水污染控制工程湖南科技大学(三)精要.doc

幻灯片1 第十五章 污水的好氧生物处理－生物膜法 幻灯片2 生物膜法框架内容 15.1 基本原理 15.2 生物滤池 15.3 生物转盘 15.4 生物接触氧化 15.5 生物流化床 幻灯片3 15.1 基本原理 概念: 生物膜法是指利用附着在滤料或某种载体表面上,以膜的形态存在的生物污泥(即生物膜)对废水中有机污染物进行生化降解的处理方法. 主要设施: 生物滤池; 生物转盘; 生物接触氧化法; 生物流化床 生物膜法特点： 固着于固体表面上的微生物群落范围广，故对废水水质、水量的变化有较强的适应性；所需氧气可以直接来自大气；由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度较慢的微生物也能生息，故管理较方便；不需要污泥回流。 幻灯片4 生物膜净化废水的原理 生物膜微生物以吸附和沉积于膜上的有机物为营养料, 增殖的生物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中被截留下来，成为污泥。 生物膜呈蓬松的絮状结构，微孔多且表面积大，具有很强的吸附能力。其结构及净化机理如下图所示. 幻灯片5 幻灯片6 生物膜净化污水示意图 生物膜的生物组成：细菌(好氧/厌氧/兼性)、真菌、藻类、原生动物、后生动物以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫组成。 幻灯片7 净化机理 净化过程是复杂的,包括废水中各种传质过程﹑氧的扩散和吸收﹑有机物的分解和微生物的新陈代谢, 污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附﹑降解, 水得到净化. 生物膜表层生长的微生物包括好氧﹑兼性, 厚度约2mm,而其内层微生物处于厌氧状态,前者有机物降解后产物为CO2 /H2O / NH3等,而后者有机物降解终点产物为有机酸/乙醇/醛/H2S等. 生物膜增厚到一定程度时,内层微生物因得不到充分的营养而进入内源代谢,失去其在滤料上的粘附性能而脱落,滤料表面再长新膜.膜的脱落与生长呈现动态平衡. 幻灯片8 15.2 生物滤池 15.3.1 生物滤池构造 15.3.2 生物滤池工艺类型 15.3.3 生物滤池设计 15.3.4 生物滤池运行 幻灯片9 15.2 生物滤池 15.2.1生物滤池构造 生物滤池于1889年在劳伦斯实验厂首先开始研究，1910年后期在美国开始了大规模的应用，20世纪70年代逐步被好氧法代替，随着新型滤料的不断诞生，生物滤池有再度复活的趋势. 普通生物滤池构造如下图,包括:池壁﹑滤料﹑布水设备及排水系统. 幻灯片10 幻灯片11 幻灯片12 旋转式布水器 幻灯片13 幻灯片14 排水系统 ?排水系统的作用： 收集滤床流出的污水与生物膜；保证通风；支撑滤料 . ?排水系统组成： 池子底面及开设于其上的沟渠。 ?重要提示： 要保证不积淤流速(通常采用0.6m／s)， 排水渠穿过池壁的地方，应设排水和通风孔洞，通风面积应不小于过水断面。通风口必须均匀分布于池壁的两对边或四周。 另外,排水系统结构上类似雨水篦(bi)子. 幻灯片15 15.2.2 生物滤池工艺类型 生物滤池分为普通生物滤池（低负荷）、回流式生物滤池和塔式生物滤池(另见下页图). (1) 特点 1)BOD负荷高的滤池，生物膜增长快，对水力冲刷的要求也就迫切。增大水力冲刷的主要途径是加大表面负荷，其办法有二：一是增加滤料层高度，二是将处理后的废水回流到生物滤池的进水中去。所以，低负荷生物滤池的滤料层高度通常只有2～3m左右，而且多不采用回流措施；塔式滤池的高度达20m之多，而且常采用回流措施。 幻灯片16 幻灯片17 2)BOD负荷高的滤池，要求通风条件好，在采用自然通风的条件下，就要求滤料的孔隙率大和阻力小。所以，低负荷滤池的滤料粒径较小(25～70mm)，高负荷滤池的滤料粒径较大(40～100mm)，对于塔式生物滤池，最好采用塑料滤料。 3)BOD负荷低的生物滤池，其氧化分解程度就高，污泥量少而稳定，出水中有较高的溶解氧，有硝酸盐，BOD5浓度可低于20mg/L；高负荷生物滤池的氧化分解程度低，污泥量多而不稳定，出水中溶解氧低，没有或很少有硝酸盐，BOD5浓度高于30mg／L，塔式生物滤池的情况可能更差些。 (2) 组成系统 初沉池、生物滤池、二次沉淀池组合而成，其组合型式有单级运行系统、多级运行系统和交替运行系统。 幻灯片18 回流对生物滤池的影响分析（教材P210）： 出水回流对生物滤池的有利影响：1)增大水力负荷、促进生物膜的脱落、防止堵塞；2) 改善废水的进水状况降低（水量、水质）和降低毒物浓度；3)可向生物滤池连续接种，促进生物膜的生长；4)提高进水的溶解氧；5)防止滤池滋生蚊蝇和减少恶臭。 不利影响：缩短废水在滤池中的停留时间；降低生物膜吸附有机物的速度；回流水中难降解的