水污染控制工程第六章课件

污水的生物膜法处理第六章制作：潘欣语污水的生物膜法处理第六章制作：潘欣语1基本内容生物膜法的基本原理1

生物膜法的特征2生物滤池

3生物转盘

4生物接触氧化池5生物流化床

6生物膜处理新工艺

7水污染控制工程制作：潘欣语基本内容生物膜法的基本原理1生物膜法的特征2生物滤池3生2一生物膜法的基本原理

污水的生物膜处理法它是与活性污泥法并列的,也是一种污水好氧生物处理技术.使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥，这种膜状生物污泥就是生物膜本质制作：潘欣语水污染控制工程一生物膜法的基本原理污水的生物膜处理法它是与活性污泥3生物膜处理法

生物滤池

生物转盘

生物流化床

生物接触氧化设备

普通生物滤池

高负荷生物滤池

塔式生物滤池

制作：潘欣语水污染控制工程生物膜处理法生物滤池生物转盘生物流化床生物接触氧化设4在生物膜内、外，生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程生物滤池滤料上生物膜的构造(剖面图)污水与滤料或某种载体流动接触，在经过一段时间后，载体的表面将会为一种膜状污泥所覆盖，这种膜状污泥就是生物膜。代谢产物传递物质传递空气中的氧溶解在流动水层中，供微生物用于呼吸的氧从那里通过附着水层传递给生物膜，污水中的有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进人生物膜，并通过细菌的代谢活动而被降解微生物的代谢产物如H2O等则通过附着水层进人流动水层，并随流动水层排走，而CO2及厌氧层分解产物如H2S、NH3、CH4等气态代谢产物则从水层逸出进人空气中制作：潘欣语水污染控制工程在生物膜内、外，生物膜与水层之生物滤池滤料上生物膜的构造(剖5固定喷嘴式布水装置所使用的喷嘴混凝土板式渗水装置制作：潘欣语水污染控制工程固定喷嘴式布水装置所使用的喷嘴混凝土板式渗水装置制作：6生物膜也是微生物高度密集的物质，大量的各种类型的微生物和微型动物在膜的表面和一定深度的内部生长繁殖着，并形成有机污染物-细菌-原生动物(后生动物)的食物链生物膜是高度亲水的物质，污水在其表面不断更新，在其外侧总是存在着一层附着水层形成与成熟后

生物膜的厚度由于微生物不断增殖而不断增加，在增厚到一定程度后，在氧不能透入的里侧深部就会转变为厌氧状态，形成厌氧性膜。这样，生物膜便由两层组成，即好氧层和厌氧层。好氧层的厚度一般为2mm左右，有机物的降解主要是在好氧层内进行。制作：潘欣语水污染控制工程生物膜也是微生物高度密集的物质，大量的各种类型的微生物和微型7当厌氧层还不厚时

厌氧层与好氧层平衡与稳定的关系能够保持，此时，好氧层能够维持正常的净化功能当厌氧层逐渐加厚到一定程度后

其代谢产物逐渐增多，这些产物会向外侧逸出，透过好氧层。这时候，好氧层的生态系统的稳定状态就会遭到破坏，这两种膜层之间的平衡关系被打破另一反面，由于气态代谢产物的不断逸出，生物膜在滤料(载体、填料)上的固着力被减弱，这种状态下的生物膜叫做老化生物膜。

综上所述，减缓生物膜的老化进程，不使厌氧层过分增长，加快好氧膜的更新，并且尽量使生物膜不集中脱落是提高生物膜法污水处理技术的有效途径。制作：潘欣语水污染控制工程当厌氧层还不厚时厌氧层与好氧层平衡与稳定的关系当厌氧层逐渐8

二生物滤池污水长时间的以滴状喷洒在块状滤料层的表面上，在污水流经的表面上就会形成生物膜，待生物膜成熟以后，栖息在生物膜上的微生物就会摄取流经污水中的有机物作为营养，污水从而得到净化。为了去除原污水中的悬浮物等能够堵塞滤料的污染物，进人生物滤池的污水，必须通过预处理，并使水质均化。处理城市污水的生物滤池前需设置初次沉淀池。滤料上的生物膜，不断脱落更新，因此，生物滤池后也应设二次沉淀池以截留脱落的生物膜。制作：潘欣语水污染控制工程二生物滤池污水长时间的以滴状喷洒在块状滤料层的表面上，9生物膜法特征（一）参与净化反应微生物具有多样性（二）生物的食物链比较长（三）世代时间较长的微生物能够存活（四）分段运行与优占种属（一）对水质、水量变动适应性强（二）能够处理低浓度的污水（三）具有硝化反硝化脱氮的功能工艺特征

（一）污泥沉降性好，宜于固液分离（二）易于维护运行、节能低耗运行特征

生物相特征

（一）生物滤池特征制作：潘欣语水污染控制工程生物膜法特征（一）参与净化反应微生物具有多样性（一）对水质、10水污染控制工程（二）普通生物滤池1普通生物滤池构造图

由池体、滤料、布水装置和排水系统等四部分所组成制作：潘欣语水污染控（二）普通生物滤池1普通生物滤池构造图由池112普通生物滤池设计与计算（1）滤料的选定，滤料容积的计算以及滤池各部位如池壁、排水系统的设计（2）布水装置系统的计算与设计普通生物滤池的滤料容积一般按负荷率进行计算。负荷率有两种：BOD5容积负荷率，水力负荷率。适用范围与优缺点

处理效果好，BOD5的去除率可达95%以上运行稳定、管理简单、节能低耗主要缺点占地面积过大，污水量大时不宜采用滤料容易堵塞，当预处理不充分或生物膜季节性大规模脱落时，滤料都可能堵塞；滋生滤池蝇，环境卫生恶化。滤池蝇是一种体型比家蝇小的苍蝇，它的飞行能力较弱，只在滤池周围飞行，她的产卵、幼虫、成蛹、成虫等生殖过程都在滤池内进行喷嘴喷洒污水，散发臭味制作：潘欣语水污染控制工程2普通生物滤池设计与计算（1）滤料的选定，滤料容积的计算12（二）高负荷生物滤池1高负荷生物滤池基本特征处理水回流可以产生以下各项效应进水水质得到均化与稳定生物膜经常保持较高的活性，这是因为加大水力负荷，过厚和老化的生物膜及时地被冲刷，生物膜更新加速，厌氧层发育得到抑制臭味散发得到减轻高负荷生物滤池通过限制进水BOD5值和在运行上采取处理水回流等技术措施，使滤池的负荷率大幅度地提高，其BOD5容积负荷率高于普通生物滤池6-8倍，水力负荷率则高达10倍。进人高负荷生物滤池的BOD5值必须低于200mg/L，否则用处理水回流加以稀释

抑制滤池蝇的过度滋长制作：潘欣语水污染控制工程（二）高负荷生物滤池1高负荷生物滤池基本特征处理水回流可13回流水量（QR）与原污水量(Q)之比称为回流比(R)：喷洒在滤池表面上的总水量(QT)为：总水量旧(QT)与原污水量(Q)的比值称为循环比：制作：潘欣语水污染控制工程回流水量（QR）与原污水量(Q)之比称为回流比(R)：喷洒14采取处理水回流措施，原污水的BOD值(或COD值)被稀释，进入滤池污水的BOD浓度可根据如下关系式计算：Sa——向滤池喷洒污水的BOD值，mg/L；S0——原污水的BOD值，mg/L；Se——滤池处理水的BOD值，mg/L；R——回流比。制作：潘欣语水污染控制工程采取处理水回流措施，原污水的BOD值(或COD值)被稀释，进152高负荷生物滤池的流程系统高负荷生物滤池典型流程系统（1）是应用比较广泛的高负荷生物滤池处理系统，这种系统有利于生物膜的接种。促进生物膜的更新。生物滤池出水直接向滤池回流；由二次沉淀池向初次沉淀池回流生物污沉。此外，初沉池的沉淀效果由于生物污泥的注人而有所提高。系统（2）的高负荷生物滤池系统应用也比较广泛。处理水回流滤池前，可避免加大初沉池的容积，初次沉淀池的沉淀效果由于生物污泥由二次沉淀池回流初沉池而提高。系统（3），处理水和生物污泥同时从二沉池回流初沉池，初沉池的沉淀效果得到提高，滤池的水力负荷也随之加大。但初沉池的负荷加大了，这是这种系统的不利之处。系统（4）,此系统不需二沉池，初沉池兼行二次沉淀池的功能，滤池出水(含生物污泥)直接回流至初次沉淀池，提高了初沉池的效果。系统（5），处理水直接由滤池出水回流，生物污泥则从二次沉淀池回流，然后两者同步回流初次沉淀池。

制作：潘欣语水污染控制工程2高负荷生物滤池的流程系统高负荷生物滤池典型流程系统（16水污染控制工程3高负荷生物滤池的构造特点（1）高负荷生物滤池在表面上多为圆形

（2）滤料

形状种类特性和排列比表面积（m2/m3）孔隙率〔%)波纹塑料薄板制成1×1×0.6m85①98聚苯乙烯薄片做成紧密装填1×1×0.55m18794管式塑料管状连续，长度方向与水平成直角排列22094蜂窝聚笨乙烯薄片1×1×0.55m8294（3）布水器

制作：潘欣语水污染控3高负荷生物滤池的构造特点（1）高负荷生物滤池在174高负荷生物滤池的需氧与供氧

（1）生物膜量生物滤池滤料表面生成的生物膜污泥，相当于活性污泥法曝气池中的活性污泥。相对于曝气池内混合液浓度，单位容积滤料的生物膜重量，能够用以表示生物滤池内的生物量。生物膜污泥量，是难于精确计算的关于生物膜好氧层的厚度，多数专家认为是在2mm左右，含水率按98%考虑。（2）生物滤池的需氧量（kg/m3滤料）其中，a’——每kgBOD5完全降解所需的氧(kg)，对城市污水，此值在1.46左右；BODr——在生物滤池上去除的BOD5值；b’——单位重量活性生物膜的需氧量，此值大致是0.18kg/kg活性生物膜；P——每m3滤料上覆盖着的活性生物膜量（kg/m3滤料）。制作：潘欣语水污染控制工程4高负荷生物滤池的需氧与供氧（1）生物膜量生物滤池18（3）、生物滤池的供氧池内、外温差与空气流速的关系，可按下面的经验公式确定其中，v——空气流速m/min；ΔT——滤池内、外温差；这里0.075及0.15均为经验数值制作：潘欣语水污染控制工程（3）、生物滤池的供氧池内、外温差与空气流速的关系，可按下面195高负荷生物滤池的工艺计算与设计滤池池体的工艺计算与设计：滤池池体的负荷率计算法，按日平均污水量进行。高负荷生物滤池池体的工艺计算以处理水水质达到一定要求为前提，常用的负荷率有BOD～容积负荷率、BOD-面积负荷率及水力负荷率。经处理水稀释后，进人滤池污水的BOD5值为:其中，Sa——向滤池喷洒污水的BOD值，mg/LSe——滤池处理水的BOD值，mg/Lα——系数。制作：潘欣语水污染控制工程5高负荷生物滤池的工艺计算与设计滤池池体的工艺计算与设计20制作：潘欣语进人的污水，要求其BOD5值必须低于200mg/L，否则应采取处理水回流措施。回流比可通过计算确定。在进行工艺计算前，首先应当确定进入滤池的污水经回流水稀释后的稀释倍数。按BOD-容积负荷率计算按BOD-面积负荷率计算按水力负荷率计算回流稀释倍数n：其中S0——原水的BOD5值，mg/L。其中，NV——BOD～容积负荷率，gBOD5/(m2滤料·d)；Q——原污水日平均流量，m3/d。D——滤料层高度，m。其中，Nq——滤池表面水力负荷，m3污水/(m2滤池面积·d)水污染控制工程制作：潘欣语进人的污水，要求其BOD5值必须低于200mg/21旋转布水器的计算与设计确定旋转布水器的直径(D)的确定：布水横管的数目及其管径(D")的确定：布水横管参数的确定：旋转布水器每分钟的旋转周数：布水器工作水头的计算：制作：潘欣语水污染控制工程旋转布水器的计算与设计确定旋转布水器的直径(D)的确定：布水22水污染控制工程（三）塔式生物滤池

1塔式生物滤池特征在构造方面塔式生物滤池构造示意图1-塔身；2-滤料；3-格栅；4-检修口；5-布水器；6-通风孔；7-集水槽制作：潘欣语水污染控（三）塔式生物滤池1塔式生物滤池特征在23

2塔式生物滤池的计算与设计塔滤的滤料容积:

：滤塔的表面面积：塔滤的水力负荷：q——水力负荷，m3/(m2·d)。A——滤塔的表面面积，m2；H——滤塔的工作高度，mV——滤料的容积，m3；Sa——进水BOD5，也可按BODu计算，g/m3；Q——污水流量，按平均日污水量计算，m3/d；Na——BOD-容积负荷或BODu-容积允许负荷，gBOD5/制作：潘欣语水污染控制工程2塔式生物滤池的计算与设计塔滤的滤料容积:：滤塔的24三生物转盘

（一）生物转盘的工作原理生物转盘处理系统中，除核心装置生物转盘外，还包括污水预处理设备和二沉池:二沉池的作用是去除经生物转盘处理后的污水所挟带的脱落生物膜。生物转盘构造图

制作：潘欣语水污染控制工程三生物转盘（一）生物转盘的工作原理生物转盘处理系统25在转盘上附着的生物膜与污水以及空气之间进行着多种物质的传递，除有机物(BOD,CODe)与O2外，还进行着其他物质，如CO2,NH3等的传递生物转盘净化反应过程与物质传递示意图

制作：潘欣语水污染控制工程在转盘上附着的生物膜与污水以及空气之间进行着多种物质的传递，26

（二）生物转盘的构造生物转盘设备是由盘片、转轴和驱动装置以及接触反应槽4部分所组成的。盘片接触反应槽转轴驱动装置1盘片的形状2盘片直径3盘片间距4盘片材料对多级生物转盘，接触反应槽分为若干格，格与格之间设导流槽。转轴的直径一般介于50～80mm。长度一般在0.7～7.0m之间，不能太长。对大型转盘，一般一台转盘设一套驱动装置，对于中小型转盘，可由一套驱动装置带动3～4级转盘转动。制作：潘欣语水污染控制工程（二）生物转盘的构造生物转盘设备是由盘片、转轴和驱动装置27

（二）生物转盘的工艺流程制作：潘欣语水污染控制工程（二）生物转盘的工艺流程制作：潘欣语水污染控28单轴四级生物转盘平面与剖面示意图多轴多级(三级)生物转盘平面与剖面示意图制作：潘欣语水污染控制工程单轴四级生物转盘平面多轴多级(三级)生物转盘平面制作：潘欣语29水污染控制工程生物转盘二级处理流程

这一流程处理高浓度有机污水作用明显，能够将BOD值由数千mg/L降至20mg/L。逐级减少的生物转盘工艺流程污水经处理，BOD值逐级降低，因此，也可以像图6-21，采用逐级减少的生物转盘工艺流程。制作：潘欣语水污染控生物转盘二级处理流程这一流程处理高浓度有机污水作用30

（三）生物转盘的特征①微生物浓度较高④耐冲击负荷②

生物相分级③

污泥龄长⑤产生的污泥量较少⑥

动力消耗低⑦

维护管理简单⑧二次污染小⑨生物转盘的流态，应按完全混合—推流来考虑制作：潘欣语水污染控制工程（三）生物转盘的特征①微生物浓度较高④耐冲击负荷②生物31

（四）生物转盘设计1各项参数的物理意义及其计算公式容积面积比(G值)BOD面积负荷率NA水力负荷率Nq平均接触时间taG、NA、Nq及ta各参数间的相互关系（以下三式）：制作：潘欣语水污染控制工程（四）生物转盘设计1各项参数的物理意义及其计算公式32处理水水质BOD-面积负荷率BDD5≤60mg/L20～40g/（m2·d）BDD5≤30mg/L10～20g/（m2·d）2BOD-面积负荷率值的确定下表列举了国内处理生活污水，根据处理效果所采用的BOD-面积负荷率值。在国外，还有一种做法，根据污水去除率的不同，按每一位居民应当承担的盘面面积来确定转盘面积，其值列举于下表。BOD5去除率(%)转盘级数每位居民承担的盘面80三级1m290四级2m295四级3m2制作：潘欣语水污染控制工程处理水水质BOD-面积负荷率BDD5≤60mg/L20～4033处理水BOD值与BOD-面积负荷率之间的关系(根据原联邦德国斯梯尔公司资料)制作：潘欣语水污染控制工程处理水BOD值与BOD-面积负荷率之间的关系制作：潘欣语水污343水力负荷率值的确定

在不同的原污水BOD5浓度值的条件下，水力负荷率与去除率之间的关系，计算转盘时此图可供参考。水温修正系数图制作：潘欣语水污染控制工程3水力负荷率值的确定在不同的原污水BOD5浓度值35在原污水中不同的溶解性BOD5值的条件下，水力负荷率与处理水溶解性BOD5值及全BOD5值的关系。在一般情况下，溶解性BOD5值大约为为全BOD5值的50%左右。这是用美国大量实际运行数据所整理出的计算图表。制作：潘欣语水污染控制工程在原污水中不同的溶解性BOD5值的条件下，水力负荷率与处理水364计算公式

（1）转盘总面积：按BOD5-面积负荷率进行计算按水力负荷率计算（2）转盘总片数采用的转盘为圆形时转盘为多边形或波纹板时其中，A——转盘的总

面积，m2；Q——平均日的污水量，m3/d；S0——原污水的BOD值，g/m3；NA——BOD-面积负荷，gBOD5/（m2•d)。Nq——水力负荷率值，m3/（m2•d)W——转盘的总片数；D——圆形转盘的直径。

a——每片多边形转盘或波纹板转盘的面积。制作：潘欣语水污染控制工程4计算公式（1）转盘总面积：按BOD5-面积负荷37（3）每台转盘的转轴长度其中，L——每台(级)转盘的转轴长度，m；m——每台(级)转盘的盘片数；d——盘片间距，m；b——盘片厚度，此值与所采用的盘材有关，根据具体情况，一般取值为0.001～0.013m；K——污水流动的循环沟道的系数，取值1.2。（4）接触反应槽容积此值与槽的形式有关，当采用半圆形接触反应槽时

总有效容积V为：净有效容积V为：其中，δ——盘片边缘与接触反应槽内壁之间的净距；当r/D=0.1时，系数取0.294当r/D=0.06时，系数取0.335R——转轴中心距水面的高度，一般可取150～300mm。（5）转盘的旋转速度（6）电机功率其中，R——转盘的半径，cm；M——根转轴上的盘片数；α——同一电动机带动的转轴数；β——生物膜厚度系数制作：潘欣语水污染控制工程（3）每台转盘的转轴长度其中，L——每台(级)转盘的转轴长度38四生物接触氧化池

（一）生物接触氧化法的原理

生物接触氧化处理技术，是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。这种技术又称为“淹没式生物滤池”。在曝气池内充填供微生物栖息的填料，然后采取与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供其所需要的氧，并起到搅拌与混合作用，这种技术又称为“接触曝气法”。另一种技术是制作：潘欣语水污染控制工程四生物接触氧化池（一）生物接触氧化法的原理39水污染控制工程

（二）生物接触氧化法的构造接触氧化池的基本构造图制作：潘欣语水污染控（二）生物接触氧化法的构造接触氧化池的基本构造图40水污染控制工程

（三）接触氧化池的形成接触氧化池按水流循环方式按曝气装置的位置分流式

直流式

填料内循环外循环式国外多采用分流式如右图制作：潘欣语水污染控（三）接触氧化池的形成接触氧化池按水流循环方式41中心曝气型单侧曝气型

分流式接触曝气池根据曝气装置的位置中心曝气表面机械曝气装置型接触氧化池鼓风曝气单侧曝气式接触氧化池

制作：潘欣语水污染控制工程中心曝气型单侧曝气型分流式接触曝气池根据曝气装置的位置中42国内多采用直流式的接触氧化池鼓风曝气直流图外循环直流式接触氧化池制作：潘欣语水污染控制工程国内多采用直流式的接触氧化池鼓风曝气直流图外循环直流式接触43以多段(二段)串联生物接触氧化为主体的生活污水处理设备系统

制作：潘欣语水污染控制工程以多段(二段)串联生物接触氧化为主体的生活污水处理设备系统44

（四）生物接触氧化池的工艺流程1一段(级)处理流程2二段(级)处理流程制作：潘欣语水污染控制工程（四）生物接触氧化池的工艺流程1一段(级)处理流程245（三）多段(级)处理流程制作：潘欣语水污染控制工程（三）多段(级)处理流程制作：潘欣语水污染控46

（五）生物接触氧化池的特征工艺方面运行方面功能方面生物接触氧化处理技术，在工艺、功能以及运行等方面具有以上主要特征不会产生污泥膨胀现象能够维持较高浓度的活性生物量填料表面形成一个呈立体结构的密集的生物网对冲击负荷适应能力适应力强操作简单、运行方便、易于维护管理不需要污泥回流，不产生污泥膨胀现象。也不产生滤池蝇污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于污泥沉淀生物接触氧化处理技术具有多种净化功能，如适当的运行方法，还能够用以脱氮，可以作为三级处理技术制作：潘欣语水污染控制工程（五）生物接触氧化池的特征工艺方面运行方面功能方面生物接47

（六）生物接触氧化池的设计按BOD-容积负荷率计算填料体积

污水类型BOD负荷kgBOD/（m3·d)城市污水（二级处理）3.0～4.0印染度水1.0～2.0农药废水2.0～2.5酵母废水6.0～8.0涤纶废水1.5～2.0国内接触氧化池填料体积计算BOD-容积负荷率值的建议值制作：潘欣语水污染控制工程（六）生物接触氧化池的设计按BOD-容积负荷率计算填料体48污水类型处理水BOD（mg/L）BOD-容积负荷率kgBOD/（m3·d)城市污水305.0城市污水102.0印染废水201.0印染废水502.5粘胶废水101.5粘胶废水203.0BOD-容积负荷率与处理水水质关系数据城市污水二级处理，采用的BOD-容积负荷率一般为1.2～20kgBOD/（m3·d),当要求处理水BOD值达到3Omg/L以下时，负荷率为0.8kgBOD/（m3·d)。城市污水三级处理，采用的BOD-容积负荷率一般为0.12～0.18kgBOD/（m3•d),当要求处理水BOD值达到10mg/L以下时，负荷率为0.2kgBOD/（m3•d)。制作：潘欣语水污染控制工程污水类型处理水BODBOD-容积负荷率城市污水305.0城49水污染控制工程（1）生物接触氧化池填料的容积（2）接触氧化池的总面积（3）接触氧化池的座(格)数（4）污水与填料的接触时间（5）接触氧化池的总高度制作：潘欣语水污染控（1）生物接触氧化池填料的容积（2）接触氧化池的总面50五生物流化床

（一）生物流化床的原理流化床的载体是以砂、活性炭、焦炭一类的较小的惰性颗粒，载体表面覆盖着生物膜，污水以一定流速从下向上流动，使载体处于流化状态。生物流化床用于污水处理具有BOD-容积负荷率高、处理效果好、效率高、占地少及投资省等优点，如果运行适当，还可具有脱氮的效果。制作：潘欣语水污染控制工程五生物流化床（一）生物流化床的原理流化床的载体是51

（二）生物流化床的构造布水装置脱膜装置

核心部件.平面多呈圆形，多由钢板焊制，也可以由钢筋混凝土浇灌砌制。床体载体四部分制作：潘欣语水污染控制工程（二）生物流化床的构造布水装置脱膜装置核心部件.平面多52

（三）生物流化床的类型流化床分类去除对象流化方式（流化床类别）充氧方式好氧流化床有机污染物（BOD、COD）氮液流动力流化床表面机械曝气鼓风曝气加压溶解气流动力流化床机械搅动流化床鼓风曝气厌氧流化床硝酸氮亚硝酸氮液流动力流化床机械搅动流化床生物流化床分类

制作：潘欣语水污染控制工程（三）生物流化床的类型流化床分类去除对象流化方式（流化床53水污染控制工程其中，S0——原污水的BOD5值，mg/L；Se——处理水的BOD5值，mg/L；D——去除每kgBOD5的需氧量，kg，对城市污水，此值一般为1.2～1.4；O0——原污水的溶解氧含量，mg/L；Oe——处理水的溶解氧含量,mg/L。回流水循环率一般按生物流化床的需氧量确定R值确定后还应通过试验来校核载体是否流化。一般R值应以使载体流化为准。以空气为氧源，由于水中溶解氧含量较低，往往需要采用较大的循环率，动力消耗较大，（1）液流动力流化床液流动力流化床（二相流化床）制作：潘欣语水污染控其中，S0——原污水的BOD5值，mg/L；回流水循54（2）气流动力流化床气流动力流化床（三相生物流化床）（3）机械搅拌流化床机械搅拌流化床（悬浮粒子生物膜处理工艺）制作：潘欣语水污染控制工程（2）气流动力流化床气流动力流化床（3）机械搅拌流化床机械搅55水污染控制工程六生物膜处理新工艺

（一）移动床生物膜反应器

移动床生物膜反应器近年来颇受研究者重视。在稳定运行的情况下，当反应器承受较高的有机物负荷时，有机物去除率仍然较高。试研究结果还表明，当采用连续流操作方式时，该反应器据有硝化功能；而当采用间歇流操作方式时，又可据有反硝化功能。制作：潘欣语水污染控六生物膜处理新工艺（一）移动床生物膜反应器56

（二）微孔膜生物膜反应器微孔膜生物反应器的净化原理制作：潘欣语水污染控制工程（二）微孔膜生物膜反应器微孔膜生物反应器的净化原理制作57ThankYou!ThankYou!58污水的生物膜法处理第六章制作：潘欣语污水的生物膜法处理第六章制作：潘欣语59基本内容生物膜法的基本原理1

生物膜法的特征2生物滤池

3生物转盘

4生物接触氧化池5生物流化床

6生物膜处理新工艺

7水污染控制工程制作：潘欣语基本内容生物膜法的基本原理1生物膜法的特征2生物滤池3生60一生物膜法的基本原理

污水的生物膜处理法它是与活性污泥法并列的,也是一种污水好氧生物处理技术.使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥，这种膜状生物污泥就是生物膜本质制作：潘欣语水污染控制工程一生物膜法的基本原理污水的生物膜处理法它是与活性污泥61生物膜处理法

生物滤池

生物转盘

生物流化床

生物接触氧化设备

普通生物滤池

高负荷生物滤池

塔式生物滤池

制作：潘欣语水污染控制工程生物膜处理法生物滤池生物转盘生物流化床生物接触氧化设62在生物膜内、外，生物膜与水层之间进行着多种物质的传递过程生物滤池滤料上生物膜的构造(剖面图)污水与滤料或某种载体流动接触，在经过一段时间后，载体的表面将会为一种膜状污泥所覆盖，这种膜状污泥就是生物膜。代谢产物传递物质传递空气中的氧溶解在流动水层中，供微生物用于呼吸的氧从那里通过附着水层传递给生物膜，污水中的有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进人生物膜，并通过细菌的代谢活动而被降解微生物的代谢产物如H2O等则通过附着水层进人流动水层，并随流动水层排走，而CO2及厌氧层分解产物如H2S、NH3、CH4等气态代谢产物则从水层逸出进人空气中制作：潘欣语水污染控制工程在生物膜内、外，生物膜与水层之生物滤池滤料上生物膜的构造(剖63固定喷嘴式布水装置所使用的喷嘴混凝土板式渗水装置制作：潘欣语水污染控制工程固定喷嘴式布水装置所使用的喷嘴混凝土板式渗水装置制作：64生物膜也是微生物高度密集的物质，大量的各种类型的微生物和微型动物在膜的表面和一定深度的内部生长繁殖着，并形成有机污染物-细菌-原生动物(后生动物)的食物链生物膜是高度亲水的物质，污水在其表面不断更新，在其外侧总是存在着一层附着水层形成与成熟后

生物膜的厚度由于微生物不断增殖而不断增加，在增厚到一定程度后，在氧不能透入的里侧深部就会转变为厌氧状态，形成厌氧性膜。这样，生物膜便由两层组成，即好氧层和厌氧层。好氧层的厚度一般为2mm左右，有机物的降解主要是在好氧层内进行。制作：潘欣语水污染控制工程生物膜也是微生物高度密集的物质，大量的各种类型的微生物和微型65当厌氧层还不厚时

厌氧层与好氧层平衡与稳定的关系能够保持，此时，好氧层能够维持正常的净化功能当厌氧层逐渐加厚到一定程度后

其代谢产物逐渐增多，这些产物会向外侧逸出，透过好氧层。这时候，好氧层的生态系统的稳定状态就会遭到破坏，这两种膜层之间的平衡关系被打破另一反面，由于气态代谢产物的不断逸出，生物膜在滤料(载体、填料)上的固着力被减弱，这种状态下的生物膜叫做老化生物膜。

综上所述，减缓生物膜的老化进程，不使厌氧层过分增长，加快好氧膜的更新，并且尽量使生物膜不集中脱落是提高生物膜法污水处理技术的有效途径。制作：潘欣语水污染控制工程当厌氧层还不厚时厌氧层与好氧层平衡与稳定的关系当厌氧层逐渐66

二生物滤池污水长时间的以滴状喷洒在块状滤料层的表面上，在污水流经的表面上就会形成生物膜，待生物膜成熟以后，栖息在生物膜上的微生物就会摄取流经污水中的有机物作为营养，污水从而得到净化。为了去除原污水中的悬浮物等能够堵塞滤料的污染物，进人生物滤池的污水，必须通过预处理，并使水质均化。处理城市污水的生物滤池前需设置初次沉淀池。滤料上的生物膜，不断脱落更新，因此，生物滤池后也应设二次沉淀池以截留脱落的生物膜。制作：潘欣语水污染控制工程二生物滤池污水长时间的以滴状喷洒在块状滤料层的表面上，67生物膜法特征（一）参与净化反应微生物具有多样性（二）生物的食物链比较长（三）世代时间较长的微生物能够存活（四）分段运行与优占种属（一）对水质、水量变动适应性强（二）能够处理低浓度的污水（三）具有硝化反硝化脱氮的功能工艺特征

（一）污泥沉降性好，宜于固液分离（二）易于维护运行、节能低耗运行特征

生物相特征

（一）生物滤池特征制作：潘欣语水污染控制工程生物膜法特征（一）参与净化反应微生物具有多样性（一）对水质、68水污染控制工程（二）普通生物滤池1普通生物滤池构造图

由池体、滤料、布水装置和排水系统等四部分所组成制作：潘欣语水污染控（二）普通生物滤池1普通生物滤池构造图由池692普通生物滤池设计与计算（1）滤料的选定，滤料容积的计算以及滤池各部位如池壁、排水系统的设计（2）布水装置系统的计算与设计普通生物滤池的滤料容积一般按负荷率进行计算。负荷率有两种：BOD5容积负荷率，水力负荷率。适用范围与优缺点

处理效果好，BOD5的去除率可达95%以上运行稳定、管理简单、节能低耗主要缺点占地面积过大，污水量大时不宜采用滤料容易堵塞，当预处理不充分或生物膜季节性大规模脱落时，滤料都可能堵塞；滋生滤池蝇，环境卫生恶化。滤池蝇是一种体型比家蝇小的苍蝇，它的飞行能力较弱，只在滤池周围飞行，她的产卵、幼虫、成蛹、成虫等生殖过程都在滤池内进行喷嘴喷洒污水，散发臭味制作：潘欣语水污染控制工程2普通生物滤池设计与计算（1）滤料的选定，滤料容积的计算70（二）高负荷生物滤池1高负荷生物滤池基本特征处理水回流可以产生以下各项效应进水水质得到均化与稳定生物膜经常保持较高的活性，这是因为加大水力负荷，过厚和老化的生物膜及时地被冲刷，生物膜更新加速，厌氧层发育得到抑制臭味散发得到减轻高负荷生物滤池通过限制进水BOD5值和在运行上采取处理水回流等技术措施，使滤池的负荷率大幅度地提高，其BOD5容积负荷率高于普通生物滤池6-8倍，水力负荷率则高达10倍。进人高负荷生物滤池的BOD5值必须低于200mg/L，否则用处理水回流加以稀释

抑制滤池蝇的过度滋长制作：潘欣语水污染控制工程（二）高负荷生物滤池1高负荷生物滤池基本特征处理水回流可71回流水量（QR）与原污水量(Q)之比称为回流比(R)：喷洒在滤池表面上的总水量(QT)为：总水量旧(QT)与原污水量(Q)的比值称为循环比：制作：潘欣语水污染控制工程回流水量（QR）与原污水量(Q)之比称为回流比(R)：喷洒72采取处理水回流措施，原污水的BOD值(或COD值)被稀释，进入滤池污水的BOD浓度可根据如下关系式计算：Sa——向滤池喷洒污水的BOD值，mg/L；S0——原污水的BOD值，mg/L；Se——滤池处理水的BOD值，mg/L；R——回流比。制作：潘欣语水污染控制工程采取处理水回流措施，原污水的BOD值(或COD值)被稀释，进732高负荷生物滤池的流程系统高负荷生物滤池典型流程系统（1）是应用比较广泛的高负荷生物滤池处理系统，这种系统有利于生物膜的接种。促进生物膜的更新。生物滤池出水直接向滤池回流；由二次沉淀池向初次沉淀池回流生物污沉。此外，初沉池的沉淀效果由于生物污泥的注人而有所提高。系统（2）的高负荷生物滤池系统应用也比较广泛。处理水回流滤池前，可避免加大初沉池的容积，初次沉淀池的沉淀效果由于生物污泥由二次沉淀池回流初沉池而提高。系统（3），处理水和生物污泥同时从二沉池回流初沉池，初沉池的沉淀效果得到提高，滤池的水力负荷也随之加大。但初沉池的负荷加大了，这是这种系统的不利之处。系统（4）,此系统不需二沉池，初沉池兼行二次沉淀池的功能，滤池出水(含生物污泥)直接回流至初次沉淀池，提高了初沉池的效果。系统（5），处理水直接由滤池出水回流，生物污泥则从二次沉淀池回流，然后两者同步回流初次沉淀池。

制作：潘欣语水污染控制工程2高负荷生物滤池的流程系统高负荷生物滤池典型流程系统（74水污染控制工程3高负荷生物滤池的构造特点（1）高负荷生物滤池在表面上多为圆形

（2）滤料

形状种类特性和排列比表面积（m2/m3）孔隙率〔%)波纹塑料薄板制成1×1×0.6m85①98聚苯乙烯薄片做成紧密装填1×1×0.55m18794管式塑料管状连续，长度方向与水平成直角排列22094蜂窝聚笨乙烯薄片1×1×0.55m8294（3）布水器

制作：潘欣语水污染控3高负荷生物滤池的构造特点（1）高负荷生物滤池在754高负荷生物滤池的需氧与供氧

（1）生物膜量生物滤池滤料表面生成的生物膜污泥，相当于活性污泥法曝气池中的活性污泥。相对于曝气池内混合液浓度，单位容积滤料的生物膜重量，能够用以表示生物滤池内的生物量。生物膜污泥量，是难于精确计算的关于生物膜好氧层的厚度，多数专家认为是在2mm左右，含水率按98%考虑。（2）生物滤池的需氧量（kg/m3滤料）其中，a’——每kgBOD5完全降解所需的氧(kg)，对城市污水，此值在1.46左右；BODr——在生物滤池上去除的BOD5值；b’——单位重量活性生物膜的需氧量，此值大致是0.18kg/kg活性生物膜；P——每m3滤料上覆盖着的活性生物膜量（kg/m3滤料）。制作：潘欣语水污染控制工程4高负荷生物滤池的需氧与供氧（1）生物膜量生物滤池76（3）、生物滤池的供氧池内、外温差与空气流速的关系，可按下面的经验公式确定其中，v——空气流速m/min；ΔT——滤池内、外温差；这里0.075及0.15均为经验数值制作：潘欣语水污染控制工程（3）、生物滤池的供氧池内、外温差与空气流速的关系，可按下面775高负荷生物滤池的工艺计算与设计滤池池体的工艺计算与设计：滤池池体的负荷率计算法，按日平均污水量进行。高负荷生物滤池池体的工艺计算以处理水水质达到一定要求为前提，常用的负荷率有BOD～容积负荷率、BOD-面积负荷率及水力负荷率。经处理水稀释后，进人滤池污水的BOD5值为:其中，Sa——向滤池喷洒污水的BOD值，mg/LSe——滤池处理水的BOD值，mg/Lα——系数。制作：潘欣语水污染控制工程5高负荷生物滤池的工艺计算与设计滤池池体的工艺计算与设计78制作：潘欣语进人的污水，要求其BOD5值必须低于200mg/L，否则应采取处理水回流措施。回流比可通过计算确定。在进行工艺计算前，首先应当确定进入滤池的污水经回流水稀释后的稀释倍数。按BOD-容积负荷率计算按BOD-面积负荷率计算按水力负荷率计算回流稀释倍数n：其中S0——原水的BOD5值，mg/L。其中，NV——BOD～容积负荷率，gBOD5/(m2滤料·d)；Q——原污水日平均流量，m3/d。D——滤料层高度，m。其中，Nq——滤池表面水力负荷，m3污水/(m2滤池面积·d)水污染控制工程制作：潘欣语进人的污水，要求其BOD5值必须低于200mg/79旋转布水器的计算与设计确定旋转布水器的直径(D)的确定：布水横管的数目及其管径(D")的确定：布水横管参数的确定：旋转布水器每分钟的旋转周数：布水器工作水头的计算：制作：潘欣语水污染控制工程旋转布水器的计算与设计确定旋转布水器的直径(D)的确定：布水80水污染控制工程（三）塔式生物滤池

1塔式生物滤池特征在构造方面塔式生物滤池构造示意图1-塔身；2-滤料；3-格栅；4-检修口；5-布水器；6-通风孔；7-集水槽制作：潘欣语水污染控（三）塔式生物滤池1塔式生物滤池特征在81

2塔式生物滤池的计算与设计塔滤的滤料容积:

：滤塔的表面面积：塔滤的水力负荷：q——水力负荷，m3/(m2·d)。A——滤塔的表面面积，m2；H——滤塔的工作高度，mV——滤料的容积，m3；Sa——进水BOD5，也可按BODu计算，g/m3；Q——污水流量，按平均日污水量计算，m3/d；Na——BOD-容积负荷或BODu-容积允许负荷，gBOD5/制作：潘欣语水污染控制工程2塔式生物滤池的计算与设计塔滤的滤料容积:：滤塔的82三生物转盘

（一）生物转盘的工作原理生物转盘处理系统中，除核心装置生物转盘外，还包括污水预处理设备和二沉池:二沉池的作用是去除经生物转盘处理后的污水所挟带的脱落生物膜。生物转盘构造图

制作：潘欣语水污染控制工程三生物转盘（一）生物转盘的工作原理生物转盘处理系统83在转盘上附着的生物膜与污水以及空气之间进行着多种物质的传递，除有机物(BOD,CODe)与O2外，还进行着其他物质，如CO2,NH3等的传递生物转盘净化反应过程与物质传递示意图

制作：潘欣语水污染控制工程在转盘上附着的生物膜与污水以及空气之间进行着多种物质的传递，84

（二）生物转盘的构造生物转盘设备是由盘片、转轴和驱动装置以及接触反应槽4部分所组成的。盘片接触反应槽转轴驱动装置1盘片的形状2盘片直径3盘片间距4盘片材料对多级生物转盘，接触反应槽分为若干格，格与格之间设导流槽。转轴的直径一般介于50～80mm。长度一般在0.7～7.0m之间，不能太长。对大型转盘，一般一台转盘设一套驱动装置，对于中小型转盘，可由一套驱动装置带动3～4级转盘转动。制作：潘欣语水污染控制工程（二）生物转盘的构造生物转盘设备是由盘片、转轴和驱动装置85

（二）生物转盘的工艺流程制作：潘欣语水污染控制工程（二）生物转盘的工艺流程制作：潘欣语水污染控86单轴四级生物转盘平面与剖面示意图多轴多级(三级)生物转盘平面与剖面示意图制作：潘欣语水污染控制工程单轴四级生物转盘平面多轴多级(三级)生物转盘平面制作：潘欣语87水污染控制工程生物转盘二级处理流程

这一流程处理高浓度有机污水作用明显，能够将BOD值由数千mg/L降至20mg/L。逐级减少的生物转盘工艺流程污水经处理，BOD值逐级降低，因此，也可以像图6-21，采用逐级减少的生物转盘工艺流程。制作：潘欣语水污染控生物转盘二级处理流程这一流程处理高浓度有机污水作用88

（三）生物转盘的特征①微生物浓度较高④耐冲击负荷②

生物相分级③

污泥龄长⑤产生的污泥量较少⑥

动力消耗低⑦

维护管理简单⑧二次污染小⑨生物转盘的流态，应按完全混合—推流来考虑制作：潘欣语水污染控制工程（三）生物转盘的特征①微生物浓度较高④耐冲击负荷②生物89

（四）生物转盘设计1各项参数的物理意义及其计算公式容积面积比(G值)BOD面积负荷率NA水力负荷率Nq平均接触时间taG、NA、Nq及ta各参数间的相互关系（以下三式）：制作：潘欣语水污染控制工程（四）生物转盘设计1各项参数的物理意义及其计算公式90处理水水质BOD-面积负荷率BDD5≤60mg/L20～40g/（m2·d）BDD5≤30mg/L10～20g/（m2·d）2BOD-面积负荷率值的确定下表列举了国内处理生活污水，根据处理效果所采用的BOD-面积负荷率值。在国外，还有一种做法，根据污水去除率的不同，按每一位居民应当承担的盘面面积来确定转盘面积，其值列举于下表。BOD5去除率(%)转盘级数每位居民承担的盘面80三级1m290四级2m295四级3m2制作：潘欣语水污染控制工程处理水水质BOD-面积负荷率BDD5≤60mg/L20～4091处理水BOD值与BOD-面积负荷率之间的关系(根据原联邦德国斯梯尔公司资料)制作：潘欣语水污染控制工程处理水BOD值与BOD-面积负荷率之间的关系制作：潘欣语水污923水力负荷率值的确定

在不同的原污水BOD5浓度值的条件下，水力负荷率与去除率之间的关系，计算转盘时此图可供参考。水温修正系数图制作：潘欣语水污染控制工程3水力负荷率值的确定在不同的原污水BOD5浓度值93在原污水中不同的溶解性BOD5值的条件下，水力负荷率与处理水溶解性BOD5值及全BOD5值的关系。在一般情况下，溶解性BOD5值大约为为全BOD5值的50%左右。这是用美国大量实际运行数据所整理出的计算图表。制作：潘欣语水污染控制工程在原污水中不同的溶解性BOD5值的条件下，水力负荷率与处理水944计算公式

（1）转盘总面积：按BOD5-面积负荷率进行计算按水力负荷率计算（2）转盘总片数采用的转盘为圆形时转盘为多边形或波纹板时其中，A——转盘的总

面积，m2；Q——平均日的污水量，m3/d；S0——原污水的BOD值，g/m3；NA——BOD-面积负荷，gBOD5/（m2•d)。Nq——水力负荷率值，m3/（m2•d)W——转盘的总片数；D——圆形转盘的直径。

a——每片多边形转盘或波纹板转盘的面积。制作：潘欣语水污染控制工程4计算公式（1）转盘总面积：按BOD5-面积负荷95（3）每台转盘的转轴长度其中，L——每台(级)转盘的转轴长度，m；m——每台(级)转盘的盘片数；d——盘片间距，m；b——盘片厚度，此值与所采用的盘材有关，根据具体情况，一般取值为0.001～0.013m；K——污水流动的循环沟道的系数，取值1.2。（4）接触反应槽容积此值与槽的形式有关，当采用半圆形接触反应槽时

总有效容积V为：净有效容积V为：其中，δ——盘片边缘与接触反应槽内壁之间的净距；当r/D=0.1时，系数取0.294当r/D=0.06时，系数取0.335R——转轴中心距水面的高度，一般可取150～300mm。（5）转盘的旋转速度（6）电机功率其中，R——转盘的半径，cm；M——根转轴上的盘片数；α——同一电动机带动的转轴数；β——生物膜厚度系数制作：潘欣语水污染控制工程（3）每台转盘的转轴长度其中，L——每台(级)转盘的转轴长度96四生物接触氧化池

（一）生物接触氧化法的原理

生物接触氧化处理技术，是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。这种技术又称为“淹没式生物滤池”。在曝气池内充填供微生物栖息的填料，然后采取与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供其所需要的氧，并起到搅拌与混合作用，这种技术又称为“接触曝气法”。另一种技术是制作：潘欣语水污染控制工程四生物接触氧化池（一）生物接触氧化法的原理97水污染控制工程

（二）生物接触氧化法的构造接触氧化池的基本构造图制作：潘欣语水污染控（二）生物接触氧化法的构造接触氧化池的基本构造图98水污染控制工程

（三）接触氧化池的形成接触氧化池按水流循环方式按曝气装置的位置分流式

直流式

填料内循环外循环式国外多采用分流式如右图制作：潘欣语水污染控（三）接触氧化池的形成接触氧化池按水流循环方式99中心曝气型单侧曝气型

分流式接触曝气池根据曝气装置的位置中心曝气表面机械曝气装置型接触氧化池鼓风曝气单侧曝气式接触氧化池

制作：潘欣语水污染控制工程中心曝气型单侧曝气型分流式接触曝气池根据曝气装置的位置中100国内多采用直流式的接触氧化池鼓风曝气直流图外循环直流式接触氧化池制作：潘欣语水污染控制工程国内多采用直流式的接触氧化池鼓风曝气直流图外循环直流式接触101以多段(二段)串联生物接触氧化为主体的生活污水处理设备系统

制作：潘欣语水污染控制工程以多段(二段)串联生物接触氧化为主体的生活污水处理设备系统102

（四）生物接触氧化池的工艺流程1一段(级)处理流程2二段(级)处理流程制作：潘欣语水污染控制工程（四）生物接触氧化池的工艺流程1一段(级)处理流程2103（三）多段(级)处理流程制作：潘欣语水污染控制工程（三）多段(级)处理流程制作：潘欣语水污染控104

（五）生物接触氧化池的特征工艺方面运行方面