生物膜法环境科学食品科学工程科技专业资料

1、3、生物膜的构造及生物膜的形成 (1)(1)生物膜的构造生物膜的构造 生物膜在结构上可 分为好氧层好氧层和厌氧层厌氧层 (2)(2)生物膜的形成生物膜的形成 随着废水中悬浮物和微生物不断沉积在固体介质上，微生随着废水中悬浮物和微生物不断沉积在固体介质上，微生 物不断繁殖，生物膜的厚度不断增加。物不断繁殖，生物膜的厚度不断增加。 和废水接触的生物膜表面和废水接触的生物膜表面，吸取营养和溶解氧容易，微生，吸取营养和溶解氧容易，微生 物生长繁殖迅速，物生长繁殖迅速，形成形成由好氧和兼性微生物组成的由好氧和兼性微生物组成的好氧层好氧层(1(1 2mm)2mm)； 和介质接触的生物膜内部和介质接触的生物

2、膜内部，营养和溶解氧的供应条件差，营养和溶解氧的供应条件差， 微生物生长繁殖受到限制，好氧微生物难以生活，兼性微生物微生物生长繁殖受到限制，好氧微生物难以生活，兼性微生物 转化为厌氧代谢方式，某些厌氧微生物恢复了活性，从而转化为厌氧代谢方式，某些厌氧微生物恢复了活性，从而形成形成 了由厌氧微生物和兼性微生物组成的了由厌氧微生物和兼性微生物组成的厌氧层厌氧层。 厌氧层是在生物膜达到一定厚度时才出现的，随着生物膜 的增厚，厌氧层也随着变厚，使生物膜发生脱落和更新。 4、生物膜对废水的净化原理 废水沿膜面流动时，由于浓度差，废水沿膜面流动时，由于浓度差， 废水中的有机物废水中的有机物转移到附着水转移

3、到附着水 层中，进而被生物膜所吸附。层中，进而被生物膜所吸附。 空气中的氧空气中的氧进入废水并扩散到进入废水并扩散到 生物膜中。生物膜中。 生物膜中的微生物生物膜中的微生物对有机物进对有机物进 行有氧分解和同化合成，代谢产物行有氧分解和同化合成，代谢产物 溶入附着水层并进入流动水层随水溶入附着水层并进入流动水层随水 排走或释放到空气中。排走或释放到空气中。 有机物不断减少，废水得到净化。有机物不断减少，废水得到净化。 5、生物膜法的主要特点 1 1、活性污泥法是由悬浮流动的活性污泥降解水中有机物，、活性污泥法是由悬浮流动的活性污泥降解水中有机物， 生物膜法是由固着于固体介质表面上的微生物净化污

4、水。生物膜法是由固着于固体介质表面上的微生物净化污水。 2 2、生物膜法对水质水量变化的适应性强，操作稳定性好。、生物膜法对水质水量变化的适应性强，操作稳定性好。 3 3、污泥沉降性能好、污泥沉降性能好, ,不会发生污泥膨胀不会发生污泥膨胀, ,运行管理较方便。运行管理较方便。 4 4、生物膜中的微生物不受世代时间限制，生物相更丰富。、生物膜中的微生物不受世代时间限制，生物相更丰富。 5 5、污泥量比活性污泥少。、污泥量比活性污泥少。 6 6、生物膜中的微生物难以人为控制，运行的灵活性较差。、生物膜中的微生物难以人为控制，运行的灵活性较差。 7 7、设备容积负荷有限，空间效率较低。、设备容积负

5、荷有限，空间效率较低。 生物膜法和活性污泥法都属好氧生物处理,但两者有所不同。 第二节第二节 生物滤池生物滤池 生物滤池生物滤池可分为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 和塔式生物滤池塔式生物滤池三类。 池体池体 滤料滤料 布水系统布水系统 排水系统排水系统 包括四部分。 （一）普通生物滤池 一、生物滤池的主要类型 1、构造构造 (1)池体 (2)滤料 生物滤池的主体，对净化功能有直接的影响。 对滤料的要求：有较大的比表面积；较大的空隙率； 较高的机械强度；耐腐蚀性强；价格低廉。 蜂窝状塑料滤料蜂窝状塑料滤料环状塑料滤料环状塑料滤料 多呈圆形、方形或者矩形，用砖石、混凝土砌

6、筑。 (3)布水系统 布水系统的作用是向滤料表面均匀布水。 分为旋转式布水器旋转式布水器和固定喷嘴式布水系统固定喷嘴式布水系统两类。 若布水不均匀，会造成部分滤料负荷过大， 而另一部分负荷不足。 (4)排水系统 排水系统的作用是： 排除处理后的污水， 保证滤池有良好的通风 和支撑滤料。 排水系统设在滤池的底部。 2、普通生物滤池的基本流程普通生物滤池的基本流程 优点优点：处理效果好，BOD5去除率可达到95以上； 运行稳定，易于管理，节约能源。 缺点缺点：占地面积大，不适于处理大水量污水； 滤料易堵塞； 卫生条件差。 普通生物滤池适用于水量不大于1000m3/d的小城镇 污水或有机工业废水。

7、3、普通生物滤池的优缺点普通生物滤池的优缺点 （二）高负荷生物滤池 1、高负荷生物滤池的构造高负荷生物滤池的构造：与普通生物滤池基本相同与普通生物滤池基本相同。 优点：优点：水力负荷高（水量大），适于处理大水量污水； 因水量大，故冲刷能力较强，可防止滤池堵塞； 卫生条件较好。 缺点：缺点：因水量大，故废水净化程度低于普通生物滤池； 污泥量多于普通生物滤池。 2、高负荷生物滤池的特点高负荷生物滤池的特点 为保证出水水质，并防止滤池堵塞，进入高负 荷生物滤池的废水BOD5值必须小于200mg/L或在 运行上采用处理水回流处理水回流。 3、高负荷生物滤池的基本流程高负荷生物滤池的基本流程 高负荷生物

8、滤池在运行上常采用处理水回流。 （三）塔式生物滤池 1、塔式生物滤池的构造塔式生物滤池的构造 微生物处理腈纶废水的塔式滤池微生物处理腈纶废水的塔式滤池 2、塔式生物滤池的特点塔式生物滤池的特点 优点：优点：塔身高（68m），通风条件好，供氧充足。 处理水量很大，冲刷能力强，不易发生滤池堵塞； 水力停留时间长，耐水量和水质的冲击负荷能力强； 占地面积大大缩小，卫生条件好。 缺点：缺点：出水BOD5浓度较高，常有游离细菌，适于作为二次处 理串联系统中的第一级处理设备； 滤池较高，废水的提升费用较大，基建投资也较大。 二、二级生物滤池及其典型流程 沉淀池沉淀池 * *(f)(f)）一级）一级 二级二

9、级 第三节第三节 生物转盘生物转盘 第一套半生产性的生物转盘试验装置是于1954年在德 国海尔布隆污水处理厂建成。我国从70年代初开始引进生 物转盘技术，对其开展了广泛的研究。在生活污水和城市 污水，化纤、印染、制革及造纸等工业废水都得到了应用。 一、生物转盘的构造一、生物转盘的构造 生物转盘生物转盘 构造图构造图 盘片盘片 水槽（氧化槽）水槽（氧化槽） 转轴转轴 驱动装置驱动装置 1 1、盘片、盘片 2 2、水槽（氧化槽）、水槽（氧化槽） 形状：多为圆形，也有多角形。 大小：直径23m，大的可达5m。 盘片间距：2030mm。 材料：聚乙烯或聚苯乙烯塑料、玻璃钢、铝合金等。 盘片形式：平板、

10、波纹板或两者的组合。 3 3、转轴、转轴 多为半圆形，也有矩形或梯形。断面直径略大于盘片。 用钢筋混凝土或钢板制成。槽底设有排泥管。 4 4、驱动装置、驱动装置 一般为电动机驱动。也可用空气驱动或水轮驱动。 二、生物转盘的基本流程二、生物转盘的基本流程 转盘40%的面积浸没在废水中，低速转动（转盘的转 速0.83.0转/分，线速度以1020m/min）；盘面上生物 膜的厚度与废水浓度、性质及转速有关，一般0.52mm。 三、生物转盘的布置形式三、生物转盘的布置形式 1、单轴单级式生物转盘单轴单级式生物转盘 2、单轴多级式生物转盘单轴多级式生物转盘 3、多轴多级式生物转盘多轴多级式生物转盘 四、

11、生物转盘的特点四、生物转盘的特点 1 1、优点、优点 不需曝气和污泥回流（与生物滤池相同）； 不易发生堵塞现象； 运转费用低，操作、管理简单； 生物膜与废水的接触时间可通过调整转盘的 转速加以控制，对废水负荷变动的适应性强； 2 2、缺点、缺点 转盘材料造价高，机械转动部件易损坏，投 资较高。 占地面积较大，散发臭气。 五、生物转盘的新发展五、生物转盘的新发展 1、藻类生物转盘藻类生物转盘 2、空气驱动生物转盘空气驱动生物转盘 转盘间距加大，增加光照面，并接种经筛选的藻类， 使水中溶解氧增加，而且有去除水中N、P的作用。 转盘外缘设空气罩， 转盘下方一侧设曝气管和 扩散器，空气吹入空气罩 使转

12、盘转动，水中溶解氧 也增加。 3、活性污泥式生物转盘活性污泥式生物转盘 在活性污泥曝气池的表面 装上空气驱动生物转盘而成的 一种高效、经济的处理方法。 生物转盘 也可与初沉池 或二沉池组合。 （见右下图） （见右上图） 第四节第四节 生物接触氧化法生物接触氧化法 生物接触氧化法又称淹没式生物滤池。在反应 器内设置填料，经过充氧的废水与长满生物膜的填 料接触，在生物膜的作用下，废水的到净化。 池体池体 填料填料 曝气装置曝气装置 布水装置布水装置 一、生物接触氧化池的构造一、生物接触氧化池的构造 二、生物接触氧化池的常用填料二、生物接触氧化池的常用填料 硬性填料：硬性填料：蜂窝状或波纹板状塑料填

13、料。 软性填料：软性填料：化学纤维填料。用化学纤维编结成束， 呈绳状联结。 三、生物接触氧化池的池型三、生物接触氧化池的池型 分流式分流式生物接触氧化池生物接触氧化池 （侧面曝气式）（侧面曝气式） 1、根据水流状态分根据水流状态分：分流式分流式和直流式直流式。 直直流式流式生物接触氧化池生物接触氧化池 2、根据供氧方式分根据供氧方式分 鼓风曝气式鼓风曝气式、射流曝气式射流曝气式、机械曝气式机械曝气式( (表曝式表曝式) )、 洒水式洒水式等。 鼓风曝气式和射流曝气式常用。 四、生物接触氧化法的基本工艺流程四、生物接触氧化法的基本工艺流程 生物接触氧化法的工艺可分为一级、二级和 多级处理形式。

14、一级生物接触氧化法的典型工艺流程：一级生物接触氧化法的典型工艺流程： 五、生物接触氧化法的特点五、生物接触氧化法的特点 1、池内填料的比表面积大，充氧条件良好， 容积负荷较高； 2、不需要污泥回流，不存在污泥膨胀现象， 运行管理方便。 3、对水质、水量变化的适应能力强； 4、容积负荷较高时，其F/M仍能保持较低 水平，故污泥产量较低。 第五节第五节 生物流化床生物流化床 以砂、活性炭、焦炭等微小的颗粒载体颗粒载体充填于生物反 应器内，当污水以一定流速从下向上流动时，载体便处于 流动状态。目前已开发出比重小于1的球状或柱状空心塑 料小球作为载体颗粒。 载体颗粒小、表面积大，为微生物生长提供了充足

15、的 场所，极大的提高了反应器内的微生物量（1014g/L）。 颗粒处于流化状态极大的提高了有机污染物由污水向 微生物细胞膜内的传质速度。 按照使载体流化的动力来源不同，生物流化床生物流化床分为以 液流为动力的两相流化床两相流化床和以气流为动力的三相流化床三相流化床。 一、两相生物流化床一、两相生物流化床 两相生物流化床工艺流程图两相生物流化床工艺流程图 两相生物流化床两相生物流化床主要存在液主要存在液( (废水废水) )、固、固( (颗粒载体颗粒载体) ) 两相，两相，以液流为动力以液流为动力，在流化床，在流化床外设置充氧设备和脱膜外设置充氧设备和脱膜 机机。 二、三相生物流化床二、三相生物流

16、化床 三相生物流化床三相生物流化床以气流为动力以气流为动力，直接在流化，直接在流化 床内充氧，床内充氧，不外设充氧设备，不外设充氧设备，气、液、固三相直气、液、固三相直 接在流化床内进行生化反应。载体颗粒间由于气接在流化床内进行生化反应。载体颗粒间由于气 体的剧烈搅动、摩擦，体的剧烈搅动、摩擦， 使表面的生物膜脱落，使表面的生物膜脱落， 故故不另设脱膜机不另设脱膜机。 三、生物流化床的特点三、生物流化床的特点 1 1、优点、优点 容积负荷高，抗冲击负荷能力强；容积负荷高，抗冲击负荷能力强； 微生物活性强；微生物活性强； 传质效果好；传质效果好； 2 2、缺点、缺点 设备磨损较严重；设备磨损较严

17、重； 载体颗粒因磨损会变小且易流失等。载体颗粒因磨损会变小且易流失等。 3、生物膜的构造及生物膜的形成 (1)(1)生物膜的构造生物膜的构造 生物膜在结构上可 分为好氧层好氧层和厌氧层厌氧层 (1)池体 (2)滤料 生物滤池的主体，对净化功能有直接的影响。 对滤料的要求：有较大的比表面积；较大的空隙率； 较高的机械强度；耐腐蚀性强；价格低廉。 蜂窝状塑料滤料蜂窝状塑料滤料环状塑料滤料环状塑料滤料 多呈圆形、方形或者矩形，用砖石、混凝土砌筑。 三、生物转盘的布置形式三、生物转盘的布置形式 1、单轴单级式生物转盘单轴单级式生物转盘 四、生物接触氧化法的基本工艺流程四、生物接触氧化法的基本工艺流程 生物接触氧化法的工艺可分为一级、二级和 多级处理形式。 一级生物接触氧化法的典型工艺流程：一级生物接触氧化法的典型工艺流程： 五、生物接触氧化法的特点