生物膜法习题课.

1、n污水的生物处理污水的生物处理-生物膜法生物膜法n污水的自然生物处理污水的自然生物处理n污水的厌氧生物处理污水的厌氧生物处理n污水的深度处理污水的深度处理n污泥的处理污泥的处理生物膜法n试比较生物膜法与活性污泥法的优缺点?n根据生物膜结构分析生物膜法净化水的过程。n生物膜法有哪几种工艺形式？n生物滤池的构造？ 高负荷生物滤池为什么要采用回流?回流的作用是什么？ 为什么塔式生物滤池能够提高处理效率？ 生物转盘的构造？ 为什么生物转盘能够提高处理效率？ 生物转盘系统的特征？ 生物接触氧化池的构造？ 生物接触氧化技术的特征？ 试述生物接触氧化技术对填料的要求。 生物接触氧化池的形式？ 生物流化床提高

2、处理效率的原因？ 生物流化床构造？ 生物流化床分类？ 三相流化床特征？ 计算题计算题 n生物膜法与活性污泥法相比较生物膜法与活性污泥法相比较: :n优点：优点：n生物膜上微生物的食物链较长，污泥产量少并且污泥沉降性能好，宜于固液分离；n能够存活世代时间较长的微生物，有利于硝化作用；n对水质水量变动有较强适应性；n易于维护管理、节能；n能处理低浓度污水。n缺点：缺点：n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；n适于工业废水处理站和小规模生活污水厂。生生物物膜膜结结构构n生物膜由好氧好氧和厌氧厌氧两层组成，有机物的降解主要是在好氧层内进行。

3、n空气中的氧空气中的氧溶解于流动水层中，从那里通过附着水层传送给生物膜，供微生物用于呼吸；n污水中的有机污染物污水中的有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜，并通过细菌的代谢活动而被降解。n微生物的代谢产物微生物的代谢产物如H20等则通过附着水层进入流动水层，并随其排走；n而而C02及厌氧层分解产物如及厌氧层分解产物如H2S、NH3以及以及CH4等气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。生物膜净化水的过程生物膜净化水的过程n生物膜法的工艺形式生物膜法的工艺形式主要有：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床等工艺。n生物滤池的构造：生物滤池的构造：池体、滤料、布水装置、排水系统

4、。n采用回流的目的：采用回流的目的：通过处理水回流，降低进水浓度，加大水力负荷，促进更新生物膜，解决普通生物滤池占地大、易堵塞的问题；n回流的作用：回流的作用：n均化与稳定进水水质；n加大水力负荷，及时冲刷过厚及老化的生物膜，加速生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生物膜经常保持较高的活性；n抑制滤池苍蝇的过度滋长；n减轻散发的臭味。n塔式生物滤池能够提高处理效率的原因塔式生物滤池能够提高处理效率的原因：塔式生物滤池内部通风情况非常好，污水从上向下滴，水流紊动强烈，污水、空气和滤料上的微生物膜接触充分，充氧效果良好，污染物传质速度快，有助于污染物质的降解。另外由于水力负荷高，生物膜更新较快，并且在滤

5、层内部有明显的分层现象，每一层都繁育着适合该层污水特征的微生物，更有助于有机污染物的降解和去除。n生物转盘的构造生物转盘的构造：盘片、接触反应槽、转轴和驱动装置。n生物转盘能够提高处理效率的原因：生物转盘能够提高处理效率的原因：微生物浓度高，达40-60g/L，F/M=0.05-0.1，并且生物相分级，每级上生长着适于流入该级污水性质的生物相，这种现象对微生物的繁育和有机污染物的降解非常有利。n生物转盘系统的特征：生物转盘系统的特征：n1）微生物浓度高；n2）生物相分级；n3）污泥龄长，具有硝化、反硝化功能；n4）能处理高浓度有机废水，耐冲击负荷；n5）食物链长，污泥量少，为活性污泥法的 1/

6、2左右；n6）能耗小，不需曝气与污泥回流；n7）便于维护管理；n8）不会发生二次污染现象；n9）流态：完全混合推流式。n生物接触氧化池的构造：生物接触氧化池的构造：池体、填料、支架、曝气装置、进出水系统及排泥管道等。n生物接触氧化技术的特征：生物接触氧化技术的特征：1）工艺方面的特征）工艺方面的特征n本工艺使用填料，适于微生物存活增值；n填料表面为生物膜所布满，形成了生物膜的主体结构，能够有效地提高净化效果；n有机负荷率高，有利于缩小池容，减少占地面积。2）运行方面的特征）运行方面的特征n对冲击负荷有较强的适应能力；n操作简单，运行方便，易于维护管理，勿需污泥回流；n污泥生成量少，污泥颗粒较大

7、，易于沉淀。3）功能方面的特征）功能方面的特征n具有多种净化功能，能有效地去除有机物外，还可以脱氮，可作为三级处理技术。n生物接触氧化技术对填料的要求：生物接触氧化技术对填料的要求：n1）水力特性方面：比表面积较大，空隙率高，水流通畅，阻力小，流速均一。n2）物理方面：形状规则，尺寸均一，比重与水接近，不使水中构筑物承担过大的荷载，表面粗糙度大；n3）生物膜附着方面：生物膜生成、固着性能良好，表面电位较高，表面亲水；n4）化学及生物学的稳定性强，不溶出有毒有害物质，不造成二次污染；n5）价格适宜、供应充分，便于安装和运输。n生物接触氧化池的形式：生物接触氧化池的形式：n按曝气装置的位置，分为：

8、分流式、直流式；n按水流循环方式，分为：填料内循环、外循环式。n生物流化床提高处理效率的原因：生物流化床提高处理效率的原因：n1.扩大微生物繁殖的表面积，提高生物膜量，同时相应的提高对污水的充氧能力；n2.强化生物膜与污水之间的接触，加快污水与生物膜的相对运动。n生物流化床构造：生物流化床构造：床体、载体、布水装置和脱膜装置组成。n生物流化床分类：生物流化床分类：按载体流化的动力来源，分为：液流动力流化床，气流动力流化床和机械搅动流化床。n三相流化床特征：三相流化床特征：n高速去除有机污染物，处理水BOD值可保持在20mg/L以下；n便于维护运行，对水质、水量有一定的适应性；n占地少，设备占地

9、面积仅为活性污泥法的1/51/8；n脱落在处理水中的生物膜，颗粒细小，用单纯的沉淀法很难全部去除。n1、某工业废水水量为600m3/d，BOD5为430mg/L，经初沉池后进入高负荷生物滤池处理，要求出水BOD530mg/L，试计算高负荷生物滤池尺寸和回流稀释倍数。n2、某印染厂废水量为1000m3/d，废水平均BOD5为170mg/L，处理水的BOD5值15mg/L，试计算生物转盘尺寸 。n3. 某印染厂废水量为1500m3/d，废水平均BOD5为170mg/L，采用生物接触氧化法处理，要求出水BOD520mg/L，试计算生物接触氧化池的尺寸。污水的自然生物处理污水的自然生物处理 什么是稳定

10、塘？ 稳定塘中的生物？ 稳定塘对污水的净化作用？ 稳定塘有哪几种形式? 什么是污水的土地处理系统？ 土地处理系统对污水的净化作用？ 污水土地处理系统有哪几种工艺？ 稳定塘稳定塘：经过人工适当修整的土地，设围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理技术 。稳定塘中的生物：稳定塘中的生物：细菌、 藻类、 微型动物、 水生植物及其他水生动物。稳定塘对污水的净化机理：稳定塘对污水的净化机理：稀释作用 、沉淀和絮凝作用、好氧微生物的代谢作用、厌氧微生物的代谢作用、浮游生物的作用、水中维管束植物的作用。稳定塘的工艺形式：稳定塘的工艺形式：好氧塘、兼氧塘、厌氧塘、曝气塘

11、、深度处理塘、控制出水塘。n污水土地处理污水土地处理：在人工调控下利用土壤-微生物-植物组成的生态系统使污水中的污染物净化的处理方法。n污水土地处理系统对污水的净化机理：污水土地处理系统对污水的净化机理：物理过滤、物理吸附与物理化学吸附、化学反应与化学沉淀、微生物代谢作用。n土地处理系统工艺：土地处理系统工艺：慢速渗滤系统；快速渗滤系统；地表漫流系统；湿地处理系统；地下渗滤系统污水的厌氧生物处理污水的厌氧生物处理 n厌氧生物处理？n厌氧生物处理法与好氧生物处理法相比较有什么优缺点 ？n试述厌氧法的三阶段理论 .n试述厌氧生物处理法的影响因素。n提高厌氧生物处理的效能主要可从哪些方面考虑？n厌氧

12、生物处理有哪几种工艺 ?n升流式厌氧污泥床的特点（构造、处理效果）?n废水厌氧生物处理废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物 (包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。n厌氧法与好氧法相比较：厌氧法与好氧法相比较：n优点：优点：n应用范围广、能耗低、氮、磷营养需要量较少、有杀菌作用、污泥产量低、易贮存、有机物负荷高、对水温的适应范围较广。n缺点：缺点：n厌氧微生物增殖缓慢，因而厌氧设备启动和处理所需时间比好氧设备长；出水往往达不到排放标准，需要进一步处理，故一般在厌氧处理后串联好氧处理；厌氧处理系统操作控制因素较为复杂；

13、厌氧过程会产生气味对空气有污染。1.碳水化合物、脂肪、蛋白质在碳水化合物、脂肪、蛋白质在水解、发酵菌水解、发酵菌作用作用下下糖类、脂肪酸、氨基酸、水和二氧化碳；糖类、脂肪酸、氨基酸、水和二氧化碳； 2.脂肪酸在脂肪酸在产氢产乙酸菌产氢产乙酸菌作用下作用下H2、CO2、乙、乙 酸；酸； 3.两组生理不同的两组生理不同的产甲烷菌产甲烷菌，有共同的产物，有共同的产物 4H2+CO2CH4+2H2O CO2还原还原 2CH3COOH2CH4+2CO2 乙酸脱羧乙酸脱羧 三三段段消消化化n影响因素：影响因素：n温度、pH值：6.5-7.5、氧化还原电位：-350mV或更低、负荷率、污泥浓度： 1030g

14、VSS/L、搅拌和混合、营养与C/N比、有毒物质、氨氮： 50150mg/L。n高速率厌氧处理系统必须满足的原则：高速率厌氧处理系统必须满足的原则：n 能够保持大量的厌氧活性污泥和足够长的污泥龄；n 保持废水和污泥之间的充分接触。n厌氧工艺形式：厌氧工艺形式：普通厌氧消化池、厌氧接触工艺、厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧接触膜膨胀床反应器和厌氧流化床(FB)等。n升流式厌氧污泥床反应器升流式厌氧污泥床反应器是集生物反应与沉淀于一体的厌氧反应器。n构造：构造：进水配水系统、反应区、三相分离器、集气室、处理水排出系统。n特点：特点：n反应器内污泥浓度高；有机负荷高；水力停

15、留时间短；反应器内设三相分离器，被沉淀区分离的污泥能自动回流到反应区，一般无污泥回流设备；简化了工艺，节约了投资和运行费用；无混合搅拌设备；污泥床内不填载体，提高了容积利用率，节省造价及避免堵塞问题。城市污水的深度处理城市污水的深度处理 n试说明污水进行深度处理的目的和意义 。n氨的吹脱去除原理是什么 ？n生物法脱氮的基本原理 ？n生物法脱氮影响因素 ？n生物法脱氮工艺（三级活性污泥法，A/O法）？ n化学法脱磷的原理 ？n生物法脱磷的原理 ？n生物法脱磷的影响因素？n生物脱磷工艺（Phostrip工艺，An/O法）？n同步脱氮除磷工艺（Bardenpho工艺，A-A-O工艺）？ n污水深度处

16、理的目的：污水深度处理的目的：n1. 去除水中残存的悬浮物去除水中残存的悬浮物(包括活性污泥颗粒包括活性污泥颗粒)；脱色、除臭，使；脱色、除臭，使水得到进一步澄清；水得到进一步澄清；n2. 进一步降低进一步降低BOD5 、CODCr 、TOC等指标，使水进一步稳定；等指标，使水进一步稳定；n3. 脱氮、除磷，消除能导致水体富营养化的因素；脱氮、除磷，消除能导致水体富营养化的因素；n4. 消毒杀菌，去除水中有毒有害物质消毒杀菌，去除水中有毒有害物质n深度处理水的去向：深度处理水的去向：n1. 排放包括具有较高经济价值水体及缓流水体在内的任何水体，排放包括具有较高经济价值水体及缓流水体在内的任何水

17、体，补充地面水源。补充地面水源。n2. 回用于农田灌溉、市政杂用，如灌溉城市绿地、冲洗街道、车回用于农田灌溉、市政杂用，如灌溉城市绿地、冲洗街道、车辆、景观用水等。辆、景观用水等。n3. 居民小区中水回用于冲洗厕所；居民小区中水回用于冲洗厕所；n4. 作为冷却水和工艺水的补充用水，回用于工业企业；作为冷却水和工艺水的补充用水，回用于工业企业；n5. 用于防止地面下沉或海水入侵，回灌地下。用于防止地面下沉或海水入侵，回灌地下。n氨的吹脱去除原理：氨的吹脱去除原理：n（1）氨化反应）氨化反应OHNHOHNH423生物脱氮原理：生物脱氮原理：32223222NHCOOHRCHHCOOHRCHNHNH

18、CORCOOHOCOOHRCHNH 氨化菌氨化菌（2）硝化反应）硝化反应OHHNOONH222424232亚硝酸菌 32222NOONO硝酸菌OHHNOONH232422硝化细菌n（3）反硝化反应）反硝化反应OHCONOOHCHNO2223342626硝酸还原菌22232363336COOHOHNOHCHNO亚硝酸还原菌OHOHNCOOHCHNO67355622233反硝化菌n生物脱氮法的影响因素：生物脱氮法的影响因素：n硝化反应：硝化反应：n溶解氧、碱度、 pH、温度、有机物、污泥龄、重金属及有害物质。n反硝化反应：反硝化反应：n碳源、 pH值、溶解氧 、温度。内循环（硝化液循环）内循环（硝

19、化液循环）原污水原污水反硝化反应器反硝化反应器（缺氧）（缺氧） BOD去除去除,硝硝化反应反应器化反应反应器（好氧）（好氧）（好氧（好氧）碱碱沉淀池沉淀池处理水处理水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥N2A/O脱氮系统脱氮系统n化学除磷原理：化学除磷原理：通过形成磷酸盐沉淀的形式，除去污水中的磷。n金属盐混凝沉淀金属盐混凝沉淀nAl3+PO43-（正磷酸离子正磷酸离子） AlPO4（难溶难溶）石灰混凝除磷石灰混凝除磷5Ca2+4OH-+3HPO42- Ca5(OH)(PO4)3+3H2On生物除磷原理生物除磷原理（）好氧吸收（聚磷菌对磷的过量吸收）（）好氧吸收（聚磷菌对磷的过量吸收） ADP+H

20、3PO4+能量能量 ATP+H2O（2）厌氧释放）厌氧释放厌氧条件下（厌氧条件下（DO=0，NO3-=0），）， ATP+H2O ADP+H3PO4+能量能量生物除磷影响因素：生物除磷影响因素：溶解氧、温度、溶解氧、温度、 pH值、值、 BOD负荷和有机物性质、污泥负荷和有机物性质、污泥龄、厌氧池龄、厌氧池NOX。（释放磷）（释放磷）曝气池曝气池（BOD去除去除吸收磷）吸收磷）原污水原污水处理水处理水（厌氧）（厌氧）沉淀池沉淀池（好氧）（好氧）回流污泥（含磷污泥）回流污泥（含磷污泥）剩余污泥剩余污泥含磷污泥含磷污泥用作肥料用作肥料厌氧厌氧-好氧除磷工艺流程（好氧除磷工艺流程（n法）法）厌氧反应池厌氧反应池缺氧反应池缺氧反应池原污水原污水（释放磷氨化）（释放磷氨化）沉淀池沉淀池（脱氮）（脱氮）回流污泥（含磷污泥）回流污泥（含磷污泥）好氧反应池好氧反应池（硝化吸收磷（硝化吸收磷 去除去除BOD ）处理水处理水内循环内循环2Q N2AAO法同步脱氮除磷