水环境污染控制与治理的生态工程已微生物原理

1、第九章第九章 水环境污染控制水环境污染控制与治理的生态工程及微与治理的生态工程及微 生物原理生物原理第一节第一节 污废水生物处理中的生态系统污废水生物处理中的生态系统废水的生物处理的方法很多废水的生物处理的方法很多 根据微生物与氧的关系可分为根据微生物与氧的关系可分为好氧处理好氧处理和和厌氧处理。厌氧处理。 根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态，可分为固着状态，可分为活性污泥法活性污泥法和和生物膜法生物膜法。活性污泥和生物膜是净化污（废）水的工作活性污泥和生物膜是净化污（废）水的工作主体。主体。活性污泥活性污泥 是由细菌、原生动物等微生物与是由细菌、原生

2、动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有吸附分解有机物质能力的絮状体。吸附分解有机物质能力的絮状体。 生物膜生物膜 附着在填料上呈薄膜状的活性污泥附着在填料上呈薄膜状的活性污泥 一、好氧活性污泥法一、好氧活性污泥法 （一）好氧活性污泥中的微生物（一）好氧活性污泥中的微生物 1. 好氧活性污泥的组成与性质好氧活性污泥的组成与性质 1、什么是好氧活性污泥？ 由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机和无机物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。 具有沉降性能和生物活性，吸附和氧化有机物的能力。 组成：组成

3、： 微生物（好氧、兼性及少量厌氧）微生物（好氧、兼性及少量厌氧） + 固体杂质固体杂质 （有机和无机）（有机和无机） 显微镜下的活性污泥显微镜下的活性污泥2、活性污泥的性质 颜色黄褐色状态似矾花絮绒颗粒味道土腥味相对密度含水率：99.299.6 曝气池混合液：1.0021.003 回流污泥：1.0041.006粒径0.020.2mm20100cm2/mL比表面积活性污泥法的基本流程 后处理后处理 生物处理生物处理（二级处理）（二级处理） 化学营养物化学营养物 曝气池 沉淀池 污泥回流污泥回流 净水外排净水外排 预处理预处理 （一级处理）（一级处理） 污泥及余渣消化罐 活性污泥情况活性污泥栖息着

4、的微生物4、活性污泥的组成 大量的细菌真菌原生动物后生动物 活性污泥中栖息的微生物以好氧微生物为主，以细菌细菌为主体为主体（净化污水的第一承担者）（净化污水的第一承担者），还有酵母菌、放线菌、霉菌以及原生动物原生动物和后生动物。 活性污泥中细菌含量一般在107108个/mL；原生动物103个/mL，原生动物中以纤毛虫居多数，固着型纤毛虫可作为指示生物，固着型纤毛虫如钟虫、等枝虫、盖纤虫、独缩虫、聚缩虫等出现且数量较多时，说明培养成熟且活性良好。（1）细菌：净化污水的第一承担者净化污水的第一承担者，即主要承担者 异养型原核细菌（107108个/mL）； 特征：G=2030min，结合成菌胶团的絮

5、凝体状团粒 （2）真菌：微小的腐生或寄生丝状菌，具有分解有机物的功能。若大量繁殖则会引起污泥膨胀。 （3）原生动物：肉足虫 、鞭毛虫、纤毛虫等。通过辨认原生动物的种类，能够判断处理水质的优劣，它是一种指示性生物。原生动物摄食水中的游离细菌，是细菌的首次捕食者，它是污水净化的第二承担者污水净化的第二承担者。 （ 4）后生动物：主要是轮虫，它在活性污泥中不经常出现，轮虫的出现是水质稳定的标志轮虫的出现是水质稳定的标志。后生动物是细菌的第二捕食者。 活性微生物的分类及作用 5 5好氧活性污泥的微生物群落好氧活性污泥的微生物群落 好氧活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团。好氧活性污泥的结构和功能的中心是

6、菌胶团。在其上面生长有其他微生物，如酵母菌、霉菌、在其上面生长有其他微生物，如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物及微型后生动物等。放线菌、藻类、原生动物及微型后生动物等。 活性污泥中有机成分主要由微生物及其活性污泥中有机成分主要由微生物及其代谢产物构成。这些微生物群体构成了一个代谢产物构成。这些微生物群体构成了一个相对稳定的微型生态系统。高效的活性污泥相对稳定的微型生态系统。高效的活性污泥应具有以下几个特征：应具有以下几个特征： 活性污泥具有很强的活性污泥具有很强的吸附能力吸附能力。 活性污泥具有很强的有机物活性污泥具有很强的有机物降解能力降解能力。 活性污泥具有良好的活性污泥具有良好的沉降

7、性能沉降性能。6 6好氧活性污泥中微生物的浓度和数量好氧活性污泥中微生物的浓度和数量 常用常用MLSS（混合液悬浮固体）或（混合液悬浮固体）或MLVSS（混合（混合液挥发性悬浮固体）来表示。液挥发性悬浮固体）来表示。 一般城市污水处理中，一般城市污水处理中，MLSS在在2000-3000mg/L，工业废水在，工业废水在3000 mg/L左右，左右，高浓度工业废水在高浓度工业废水在3000-5000 mg/L。 1ml好氧活性污泥中的细菌数在好氧活性污泥中的细菌数在107-108个。个。 指指1L曝气池混合液中所含悬浮固体干重，曝气池混合液中所含悬浮固体干重，它是衡量反应器中活性污泥数量多少的指

8、标。由于在测定上比它是衡量反应器中活性污泥数量多少的指标。由于在测定上比较方便，所以工程上往往以它作为估量活性污泥中微生物数量的指标。较方便，所以工程上往往以它作为估量活性污泥中微生物数量的指标。一般反应器中污泥浓度控制在一般反应器中污泥浓度控制在.0.0 g/L。 1L曝气池混合液中所含挥发性悬浮固体含量。能比较确切地反曝气池混合液中所含挥发性悬浮固体含量。能比较确切地反映 反 应 器 中 微 生 物 的 数 量 。 一 般 情 况 下 处 理 生 活 污 水 的 活 性 污 泥 的映 反 应 器 中 微 生 物 的 数 量 。 一 般 情 况 下 处 理 生 活 污 水 的 活 性 污 泥

9、 的MLVSS/MLSS比值在比值在0.75左右，对于工业污水，则因水质不同而异，左右，对于工业污水，则因水质不同而异，MLVSS/MLSS比值差异较大。（比值差异较大。（0.50.9之间）之间） 0.75f：对于生活污水 （3）SV (Solid Volume、30分钟沉降比分钟沉降比 ) 指曝气池混合液在量筒中静止指曝气池混合液在量筒中静止30min后，后，污泥所占体积与原混合液体积的比值。正常的污泥所占体积与原混合液体积的比值。正常的活性污泥沉降活性污泥沉降30min后，可接近其最大的密度，后，可接近其最大的密度，故在正常运行时，故在正常运行时，SV大致反映了反应器中大致反映了反应器中的

10、污泥量，可用于控制污泥排放。一般曝气池的污泥量，可用于控制污泥排放。一般曝气池中中SV正常值为正常值为20%30%。SV的变化还的变化还可以及时反映污泥膨胀等异常情况。所以可以及时反映污泥膨胀等异常情况。所以SV是控制活性污泥法运行的重要指标。是控制活性污泥法运行的重要指标。 （4）SVI (Solid Volume Index 、污泥体积指数、污泥体积指数 ) 污泥体积指数指曝气池混合液经污泥体积指数指曝气池混合液经30min静静止沉降后的浓污泥中，每止沉降后的浓污泥中，每1g干污泥所占的体积，干污泥所占的体积，单位为单位为ml/g。SVI反应的是经过沉淀浓缩后的污反应的是经过沉淀浓缩后的污

11、泥浓度。泥浓度。SVI混合液混合液30min沉降后污泥容积污泥干重沉降后污泥容积污泥干重 （）/MLSS反映了污泥的松散程度和凝聚性能，反映了污泥的松散程度和凝聚性能，过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，微过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，微生物数量少，此时污泥缺乏活性和吸附能力。生物数量少，此时污泥缺乏活性和吸附能力。过高则说明污泥结构松散，难于沉淀分离，即将过高则说明污泥结构松散，难于沉淀分离，即将膨胀或已经发生膨胀。膨胀或已经发生膨胀。SVI100 污泥沉降性能较好污泥沉降性能较好100SVI200 污泥沉降性能一般污泥沉降性能一般200SVI 污泥沉降性能差污泥沉降性能差 正常情

12、况下：城市生活污水处理设施中的正常情况下：城市生活污水处理设施中的SVI在在50150之间；之间；SVI过高、过低意味着什么？过高、过低意味着什么？ （5）污泥负荷）污泥负荷(Sludge Loading) 污泥负荷是反应器设计和运行的一个重要参数，它指单位活性污泥污泥负荷是反应器设计和运行的一个重要参数，它指单位活性污泥每天所能去除的每天所能去除的5日生化需氧量，单位是日生化需氧量，单位是kgBOD/kgMLSS.d。污泥负荷。污泥负荷又叫又叫F/M比，即养料（比，即养料（Food）与活性污泥（）与活性污泥（MLVSS）之间的比值，养）之间的比值，养料即料即BOD。 进行工程设计时，对于污泥

13、负荷的选择需要考虑预期运行的处理效进行工程设计时，对于污泥负荷的选择需要考虑预期运行的处理效率和出水效果、曝气量、泥龄等参数。率和出水效果、曝气量、泥龄等参数。低污泥负荷低污泥负荷 0.1-0.25kgBOD5/kgMLSSd BOD去除率去除率9095%常规污泥负荷常规污泥负荷 0.3-0.6kgBOD5/kgMLSSd BOD去除率去除率8598%高污泥负荷高污泥负荷 1.0-5.0kgBOD5/kgMLSSd BOD去除率去除率5060% （6）容积负荷）容积负荷 容积负荷是反应器设计和运行的一个重要参数，容积负荷是反应器设计和运行的一个重要参数，它指单位反应器容积内每天所能去除的它指单

14、位反应器容积内每天所能去除的5日生化需日生化需氧量，单位是氧量，单位是kgBOD/立方米立方米.天。容积负荷是衡量天。容积负荷是衡量实际生化处理过程中处理效率的重要指标，直接关实际生化处理过程中处理效率的重要指标，直接关系到工程的投资总额、占地面积大小等环节。系到工程的投资总额、占地面积大小等环节。 容积负荷与污泥负荷之间的关系？容积负荷与污泥负荷之间的关系？ 有机污染物好氧微生物处理的一般途径有机污染物好氧微生物处理的一般途径 能量32能量+ 322227+ O内源呼吸 内源呼吸残留物内源呼吸产物 H O CO NH+ 2分解代谢2+ O微生物 zyx污水中有机污染物 C H O5合成代谢

15、代谢产物H O CO NH图 4-5 微生物对有机物的分解代谢及合成代谢及其产物的模式图合成细胞物质 C H NOHOH2yxCOO)2z4yx(OHC222zyx酶HOHynCOxnNOHCOzyxnnNHOHnCnzyx2227523)4(2)5()()524(微生物细胞的化学式酶HnNHOnHnCOnONOHCn3222275255)(酶氧化分解 合成代谢（合成新细胞）内源代谢 图 4-6 微生物三项代谢活动之间的数量关系（麦金尼提出）合成氧化可降解有机物2/31/3内源代谢20%残留物质新细胞物质无机物能量80%无机物能量（三）菌胶团的作用（三）菌胶团的作用 菌胶团： 在微生物学领域里

16、，将动胶菌属形成的细菌团块称为菌胶团。 在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。菌胶团是活性污泥的中心菌胶团是活性污泥的中心（三）菌胶团的作用（三）菌胶团的作用 （1）对有机物进行吸附和氧化分解）对有机物进行吸附和氧化分解（2）为原生动物和微型后生动物提供良好的）为原生动物和微型后生动物提供良好的生存环境生存环境（3）为原生动物提供附着场所）为原生动物提供附着场所（4）具有指示作用）具有指示作用小口钟虫小口钟虫 （五）、几种处理工艺流程各种类型活性污泥运行方式 推流式曝气池的基本结构推流式曝气池的基本结构 推流式曝气池运行特点：活性污泥处理效

17、果推流式曝气池运行特点：活性污泥处理效果好，但易受到水质波动冲击的影响，运行不好，但易受到水质波动冲击的影响，运行不稳定。稳定。 推流式活性污泥池常被分割成几个廊道，每推流式活性污泥池常被分割成几个廊道，每个廊道深个廊道深3-5m，宽，宽36m，长，长20-80m。 1、传统的推流式曝气池、传统的推流式曝气池各种类型活性污泥运行方式推流式曝气池流程示意除了抗冲击性能外，还存在氧的供需不平衡问题除了抗冲击性能外，还存在氧的供需不平衡问题回流污泥进水曝气池剩余污泥沉淀池出水 减渐曝气法就是通过合理布置曝气装置，使气量沿池长方减渐曝气法就是通过合理布置曝气装置，使气量沿池长方向逐渐减少，所以采用减渐

18、曝气法可以克服传统曝气法需向逐渐减少，所以采用减渐曝气法可以克服传统曝气法需氧量和供氧量之间的矛盾，提高系统对氧气的利用率。氧量和供氧量之间的矛盾，提高系统对氧气的利用率。 各种类型活性污泥运行方式渐减曝气法渐减曝气法阶段曝气法（多点进水法） 调节供氧量有困难，可以调节需氧量调节供氧量有困难，可以调节需氧量各种类型活性污泥运行方式阶段曝气法（多点进水法）各种类型活性污泥运行方式完全混合反应器完全混合反应器 与推流式反应器相比，完全混合反应器可能存与推流式反应器相比，完全混合反应器可能存在的优点和缺点；在的优点和缺点； A、承受冲击能力、承受冲击能力 B、全池供氧、需氧平衡、全池供氧、需氧平衡

19、C、曝气池和沉淀池可以合建，不需单独设置沉淀池、曝气池和沉淀池可以合建，不需单独设置沉淀池 根据具体的构造，完全混合式活性污泥法又可根据具体的构造，完全混合式活性污泥法又可分为合建式完全混合曝气法（又叫曝气沉淀法）分为合建式完全混合曝气法（又叫曝气沉淀法）和分建式完全混合式曝气池。和分建式完全混合式曝气池。 各种类型活性污泥运行方式合建式曝气沉淀池合建式曝气沉淀池合建式曝气沉淀池在我国的历史合建式曝气沉淀池在我国的历史 由于这种池型不需要沉淀池，因此也不由于这种池型不需要沉淀池，因此也不控制污泥回流，操作简单；控制污泥回流，操作简单； 在我国有标准化的图纸在我国有标准化的图纸（兰州化工设计院）

20、（兰州化工设计院） 直径直径14米、米、16米两种，使用非常广泛米两种，使用非常广泛 目前基本被淘汰目前基本被淘汰各种类型活性污泥运行方式分建式完全混合曝气池各种类型活性污泥运行方式 由于吸附过程比较短，由于吸附过程比较短，1030min，一般吸附池，一般吸附池的设计时间在的设计时间在1060min，MLSS为为1.5-3.0g/L吸附再生法各种类型活性污泥运行方式 有机污染物大部分在再生池内分解，有机污染物大部分在再生池内分解，MLSS为为4.0-10.0g/L，由于污泥浓度高，因此容积负荷高，由于污泥浓度高，因此容积负荷高 优点：优点：1、吸附、吸附-再生池的总容积小于传统的曝气池容积，节

21、约投资；再生池的总容积小于传统的曝气池容积，节约投资；2、能承受一定的进水冲击，当吸附池污泥系统破坏后，可、能承受一定的进水冲击，当吸附池污泥系统破坏后，可以用再生池的污泥进行补充；以用再生池的污泥进行补充；3、剩余污泥直接排放，不需要再生，节约了运行费用。、剩余污泥直接排放，不需要再生，节约了运行费用。吸附再生法的优缺点吸附再生法的优缺点各种类型活性污泥运行方式 缺点：缺点：1、处理效果比传统的曝气池差；、处理效果比传统的曝气池差；2、对以水溶性有机物为主的废水，处理效果非常差。、对以水溶性有机物为主的废水，处理效果非常差。应用非常广泛的两类处理工艺氧化沟处理：氧化沟处理：称循环曝气池法，氧

22、化沟是封闭环状称循环曝气池法，氧化沟是封闭环状的沟形污水处理构筑物，污水与活性的沟形污水处理构筑物，污水与活性污泥混合液在曝气沟中循环流动而完污泥混合液在曝气沟中循环流动而完成污泥对有机物的吸附和降解。成污泥对有机物的吸附和降解。氧化沟的特点是氧化沟的特点是：局部推流式，整体全混式；系统中局部推流式，整体全混式；系统中存在有氧与缺氧的交替过程存在有氧与缺氧的交替过程氧化沟工艺氧化沟工艺的特点氧化沟工艺的特点 1、水力停留时间和污泥泥龄比较长、水力停留时间和污泥泥龄比较长（1030天），天），污泥负污泥负荷比较低荷比较低（0.05-0.20），剩余污泥产量少；，剩余污泥产量少； 2、氧化沟工艺局

23、部区域具有推流式特点、氧化沟工艺局部区域具有推流式特点（溶解氧范围（溶解氧范围0.2-3.0mg/L之间变化之间变化），而整体具有完全混合式的工艺特点；），而整体具有完全混合式的工艺特点； 3、存在局部厌氧、好氧间隔区，可以有效的进行生物、存在局部厌氧、好氧间隔区，可以有效的进行生物脱氮和除磷；脱氮和除磷； 4、氧化沟占地面积比较大，（、氧化沟占地面积比较大，（有效水深低于普通的活性污有效水深低于普通的活性污泥池泥池），（），（污泥负荷比较低污泥负荷比较低）；）； 5、剩余污泥量少，运行费用低，运行管理简单；、剩余污泥量少，运行费用低，运行管理简单； 6、常见的氧化沟曝气设备有转刷、转盘、倒伞

24、表曝机、常见的氧化沟曝气设备有转刷、转盘、倒伞表曝机三种。三种。氧化沟的应用历史早期氧化沟（水深早期氧化沟（水深1.5米）：米）：1、1920年英国年英国sheffield首次建成氧化沟，利用桨板式曝气机；首次建成氧化沟，利用桨板式曝气机；2、荷兰、荷兰1925年开始研制年开始研制Kessener转刷曝气机；转刷曝气机；3、1959年荷兰公共卫生研究所研制笼形转刷（年荷兰公共卫生研究所研制笼形转刷（TNO转刷），这转刷），这是是Kessener转刷的改进型；转刷的改进型；目前开发的目前开发的Manmethod型转刷直径型转刷直径1米，允许水深达到米，允许水深达到3-3.6米；米；Carrous

25、el氧化沟（水深氧化沟（水深4.0-4.5米）：米）： 60年代末荷兰年代末荷兰DHV有限公司将立式低速表面曝气机应用于氧有限公司将立式低速表面曝气机应用于氧化沟，结合特定池型推动氧化沟流动，这一工艺被称为卡鲁化沟，结合特定池型推动氧化沟流动，这一工艺被称为卡鲁塞尔（塞尔（Carrousel）氧化沟；）氧化沟；Orbal氧化沟（水深氧化沟（水深2.6-3.5米）：米）： 1970年在南非开发了转盘曝气机并应用于年在南非开发了转盘曝气机并应用于Orbal氧化沟氧化沟Carrousel 氧化沟此为何物？转盘动转盘运行情况转盘充氧实验基地这是何种类型氧化沟？有关Orbal氧化沟的一些情况 Orbal

26、氧化沟由南非的氧化沟由南非的Huisman设计和开发，目设计和开发，目前该技术已经转让给美国的前该技术已经转让给美国的Envirex公司；目前公司；目前全世界大约有全世界大约有250座座Orbal氧化沟在运行；氧化沟在运行； 采用转盘曝气机，转盘片上有三角形（或其他采用转盘曝气机，转盘片上有三角形（或其他形状）凸出物，且盘片数量可调，便于实际调形状）凸出物，且盘片数量可调，便于实际调节曝气强度；节曝气强度； Orbal氧化沟在单沟内属于推流式反应器，在氧化沟在单沟内属于推流式反应器，在整体上属于多个完全混合连续反应器的串联。整体上属于多个完全混合连续反应器的串联。7、序批式处理工艺：、序批式处

27、理工艺：SBR，Sequence Batch Reactor,其实质是几个完全混合间歇反应器的并其实质是几个完全混合间歇反应器的并联（联合使用）联（联合使用）序批式处理工艺：序批式处理工艺：SBRSBR工艺实际上是一种间歇式活性污泥处理工艺，早在工艺实际上是一种间歇式活性污泥处理工艺，早在1914年英国就对其进行了研究，认为其处理效率比连续年英国就对其进行了研究，认为其处理效率比连续式活性污泥工艺高；但由于单个反应器不能用于连续处式活性污泥工艺高；但由于单个反应器不能用于连续处理，一般需要理，一般需要3个以上的反应器同时交替使用；个以上的反应器同时交替使用；但是早期该工艺在使用中还存在两个问题

28、无法解决：但是早期该工艺在使用中还存在两个问题无法解决：a、曝气器在停止曝气时的堵塞问题；曝气器在停止曝气时的堵塞问题； b、多个反、多个反应器同时交替使用需要复杂的自动控制系统，投资昂贵。应器同时交替使用需要复杂的自动控制系统，投资昂贵。20世纪世纪70(80)年代以后，年代以后，SBR开始得到真正的大规模工开始得到真正的大规模工业化应用。主要是因为以上两个问题得到了解决（新型业化应用。主要是因为以上两个问题得到了解决（新型曝气器的应用、自控系统大幅降价、配套设备的发明）曝气器的应用、自控系统大幅降价、配套设备的发明）Sequencing Batch Reactor进水阶段曝气阶段沉淀阶段排

29、水排泥阶段闲置阶段进水阶段曝气阶段4h弱曝气阶段3.5h沉淀阶段SBR处理工艺的特点 1、运行管理简单、运行管理简单（在采用自动控制系统以后）（在采用自动控制系统以后） 2、减少占地，降低造价减少占地，降低造价（理由是不用二沉池，但作用有限）理由是不用二沉池，但作用有限） 3、耐冲击负荷（？为何）耐冲击负荷（？为何） 4、出水水质好（、出水水质好（1、可以根据处理情况进行运行周期调整，改、可以根据处理情况进行运行周期调整，改变曝气处理时间，实现良好的出水质量；变曝气处理时间，实现良好的出水质量； 2、由于沉淀过程在静止条件下、由于沉淀过程在静止条件下进行，沉淀过程中不受进水干扰，沉淀时间可调进

30、行，沉淀过程中不受进水干扰，沉淀时间可调） 5、可以有效控制污泥膨胀、可以有效控制污泥膨胀（在好氧、缺氧交替的情况下，（在好氧、缺氧交替的情况下，细菌以兼性细菌为主，抑制专性好氧的一些丝状细菌）细菌以兼性细菌为主，抑制专性好氧的一些丝状细菌） 6、便于进行生物脱、便于进行生物脱N、脱、脱P(由于能够方便的控制整体进行，由于能够方便的控制整体进行，缺氧有氧交替进行缺氧有氧交替进行)包括：包括： 生物滤池生物滤池（以此为例）（以此为例） 生物转盘生物转盘 生物接触氧化法生物接触氧化法 生物流化床生物流化床 二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法 好氧生物膜法的构筑物有：普通滤池、高负荷生物滤池、好氧生物

31、膜法的构筑物有：普通滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池，以及生物转盘、接触氧化法（即浸没式滤池塔式生物滤池，以及生物转盘、接触氧化法（即浸没式滤池法）等。法）等。 （一）好氧生物膜中的微生物（一）好氧生物膜中的微生物 1 1好氧生物膜好氧生物膜 好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或生物转盘盘片上粘附在生物滤池滤料上或生物转盘盘片上的一层带粘性、薄的一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体。是生物膜法净化污水的工作主体。膜状的微生物混合群体。是生物膜法净化污水的工作主体。2 2好氧生物膜中的微生物及其功能好氧生物膜中

32、的微生物及其功能 好氧生物膜在滤池内分布不同于活性污泥，生物好氧生物膜在滤池内分布不同于活性污泥，生物膜附着在滤料上不动，废水自上而下淋洒在生物膜附着在滤料上不动，废水自上而下淋洒在生物膜上。因此，在滤池的不同高度位置，由于微生膜上。因此，在滤池的不同高度位置，由于微生物得到的营养不同，造成微生物种类和数量的不物得到的营养不同，造成微生物种类和数量的不同。同。3好氧生物膜的结构好氧生物膜的结构各种填料挂膜1载体吸附阶段载体吸附阶段运行运行10天后天后挂膜过程2运行运行60天后天后运行运行100天后天后空白填料挂膜对比安装时的YDT填料完成挂膜的YDT填料挂膜后的填料（二）好氧生物膜净化废水的作

33、用机理（二）好氧生物膜净化废水的作用机理 在生物滤池中，上层生物膜中的生物膜生物（絮凝性细菌在生物滤池中，上层生物膜中的生物膜生物（絮凝性细菌及其他微生物）和生物膜面生物（固着型纤毛虫、游泳型纤毛及其他微生物）和生物膜面生物（固着型纤毛虫、游泳型纤毛虫及微型后生动物）吸附废水中的大分子有机物，将其水解为虫及微型后生动物）吸附废水中的大分子有机物，将其水解为小分子有机物。同时吸收溶解性有机物和经水解的小分子有机小分子有机物。同时吸收溶解性有机物和经水解的小分子有机物进入体内，并氧化分解之，微生物利用吸收的营养构建自身物进入体内，并氧化分解之，微生物利用吸收的营养构建自身细胞。上一层生物膜的代谢产

34、物流向下一层，被下一层的生物细胞。上一层生物膜的代谢产物流向下一层，被下一层的生物膜生物吸收氧化。分解为二氧化碳和水。老化的生物膜和游离膜生物吸收氧化。分解为二氧化碳和水。老化的生物膜和游离细菌被滤池扫除生物吞食。细菌被滤池扫除生物吞食。以一滴水为例，水以一滴水为例，水滴从上到下与生物滴从上到下与生物膜接触，几分钟内膜接触，几分钟内废水中的有机和无废水中的有机和无机杂质逐级被生物机杂质逐级被生物膜吸附。滤池内不膜吸附。滤池内不同高度同高度(不同层次不同层次)的生物膜所得到的的生物膜所得到的营养营养(有机物的组分有机物的组分和浓度和浓度)不同，致使不同，致使不同高度的微生物不同高度的微生物种群和

35、数量不同。种群和数量不同。 生物膜法的特点生物膜法的特点（与活性污泥相比）（与活性污泥相比） 1、抗冲击能力强，对水质变化的承受能力强。、抗冲击能力强，对水质变化的承受能力强。（由于生物是大量微生物的群体，其抗毒性能力是游离细菌的（由于生物是大量微生物的群体，其抗毒性能力是游离细菌的50-500倍）倍）； 2、生物相多样性、生物相多样性（尤其是一些增殖速度慢，世代较长的微生物（尤其是一些增殖速度慢，世代较长的微生物可以在生物膜中定居，形成了较完整的微生态区，各种微生物的联合作用可以在生物膜中定居，形成了较完整的微生态区，各种微生物的联合作用有利于大分子和难降解物质如多环芳烃、纤维素、几丁质的降

36、解。有利于大分子和难降解物质如多环芳烃、纤维素、几丁质的降解。 ） 3、可以承受较高的有机负荷、可以承受较高的有机负荷(生物膜中的微生物污泥负荷生物膜中的微生物污泥负荷一般低于活性污泥法，但是生物膜中的总污泥量远远高于活性污泥法一般低于活性污泥法，但是生物膜中的总污泥量远远高于活性污泥法) 4、剩余污泥量少、剩余污泥量少（生物膜内部存在缺氧区域，污泥进行缺氧或（生物膜内部存在缺氧区域，污泥进行缺氧或厌氧消化）厌氧消化） 5、不用担心污泥膨胀；、不用担心污泥膨胀；根据固、液、气三相的存在情况，生物膜反应器根据固、液、气三相的存在情况，生物膜反应器的分类：的分类：1、非浸没式；（生物滤池，塔式生物

37、滤池）；、非浸没式；（生物滤池，塔式生物滤池）；2、半浸没式（交替浸没式）、半浸没式（交替浸没式）生物转盘；生物转盘；3、完全浸没式、完全浸没式常规的接触氧化池常规的接触氧化池生物膜法生物膜法1生物滤池生物滤池普通生物滤池，又名滴滤池，普通生物滤池，又名滴滤池，滤料层厚度滤料层厚度2米左右，圆形或米左右，圆形或长方形池，顶部布水长方形池，顶部布水塔式生物滤池，直径塔式生物滤池，直径1-3.5米，米，高度高度8-24米，高径比米，高径比6-8生物膜法1生物滤池对生物滤池滤料的要求机械强度和耐腐蚀性能；机械强度和耐腐蚀性能；具有一定的比表面积（要求粒径不能过大）；具有一定的空隙率（堆积密度）；具有

38、一定的空隙率（堆积密度）；便于加工、运输，要求低的成本便于加工、运输，要求低的成本早期的滤料：碎石、卵石、焦碳等，应用于早期的滤料：碎石、卵石、焦碳等，应用于普通生物滤池普通生物滤池（底部（底部0.2米为承托层，米为承托层，60-100mm，主体，主体30-50mm）目前在塔式滤池中一般使用特制的有机材目前在塔式滤池中一般使用特制的有机材料滤料料滤料-波纹板，几乎满足了滤料的全部波纹板，几乎满足了滤料的全部要求要求生物膜法1生物滤池 布水系统：将污水均匀的喷洒到滤床的顶部，布水系统：将污水均匀的喷洒到滤床的顶部，形成填料表面的液膜流动。布水过程必须注意形成填料表面的液膜流动。布水过程必须注意布

39、水强度的范围。（过大或过小的问题）布水强度的范围。（过大或过小的问题） 最小布液强度：一般不小于最小布液强度：一般不小于10立方米立方米/平方米平方米.小时小时布水系统喷嘴布水系统喷嘴移动式喷嘴移动式喷嘴固定式喷嘴，一般用于塔式滤池固定式喷嘴，一般用于塔式滤池矩形水平移动矩形水平移动圆形旋转移动圆形旋转移动生物膜法1生物滤池 通风充氧系统：生物滤池的供氧过程通风充氧系统：生物滤池的供氧过程 排水系统：在滤池底部收集处理后的污水。排水系统：在滤池底部收集处理后的污水。 普通生物滤池：承托层和集水管；普通生物滤池：承托层和集水管； 塔式生物滤池：支承板（孔板、滤网），过液与通风塔式生物滤池：支承板

40、（孔板、滤网），过液与通风通风方式：通风方式：对于大部分生物滤对于大部分生物滤池采用自然通风池采用自然通风利用水与空气之间的利用水与空气之间的温差造成气体提升温差造成气体提升利用水流喷洒在填利用水流喷洒在填料层中的搅动料层中的搅动部分塔式滤池采用强制通风，但风压比较低部分塔式滤池采用强制通风，但风压比较低生物膜法1生物滤池 生物滤池的优点：生物滤池的优点： 简单，动力消耗少；简单，动力消耗少； 缺点缺点（主要相对于其它生物膜法）（主要相对于其它生物膜法）： 1、处理负荷低（效率比较低）；、处理负荷低（效率比较低）； 2、容易发生堵塞；、容易发生堵塞； 3、处理条件不易控制（停留时间，供氧量）；、处理条件不