生物膜法 的学习教案

生物膜法的学习教案第1页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训2一、概述[大纲要求]1、熟悉生物膜法的净化机理、生物膜法的基本概念

2、熟悉生物膜法的主要特点

3、熟悉生物膜法的主要影响因素第2页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训3一、概述[要点]1、生物膜法的净化机理；生物膜法的基本概念

2、生物膜法的主要特点

3、生物膜法的主要影响因素

第3页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训4一、概述

污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术。属于生物膜处理法的工艺有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法等。

第4页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训5一、概述（一）生物膜法的净化机理生物膜法的净化机理主要有：①生物膜的形成；②生物膜的构造与净化机理；③生物膜的更新脱落。

①生物膜的形成

在生物膜处理系统中，填充着数量相当多的挂膜介质，当污水与挂膜介质流动接触，接种的或原存在于污水中的微生物就会在介质表面生物。经过一段时间后，介质表面将会为一种膜状污泥——生物膜所覆盖，即称为生物膜的形成第5页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训6②生物膜的构造与净化机理

如图所示是附着在生物滤池填料上的生物膜的构造。

第6页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训7③生物膜的更新脱落

在处理过程中，生物膜总是不断地增长、更新、脱落的。造成生物膜不断脱落的原因有：水力冲刷、由于膜增厚造成重量的增大、原生动物膜松动、厌氧层和介质的黏结力较弱等。其中以水力冲刷最为重要。从处理要求看，生物膜的更新脱落是完全必要的。第7页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训8一、概述（二）生物膜法的主要特点与活性污泥法相比，生物膜法的主要特点包括以下几方面：①适应冲击负荷变化能力强；②反应器内微生物浓度高；③剩余污泥产量低；④同时存在硝化和反硝化过程；⑤操作管理简单，运行费用较低；⑥调整运行的灵活性较差；⑦有机物去除率较低。①适应冲击负荷变化能力强微生物主要固着于填料的表面，微生物量比活性污泥法要高得多，因此对污水水质水量的变化引起的冲击负荷适应能力较强。②反应器内微生物浓度高单位容积反应器内的微生物量可以高达活性污泥法的5～20倍，因此处理能力大，一般不建污泥回流系统；第8页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训9③剩余污泥产量低

生物膜中存在较高级营养水平的原生动物和后生动物，食物链较长，特别是生物膜较厚时，里侧深部厌氧菌能降解好氧过程中合成的污泥，因而剩余污泥产量低，一般少1/4左右；

④同时存在硝化和反硝化过程生物膜反应器适合世代时间长的硝化细菌生长，而且其中固着生物的微生物使硝化菌和反硝化菌各有其适合生长的环境。因而，生物膜反应器内部，也会同时存在硝化和反硝化过程。⑤操作管理简单，运行费用较低

生物滤池、转盘等生物膜法采用自然通风供氧，装置不会出现泡沫，管理简单，运行费用较低，操作稳定性较好。

第9页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训10⑥调整运行的灵活性较差

和活性污泥法相比，除了镜检法以外，对生物膜中微生物的数量、活性等指标的检测方式较少，生物膜出现问题以后，不容易被发现，即调整运行的灵活性较差。⑦有机物去除率较低

和普通活性污泥法相比，CODCr（BOD5）去除率较低。第10页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训11一、概述（三）生物膜法的主要影响因素生物膜法的主要影响因素包括：①温度；②pH；③水力负荷；④溶解氧；⑤填料类型及特征；⑥生物膜量及活性；⑦有毒物质；⑧营养物质。第11页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训12二、生物膜法的主要形式[大纲要求]

（1）掌握生物膜法的分类（2）生物滤池熟悉普通生物滤池的适用范围和优缺点、高负荷生物滤池的特征、塔式生物滤池在构造和工艺方面的特征、曝气生物滤池的主要特征（3）生物转盘熟悉生物转盘的组成与构造特点、生物转盘系统的特征（4）生物接触氧化掌握生物接触氧化处理技术主要特征

第12页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训13二、生物膜法的主要形式[要点]

（一）生物膜法的分类（二）生物滤池（三）生物转盘（四）生物接触氧化

第13页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训14二、生物膜法的主要形式（一）生物膜法的分类生物膜反应器可以划分为固定床和流动床两大类。生物滤池、生物转盘接触氧化法是生物膜法中应用最广泛的几种技术，下面几节将分别介绍它们的工作原理和构造。（二）生物滤池

1、普通生物滤池对于普通生物滤池要掌握：②普通生物滤池的适用范围与优缺点。

第14页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训15②普通生物滤池的适用范围与优缺点。

普通生物滤池一般适用于处理每日污水量不高于1000m3的小城镇污水或有机性工业废水。其主要优点是：

——处理效果良好，BOD5的去除率可达95%以上；

——运行稳定、易于管理、节省能源。主要缺点是：

——占地面积大、不适于处理量大的污水；

——填料易于堵塞；

——产生滤池蝇，恶化环境卫生；

——喷嘴喷洒污水，散发臭味。第15页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训16二、生物膜法的主要形式（二）生物滤池

2、高负荷生物滤池对于高负荷生物滤池要掌握：①高负荷生物滤池的特征；①高负荷生物滤池的特征

与普通生物滤池相比，高负荷生物滤池具有诸多良好的特征。首先，大幅度地提高了滤池的负荷，其BOD容积负荷高于普通生物滤池6～8倍，水力负荷则高达10倍。回流水量（QR）与原污水量（Q）之比

R称为回流比。

第16页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训17二、生物膜法的主要形式（二）生物滤池

3、塔式生物滤池掌握塔式生物滤池的特征，包括以下两方面：

①在构造方面的特征；②塔式生物滤池主要工艺特征。①在构造方面的特征塔式生物滤池一般高达8—24m，直径1—3.5m，在构造上由塔身、填料、布水系统以及通风及排水装置所组成。塔式生物滤池宜于采用轻质填料。②塔式生物滤池主要工艺特征：

（a）高负荷率（b）滤层内部的分层塔式生物滤池适用于生活污水和城市污水处理，也适用于处理各种有机性的工业废水，但只适宜于小规模污水的处理，一般不宜超过1000m3/d。第17页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训18二、生物膜法的主要形式（二）生物滤池

5、曝气生物滤池对于曝气生物池要掌握：②曝气生物滤池主要特征；②曝气生物滤池具有以下各项特征：

——气液在填料间隙充分接触，由于气、液、固三相接触，氧的转移率高，动力消耗低；

——本设备自身具有截留原污水中悬浮物与脱落的生物污泥的功能，因此，无需设沉淀池，占地面积少；

——以3～5mm的小颗粒作为填料，比表面积大，微生物附着力强；

——池内能够保持大量的生物量，再由于截留作用，污水处理效果良好；

——无需污泥回流，也无污泥膨胀之虑，如反冲洗全部自动化，则维护管理也非常方便。第18页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训19二、生物膜法的主要形式（三）生物转盘当前，生物转盘处理技术已被公认为是一种净化效果好、能源消耗低的生物处理技术。对于生物转盘需要掌握以下几方面内容：生物转盘的组成与构造特点；生物转盘系统的特征。生物转盘设备是由盘片、转轴和驱动装置以及接触反应槽三部分组成。对于生物转盘需要掌握：①生物转盘的组成与构造特点；③生物转盘系统的特征。

第19页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训20①生物转盘的组成与构造特点

生物转盘设备是由盘片、转轴和驱动装置以及接触反应槽三部分组成。（a）盘片

——盘片的形状。早期出现并沿用至今者为圆形平板。近年来为了加大盘片的表面面积，开始采用正多角形和表面呈同心圆状波纹或放射状波纹的盘片。

——盘片直径。盘片间距的标准值为30mm，如采用多级转盘，则前数级的间距为25～35mm，后数级为10～20mm。

——盘片材料。盘片大多由塑料制成，平板盘片多以聚氯乙烯塑料制成，而波纹板盘片则多用聚酯玻璃钢。第20页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训21①生物转盘的组成与构造特点（b）接触反应槽接触反应槽应呈与盘材外形基本吻合的半圆形，接触反应槽的各部尺寸和长度，应根据转盘直径和轴长决定，盘片边缘与槽内面应留有不小于150mm的间距。槽底应考虑设有放空管，槽的两侧面设有进出水设备，多采用锯齿形溢流堰。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。（c）转轴转轴是支承盘片并带动其旋转的重要部件。转轴两端安装在固定在接触反应槽两端的支座上。（d）驱动装置驱动装置包括动力设备、减速装置以及传动链条等。动力设备有电力机械传动、空气传动及水力传动等。第21页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训22③生物转盘系统的特征

作为污水生物处理技术，生物转盘所以能够被认为是一种效果好、效率高、便于维护、运行费用低的工艺，是因为它在工艺和维护运行方面具有如下各项的特点：（a）微生物浓度高，生物转盘高效率的。（b）生物相分级，这种现象对微生物的生长繁育，有机污染物降解非常有利。（c）污泥龄长，生物转盘具有硝化、反硝化的功能。生物转盘还可以用以除磷。（d）对BOD值达1000mg/L以上的超高浓度有机废水到10mg/L以下的超低浓度污水都可以采用生物转盘进行处理，并能够得到较好的处理效率。本法是耐冲击负荷的。第22页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训23③生物转盘系统的特征（e）在在膜上的微生物的食物链较长，因此产生的污泥量较少，约为活性污泥处理系统的1/2左右。（f）接触反应槽不需要曝气，污泥也无需回流，因此，运行费用低。（g）本法不需要经常调节生物污泥量，不存在产生污泥膨胀的麻烦，复杂的机械设备也比较少，因此便于维护管理。（h）设计合理、运行正常的生物转盘，不产生滤池蝇、不出现泡沫也不产生噪声，不存在发生二次应槽内的污水能够得到良好的混合。（i）生物转盘的流态，从一个生物转盘单元来看是完全混合型的，在转盘不断转动的条件下，接触反应槽内的污水能够得到良好的混合。

第23页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训24二、生物膜法的主要形式（四）生物接触氧化又称为“淹没式生物滤池”。生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术。也可以说是具有活性污泥法特点的生物膜法。对于生物接触氧化需要掌握：①生物接触氧化处理技术主要特征。①生物接触氧化处理技术主要特征

生物接触氧化处理技术，在工艺、功能以及运行等方面具有下列主要特征：（a）工艺特征

——本工艺使用多种形式的填料。

——填料表面全为生物膜所布满，形成了生物膜的主体结构，由于丝病菌的大量滋生，有可能形成一个呈立体结构的密集的生物网，能够有效地提高净化效果。

——由于进行曝气，生物膜表面不断地接受曝气吹脱，因此，生物接触氧化处理技术能够接受较高的有机负荷率，处理效率较高，有利于缩小池容，减少占地面积。第24页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训25①生物接触氧化处理技术主要特征

（b）运行特征

——对冲击负荷有较强的适应能力。

——操作简单、运行方便、易于维护管理，无需污泥回流，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，易于沉淀。（c）功能特征

——生物接触氧化处理技术具有多种净化功能，除有效地去除有机污染物外，如运行得当还能够用以脱氮，因此，可以作为浓度处理技术。

——生物接触氧化处理技术的主要缺点是：如设计或运行不当，填料可能堵塞；此外，布水、曝气不易均匀，可能在局部部位出现死角。

第25页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训26三、生物膜的培养和驯化[大纲要求]1、掌握挂膜的方法

2、掌握培养和驯化生物膜过程中需要注意的事项[要点]1、挂膜的方法

2、培养和驯化生物膜过程中需要注意的事项第26页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训27三、生物膜的培养和驯化

使具有代谢活性的微生物污泥在生物处理系统中的填料上固着生长的过程称为挂膜。挂膜也就是生物膜处理系统膜状污泥的培养和驯化过程。生物膜的培养和驯化注意以下两点：①挂膜的方法；②培养和驯化生物膜过程中需要注意的事项。

第27页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训28①挂膜的方法

挂膜过程使用的方法一般有直接挂膜法和间接挂膜法两种。

（a）直接挂膜法该方法是在合适的水温、溶解氧等环境条件及合适的pH、BOD5

、C/N等水质条件下，让处理系统边疆进水正常运行。（b）间接挂膜法为了保证挂膜的顺利进行，可以通过预先培养和驯化相应的活性污泥，然后再投加到生物膜处理系统中，进行挂膜，也就是分步挂膜。第28页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训29②培养和驯化生物膜过程中需要注意以下事项（a）开始挂膜时，进水流量应小于设计值，可按设计流量的

20%—40%启动运转。在外观可见已有生物膜生成时，流量可提高至60%—80%，待出水效果达到设计要求时，即可提高流量至设计标准。（b）在生物转盘法中，用于硝化的转盘，挂膜时间要增加2—3周，并注意进水BOD应低于30mg/L，因自养性硝化细菌世代时间长，繁殖生长慢，若进水有机物过高，可使膜中异养细菌占优势，从而抑制了自养菌的生长。（c）当出水中出现亚硝酸盐时，表明生物膜上硝化作用进程已开始；当出水中亚硝酸下降，并出现大量硝酸盐时，表明硝化菌在生物膜上已占优势，挂膜工作宣告结束。

第29页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训30②培养和驯化生物膜过程中需要注意以下事项（e）同时采用小负荷进水的方式，减少对生物膜的冲刷作用，增加填料或填料的挂膜速度。（f）在冬季13℃时挂膜，整个周期比温暖季节延长2—3倍。（h）要注意控制生物膜的厚度，保持在2mm左右，不使厌氧层过分增长，通过调整水力负荷（改变回流水量）等形式使生物膜的脱落均衡进行。同时随时进行镜检，观察生物膜生物相的变化情况，注意特征微生物的种类和数量变化情况。第30页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训31四、生物膜法的运行管理[大纲要求]

（1）生物膜系统运行中应特别注意的问题掌握防止生物膜生长过厚、维持较高的DO、减少出水悬浮物ESS

（2）生物滤池的日常运行管理掌握布水系统、填料、排水系统、运转方式、滤池蝇、气味、滤池泥穴、滤池表面结冻、布水管及喷嘴堵塞、防止滋生蜗牛、苔藓和蟑螂（3）生物转盘的日常运行管理掌握预处理、转盘分级、流量和负荷的波动、进水方向、覆盖物、二沉池、溶解氧、出水悬浮物、生物相的观察、设备维修（4）生物接触氧化的运行管理掌握填料的选择、防止生物膜过厚、结球、及时排出过多的积泥、二沉池的运行管理第31页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训32四、生物膜法的运行管理[要点]1、生物膜系统运行中应特别注意的问题

2、生物滤池的日常运行管理

3、生物转盘的日常运行管理

4、生物接触氧化的运行管理第32页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训33四、生物膜法的运行管理（一）生物系统微生物的运行管理关系

1、生物膜系统微生物的特点掌握应以下特征：①防止生物膜生长过厚；②维持较高的DO；③减少出水悬浮物ESS。

①防止生物膜生长过厚生物滤池负荷过高，使生物膜增长过多过厚。解决办法一般有以下三种：

——加大回流水量，借助水力冲脱过厚的生物膜；

——两级滤池串联、交替进水；

——低频加水，使布水器转速减慢。

第33页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训34②维持较高的DO

已建生物膜系统运行资料的回归分析表明，曝气的氧化池内溶氧（DO）水平在小于4mg/L时处理效率有较大幅度下降，也就是说，生物膜系统内的DO值控制以高于悬浮活性污泥系统为好。

③减少出水悬浮物ESS

生物膜系统在正常运行时，生物膜中微生物会不断增长繁殖，使膜逐渐增厚，并最终脱落，随出水进入二沉池。为了解决这些问题，在设计生物膜系统的二沉池时，参数选取应适当保守一些，表面负荷小一些，在必要时，还可投加低剂量的絮凝剂，以减少ESS，提高处理效果。第34页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训35四、生物膜法的运行管理（二）生物滤池的运行管理

1、影响生物滤池处理效果的因素影响生物滤池处理效果的因素主要包括：①生物膜的生长；②污水的性质；③氧；④温度；⑤pH和毒物。第35页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训36四、生物膜法的运行管理（二）生物滤池的运行管理

2、生物滤池的日常运行管理生物滤池日常管理需要注意以下事项：①布水系统；②填料；③排水系统；④运行方式；⑤滤池蝇；⑥气味；⑦滤池泥穴；⑧滤池表面结冻；⑨布水管及喷嘴堵塞；⑩防止滋生蜗牛、苔藓和蟑螂。第36页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训37①布水系统：

布水系统的喷嘴需定期检查，清除喷口的污物，防止堵塞。②填料：

滤池底部填料应硬而结实，卵石填料大小应均一，删除小的石块可增加空隙率，并防止堵塞。滤池表面的落叶等杂物应及时清除，以免堵塞和影响通风，并可使布水更均匀。③排水系统：排水系统应定期检查，以确保不被过量生物物质所堵塞，堵塞处应冲洗。新建滤池有时会有小的填料石块冲下。④运转方式：根据污水的水质水量及不同处理要求，可以采用不同的运转方式和工艺流程。（a）回流（b）二级滤池第37页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训38⑤滤池蝇滤池蝇是一种小型昆虫，幼虫在滤池的生物膜上滋生，成体蝇在滤池周围飞翔，可飞越普通。

——使滤池连续受水，不可间断；

——除去过剩的生物膜；

——隔一至二周淹没滤池24小时；

——彻底冲淋滤池暴露部分的内壁，如可延长布水横管，管污水能洒布于壁上，若池壁保持潮湿，则滤池蝇不能生存；

⑥气味滤池是好氧的，一般不会有严重臭味，若有臭皮蛋味表明有厌氧条件。⑦滤池泥穴滤池泥穴产生原因。第38页/共44页安徽申正工程咨询有限公司污废水处理设施运行管理培训39⑧滤池表