其净化过程 生物膜对废水的净化过程 13.1.2 生物膜的载体 载体（填料）的作用 微生物及由其以主要成分的生物的栖息或附着生长之场所； 提供大的比表面积； 保证良好的通风条件。 选择载体（填料）之原则 足够的机械强度，优良的生物、化学稳定性； 高的空隙率、比表面积； 良好的表面带电特性。 13.1.2 生物膜的载体 载体（填料）的类型 无机类 粒径多为3~8cm的碎石、卵石、炉渣、焦炭、沸石、陶粒、矿渣等。 重量大（1000~1400kg/m3），层厚一般为1.5~2.0m。空隙率较低（45~50%），比表面积较小（60~100m2/m3） 。 有机类 由各类树脂、塑料等加工制成的蜂窝、波纹环状等。空隙率大（93~95%），比表面积大（98~ 400m2/m3） 重量小(100kg/m3），层厚可达15m。 使用于悬浮状态处理工艺。 13.1.2 生物膜的载体 无机类载体（填料） 13.1.2 生物膜的载体 无机类载体（填料） 13.1.2 生物膜的载体 有机类载体（填料） 13.1.2 生物膜的载体 有机类载体（填料） 13.1.3 生物膜法的特征 微生物相特征 生物膜中微生物多样化，利于长时代期微生物的生长和生存； 生物食物链长且稳定，原生动物和后生动物数量较（ASP）多，剩余污泥量少； 分段运行，利于优势微生物的生长，稳定和提高处理效果。 13.1.3 生物膜法的特征 微生物相特征 13.1.3 生物膜法的特征 微生物相特征 13.1.3 生物膜法的特征 生物膜与活性污泥中微生物类型与数量之比较 13.1.3 生物膜法的特征 工艺运行特征 耐冲击负荷能力强（对进水水质水量的适应性强）； 微生物量多，处理能力大（单位反应器容积内的生物量可高达ASP的5~20倍），净化功能强（有大量硝化菌存在，具有硝化及脱氮功