5 生物膜法
生物膜法的原理
生物膜法的原理
生物膜法是一种利用微生物膜对水进行处理的生物技术方法。
它利用微生物的代谢活动和生长来去除水中的有机物、氮、磷等污
染物，是一种环保、高效的水处理技术。
生物膜法的原理主要包括
微生物的生长代谢、生物膜的形成和微生物与底物之间的相互作用。
首先，微生物的生长代谢是生物膜法能够有效去除水中污染物
的基础。
微生物在水中生长繁殖，通过代谢活动将有机物、氮、磷
等污染物转化为无害的物质，从而起到净化水质的作用。
微生物的
代谢活动需要适宜的温度、pH、氧气等条件，因此在生物膜法中需
要对水体进行适当的调控，以提供良好的生长环境。
其次，生物膜的形成是生物膜法能够高效去除污染物的关键。
微生物在水中通过自身的黏附能力和分泌物质的作用，形成生物膜。
这种生物膜能够有效地吸附和富集水中的有机物和微粒，为微生物
的代谢活动提供了良好的环境。
同时，生物膜还能够阻隔水中的有
害物质，起到过滤和隔离的作用，确保水质得到有效净化。
最后，微生物与底物之间的相互作用是生物膜法能够去除污染
物的重要环节。
微生物通过酶的作用将水中的有机物、氮、磷等底
物降解分解，释放出能量和新的生物体。
这种相互作用不仅能够去除水中的污染物，还能够促进微生物的生长繁殖，增加生物膜的活性和稳定性。
综上所述，生物膜法利用微生物的生长代谢、生物膜的形成和微生物与底物之间的相互作用，去除水中的有机物、氮、磷等污染物，是一种环保、高效的水处理技术。
通过合理调控水体环境、优化生物膜结构和提高微生物活性，可以进一步提高生物膜法的净化效果，为水质治理和环境保护提供更多有效手段。
生物膜法_精品文档
• 一、生物膜法的概述
•
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。这种处理法的实质是使细菌和真菌
类的微生物、原生动物和后生动物一类的微型动物附着在
填料或某些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污
泥———生物膜。污水中的有机污染物作为营养物质，被
生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也
• —盘片的形状。一般为圆形平板，现在开始采用正多角形 和表面呈同心圆状波纹或放射状波纹的盘片；
• —盘片的直径。一般介于2.0-3.6m之间；
• —盘片的间距。盘片的间距标准值为30mm，多级转盘，前数级的间距为2535mm，后数级为10-20mm；
• —盘片材料。平板盘片多以聚氯乙烯塑料制成，而波纹板盘片则多采用聚酯 玻璃钢制成。
线速度以15-18m/min为宜。
1.
图8-32 生物转盘构造
2.工艺和维护运行方面的特点：
• a.微生物浓度高。 • b.生物相分级。 • c.污泥龄长。 • d.耐冲击负荷。 • e.产生的污泥量较少，约为活性污泥处理系统的1/2左右，在水温为5-
20℃的范围内，BOD去除率为90%的条件下，去除1kgBOD的产泥量约 为0.25kg。 • f.动力消耗低，毎去除1kgBOD的耗电量约为0.7kwh。 • g.便于维护管理。 • h.发生二次污染的现象。 • i.生物转盘的流态，应按完全混合---推流来考虑。
• 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，不会出现污泥膨胀现 象。
• ③剩余污泥产量低
• 生物膜中食物链较长，剩余污泥产量低， 一般比活性污泥处理系统少1/4左右。
生物膜法PPT课件
2）布水装置
首要任务是向滤池表面均匀地撒布污水，适应水量的变化、不 易堵塞等
2.高负荷生物滤池
高负荷生物滤池是在解决、改善普通生物滤池在净化功能 和运行中存在的实际弊端的基础上而开创的。
与普通生物滤池相比，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。
第五章 生物膜法
第五章 生物膜法
一、概述 二、生物膜法的主要形式 生物滤池 生物转盘 生物接触氧化 三、生物膜的培养和驯化 四、生物膜法的运行管理
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。其实质是使细菌和真菌类的微生物、原生动物和后 生动物一类的微型动物附着在填料或某些载体上生长繁育，并在 其上形成膜状生物污泥——生物膜。
防止生物膜生长过厚：内部厌氧层增厚，污泥发 黑，微生物活性降低。 维持较高的DO； 减少出水悬浮物ESS
（二）生物滤池的运行管理 1.影响生物滤池处理效果的因素 生物膜的生长；污水的性质；氧；温度；pH和毒物。
2.生物滤池的日常运行管理 生物滤池的日常管理需要注意以下事项：
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。
（三）生物转盘的运行管理 1.生物转盘的日常运行管理 生物转盘的日常管理需要注意以下事项： 预处理；转盘分级；流量和负荷波动；进水方向；覆盖物；二 沉池；融解氧；出水悬浮物；生物相的观察；设备维修 2.生物转盘的异常对策 常见的异常现象： 生物膜严重脱落：水中含有有毒物质或pH突变 产生白色生物膜：高浓度硫化物 处理效率降低； 固体的积累；
第五章生物膜法
生物滤池
1、池体 在20世纪30、40年代以前，生物滤池的池体 多为方形或矩形；在出现了旋转布水器之后， 则大多数的生物滤池均采用圆形池体，主要是 便于运行；高负荷生物滤池通常是圆形； 池壁可有孔洞或不带孔洞的两种：有孔洞的池 壁有利于滤料的内部通风，但在冬季易受低气 温的影响； 一般要求池壁高于滤料0.5m；在寒冷地区， 有时需要考虑防冻、采暖、或防蝇等措施。
生物膜构造
附着水层 有机物氧化 生物膜吸附 有机物氧化分解 同化合成
生物膜更新
(1) 厌氧膜的出现： ① 生物膜厚度不断增加，氧气不能透入的内部深处将 转变为厌氧状态； ② 成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成； ③ 好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm。 (2) 厌氧膜的加厚： ① 厌氧的代谢产物增多，导致厌氧膜与好氧膜之间的 平衡被破坏； ② 气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附 着能力； ③ 成为老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。
生物滤池
生物滤池的基本原理 生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污 水灌溉的实践基础上发展起来的人工生物 处理法；首先于1893年在英国试验成功， 从1900年开始应用于废水处理中；污水长 时间以滴状形式，喷洒在块状填料层的表 面形成生物膜----栖息生物膜的微生物以污 水中有机物作为营养----污水净化 主要有以下几种形式：普通生物滤池、高 负荷生物滤池、塔式生物滤池、活性生物 滤池等。
生物膜处理工艺的特点
生物膜和活性污泥中出现的微生物在类型、种属和数量的比较
微生物种类 活性污泥 生物膜法 细菌 ++++ ++++ 轮虫 + +++ 真菌 ++ +++ 线虫 + ++ 藻类 ++ 寡毛虫 ++ 鞭毛虫 ++ +++ 其它后生动物 + 肉足虫 ++ +++ 昆虫类 ++ 纤毛虫 ++++ ++++
介绍生物膜法基本原理
介绍生物膜法基本原理
生物膜法是一种利用微生物膜去除废水中有机物的方法。
其基本原理是利用自然界中存在的微生物群落，通过将废水与微生物接触，使微生物附着在固体或半固体载体上形成生物膜。
这些微生物通过代谢作用，将有机物分解为无机物或较简单的有机物，从而实现废水的净化。
生物膜法的基本过程包括生物附着、有机物降解和生物膜的定期清洗。
在废水处理过程中，废水被引入生物膜反应器中，通过通气、搅拌等措施促进微生物与废水的接触。
微生物依靠附着在载体上的生物膜，通过吸附、吸附解吸、生物化学反应等方式将废水中的有机物转化为无机物或较简单的有机物。
生物膜法的优点包括处理效果稳定，对有机物的适应性广泛，能够处理高浓度的有机废水，并且具有较低的能耗和操作成本。
此外，生物膜法还能够处理一些难降解的有机物，如苯、酚等。
然而，生物膜法也存在一些局限性，如对废水中的重金属、高盐浓度等有一定的适应性限制。
此外，生物膜的建立和维护也需要一定的技术和经验，并且生物膜的清洗与维护工作较为繁琐。
总的来说，生物膜法是一种有效的废水处理方法，具有广泛的应用前景。
随着对废水处理技术的不断研究和改进，生物膜法在环境保护和资源回收方面的作用将会越来越重要。
5.生物膜法
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培训讲义
生物膜中的物质迁移： 由于生物膜的吸附作用，在其表面有一层很薄的水层，称 之为附着水层。附着水层内的有机物大多已被氧化，其浓度比 滤池进水的有机物浓度低得多。由于浓度差的作用，有机物会 从污水中转移到附着水层中去，进而被生物膜所吸附。空气中 的氧也会进入生物膜。在此条件下，微生物对有机物进行氧化 分解和同化合成，产生的二氧化碳和其它代谢产物一部分溶入 附着水层，一部分到空气中去，污水从而得到净化。 由于生物膜厚度增大，致使其深层因氧不足而发生厌氧分 解，积蓄了硫化氢、氨气、有机酸等代谢产物。但供氧充足时， 仍然维持着生物膜的活性
50-60mg/l，会影响污泥絮体的形成 。 生物膜：20-30mg/L时，能降解到5-10mg/l （4）易于维护运行，节能，动力费用低
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（三）生物膜法的主要影响因素
• • • • • • • • • 生物膜法的主要影响因素有: 温度 PH 水力负荷 溶解氧 填料类型及特征 生物膜量及活性 有毒物质 营养物质
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（4）分段运行与优势菌种 分多段运行，每段繁衍于本段水质相适应的微生物 2、处理工艺方面的特征 （1）对水质、水量变动有较强的适应性
一段时间中断进水，对生物膜也不会有致命影响，通水 后易恢复 （2）污泥沉淀性良好 污泥比重较大 （3）能够处理低浓度废水 活性污泥：不适合处理低浓度的污水，若BOD长期低于
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二、生物膜法的主要形式
• （一）生物膜法的分类 • 生物膜法的工艺类型很多，根据生物膜反应器附着生长载 体的状态，生物反应器可以划分为固定床和流动床两大类。 在固定床中生长载体固定不动，在反应器内的相对位置不 变；而流动床中附着生长载体不固定，在反应器内处于连 续流动状态。流动床主要是流化床或流动床和生物转盘等， 流化床介质以流态化规律进行流动，流动床的介质的流动 是不规则，转盘与前两者不同的是其流动轨迹是固定的， 周而复始的固定的圆周。
生物膜法的原理
生物膜法的原理
生物膜法是一种利用微生物膜去除水中有机物和微生物的方法。
其原理是通过微生物在水中形成生物膜，利用微生物的新陈代谢和降解能力，将有机物降解为无害的物质，从而达到净化水质的目的。
生物膜法的原理主要包括以下几个方面：
1. 微生物附着和生长，水中存在着大量的微生物，它们能够在适宜的环境条件下附着在固体表面形成生物膜。
生物膜中的微生物通过吸附、离子交换等方式将有机物质固定在膜表面，从而起到了过滤和吸附的作用。
2. 微生物的代谢作用，生物膜中的微生物通过新陈代谢作用，将有机物质降解为无机物质和能量。
微生物在降解有机物的过程中，会释放出一些酶和代谢产物，这些物质能够进一步促进有机物的降解，加速生物膜的净化作用。
3. 生物膜的稳定性，生物膜具有一定的稳定性，能够在一定条件下长期存在并发挥作用。
在水处理过程中，通过控制水质、温度、氧气供应等条件，可以维持生物膜的稳定性，保证其持续发挥净化作用。
生物膜法的原理是一种高效、环保的水处理方法。
相比传统的化学方法，生物膜法具有能耗低、无二次污染、操作简便等优点。
在实际应用中，生物膜法已经被广泛应用于城市污水处理、工业废水处理、饮用水净化等领域。
总的来说，生物膜法的原理是通过微生物膜的形成和微生物的代谢作用，将水中的有机物质降解为无害物质，达到净化水质的目的。
这种方法不仅能够有效去除水中的有机污染物，而且具有成本低、效率高、环保等优点，是一种具有广阔应用前景的水处理技术。
5 生物膜法
高负荷生物滤池
）特征：通过限制进水BOD值(≤200mg/L)或采用处理水 回流，均化水质，提高或加大水力负荷(10倍)，及时冲 刷和更新过厚生物膜，保持较高生物活性，改善处理环 境状况（抑制厌氧、减少臭味散发）。 设原污水量Q、回流水量QR、则回流比R＝QR/Q，喷总水 量（1+R）Q，进水BOD浓度Sa＝(S0＋RSe）/(1+R)，具 体工艺回流比R城市生活污水一般一段1.5，二段各段 1.0；对工业废水可参照选取。
11、某印染厂废水量为1000m3/d,废水平均BOD5 为 170mg/L,COD 为600mg/L,试计算生物转 盘的尺寸。 解：转盘总面积： A=(QS)/L=(1000*170)/30=5666.7m2 转盘盘片数： m=0.64A/D2=0.64*5666.7/1.5=2417.8 取 2418 片 处理池有效长度： L=m(a+b)K=2418(25+20)1.2=130.6m 处理池有效容积： V=0.32(D+2&)(D+2&)L=0.32(1.5+2*0.25) (1.5+2*0.25)130.6=167.2m2 转盘的转速： 设为3.0r/min.
第二节 生 物 滤 池
1 概述 基于土壤自然净化原理，1893年英国试验成 功，然后用于污水处理。早期滤料为石头，砖块、陶料等。其挂 膜后易堵塞，且负荷低；随着滤料轻质化，滤料可以高架与滤料 层变厚，因而可以增加水力负荷，改善气液传质，提高负荷（形 成高负荷生物滤池）；也可以通过曝气传质、提高负荷（接触氧 化）。
当污水浓度较高时或对处理出水要求较高时，建议考虑二段法 • 二段法强化了优势生物种群，但第二段因污染物少或负荷率低， 生物膜生长差，其容积负荷未充分发挥。但二段法能很好解决 一段法生物膜积存与堵塞现象。为充分发挥二段法工艺效果与 作用，建议采用交替出水工艺。
第五章 生物膜法
QS i QR S e (Q QR )
S i RS e 1 R
S S0
' m Q n K S0 ( ) h Kh A e e
S e (1 R ) Si RS e
S RS e ' i K 1 R e
例题1
已知某城镇人口80000人，排水量定额为100L/ 人.d。设有一个工厂，污水量2000m3/d，其 BOD5为220mg/L。滤池选用高负荷生物滤池。确 定滤池的个数和尺寸使出水要求达到30mg/L。 解：1 进水浓度 2 回流比 3 有机负荷率的大小 4 校核
例题2
已知某工业废水bCOD为700mg/L，水量为7080m3/d。 选用塑料滤料，在满足出水水质要求的条件下， 其最小水力负荷为24.4m3/m2.d,最大水力负荷为 244m3/m2.d。试验得到K’=128,m=-0.45,n=-0.55。 要求出水bCOD不大于30mg/L。 解：入流浓度高， 为了防止堵塞要考虑二沉池出水回流。
有毒物质的工业废水，在滤池正常运行前， 有一个让微生物适应新环境、迅速繁殖壮大、稳 定阶段，称为“驯化-挂膜”阶段。 驯化-挂膜有两种方式，一种方式是从其它工 厂废水站或城市污水厂取来活性污泥或生物膜碎 屑(都取自二次沉淀池)，进行驯化、挂膜。另一 种方式是先用生活污水、城市污水、河水进行运 行和挂膜，然后逐渐增加工业废水进行驯化。 完成挂膜的判断:在水量和水质稳定时，出水 水质也稳定。
第五章 生物膜法(biofilm process)
图5-1 生物膜基本流程
出水 回流
生物
进水 初沉池
膜反 应器
二沉池 出水 剩余 污泥
05排水工程-第五章生物膜法02
2、工艺流程 a、一段法部分污泥回流。 工艺1：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污泥，有助于 生物膜接种。 工艺2：处理水回流滤池前，可避免加大初 次沉淀池容积，生物污泥由二次沉淀池回流 初次沉淀池，提高沉淀池的沉淀效果。 工艺3：处理水和生物污泥同步从二次沉淀 池回流初次沉淀池，提高了初次沉淀池的沉 淀效果，加大了滤池的水力负荷。弊端在于 提高了初次沉淀池的负荷。 工艺4：不设二次沉淀池，提高了初次沉淀 池的效果，并使其兼行二次沉淀池的功能。 工艺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。
3） 旋转布水器计算与设计
a、旋转布水器的直径D′=D-200mm
（ D滤池直径）
b 、布水横管的数目及其管径D〞， 布水横管可以采用钢管或铝管，横管数目一般2-4根, 管中流速v＝ 0.5～ 1.0m/s，管底离滤床表面150～ 250mm，以避免风力的影响。 c、布水横管的出水孔口数（m）、孔口直径（d）及每个孔口距池中心 的距离(ri)。 设计依据：V＞0.5m/s以及每个孔口的喷洒面积基本相等。则 m＝ 1/[1-(1-a/d)] a为最末端2个出流孔口间距的2倍，取0.08m； 出口孔径d一般10-15mm，不得小于10mm。 每个出流孔口距滤池中心的距离(ri) ri＝R（ i/m）（开平方） （中间 间距大、外侧小）R为布水半径（D′/2）， i为从池中心算起，每个孔 口的排列顺序。孔口间距一般从300mm，开始逐步减少到40mm。 d.每分钟的旋转周数n＝34.78×106/m·d2·D′ e.工作水头（包括沿程水损、局部水损，而局部水损又含孔口阻力，管 口降速水头）∴H＝h1＋h2＋h3 ，布水器所需压力为0.5～1.0m。
[工学]水污染控制工程第五章生物膜法
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1、转盘总面积A A SOQ
LA
S0－－进水BOD5，mg/L；
Q－－处理水量，m3/d，
LA－－转盘BOD5面积负荷，g/(m2·d）。
2、盘片数(m)
m
A
D2 2
0.64 A D2
4
D――转盘直径，m；
3、污水处理槽有效长度L L m(a b)K a――盘片净间距，m；进水端25～35mm，出水 端10～20mm；
有毒物质：如酸、碱、重金属、有毒有机物。
三、生物膜法污水处理特征(P196) 1、微生物方面的特征 （1）微生物种类丰富，食物链长。 （2）存活世代时间较长的微生物，有利于不同 功能的优势菌群分段运行。
2、工艺方面特征 (1)耐冲击负荷； (2)适合低浓度污水的处理； (3)剩余污泥量少； (4)管理简单，运行费用少。
生物转盘.swf
2、特点：无堵塞，净化效果好；能耗低；占地面 积较大；有气味产生，对环境有一定影响；
二、生物转盘构造
（1）转盘 由盘片组成，直径2～3m，当盘片总面积 较大时，分组安装，一组称一级。
（2）氧化槽 断面直径比转盘略大； （3）转轴和驱动装置 轴长≤7.6m,转轴中心在水面150mm以上； 通常采用有减速装置的电动机，也可采用水轮 驱动或空气驱动。
第五章 生物膜法
第一节 基本原理 第二节 生物滤池 第三节 生物转盘法 第四节 生物接触氧化法 第五节 生物膜法的进展(自学）
第一节 基本原理
一、生物膜结构及净化机理(P191) 1、生物膜的形成、结构
（1）形成过程 污水在填料表面流动，微生物在填料表面生长繁
殖，一段时间后，细胞胞外多聚物使微生物细胞形 成的纤维状缠结结构，称为生物膜。
生物膜法的具体详细介绍及常用到的生物填料
生物膜法的具体详细介绍及常用到的生物填料
生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。
常用组合填料，弹性填料，多孔悬浮球填料，流化床填料，软性填料，半软性填料等。
生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。
生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。
生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。
废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称。
因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。
废水和生物膜接触时，污染物从水中转移到膜上，从而得到处理。
其基本机理见水的生物处理法。
生物膜法的中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池（及曝气器）或厌氧生物滤池。
前三种用于需氧生物处理过程，后一种用于厌氧过程。
最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池（满盛碎块的水池）。
它们的运行都是间歇的，过滤-休闲或充水-接触-放水-休闲，构成一个工作周期。
它们是污水灌溉的发展，是以土壤自净现象为基础的。
接着就出现了连续运行的生物滤池。
新型水处理填料问世后，又有了新的发展。
生物膜常用到的的组合填料，弹性填料。
组合填料的应用性比较广，可以适用于耗氧性生物和厌氧性生物池，组合填料在当前和环保水处理行业应用广泛。
生物膜法
排水假底
池底
集水沟
池底除支撑滤料外，还要排泄滤床上的来水， 池底中心轴线上设有集水沟，两侧底面向集水沟 倾斜，池底和集水沟的坡度约1％～2％。 集水沟要有充分的高度，并在任何时候不会漫 流，确保空气能在水面上畅通无阻，使滤池中空 隙充满空气。
生物滤池法的流程
低负荷生物滤池又称普通生物滤池。 优点：处理效果好，BOD5的去除率可达90％以上， 出水 BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐含量在 10mg/L左右，出水水质稳定。 缺点：占地面积大，灰蝇很多，影响时，滤池是串联工作的，污水经初步沉淀后进入一级生物 滤池，出水经相应的中间沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物滤 池，二级生物滤池的出水经过沉淀后排出污水厂。 工作一段时间后，一级生物滤池因表面生物膜累积，即将出现 堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物 滤池。 交替式二级生物滤池法比并联流程负荷率可提高两三倍。
影响生物滤池性能的主要因素
生物滤池中有机物的降解过程 同时发生着多过程
有机物在 污水和生 物膜中的 传质过程
有机物的 好氧和厌 氧代谢过 程
氧在污水 和生物膜 中的传质 过程
生物膜的 生长和脱 落等过程
这些过程的发生和发展决定了生物滤池净化 污水的性能。影响这些过程的主要因素有：
滤池高度 负 荷 率
另一种方式是用生活污水、城市污水、河水或回流出水代替部分工业废水 进行运行，运行过程中把二次沉淀池中的污泥不断回流到滤池的进水中。
第三节
生物转盘法
生物转盘的流程
生物转盘的工作特点
1954年在联邦德国的Heilbronn建成世界上第一座生物 转盘污水处理厂。 （1）不需曝气和回流，运行时动力消耗和费用低； （2）运行管理简单，技术要求不高； （3）工作稳定，适应能力强； （4）适应不同浓度、不同水质的污水； （5）剩余污泥量少，易于沉淀脱水； （6）没有滤池蝇、恶臭、堵塞、泡沫、噪音等问题； （7）可多层立体布臵； （8）一般需加开孔防护罩保护、保温。
水污染控制工程课件 第5章 生物膜法
生物膜法
§5.1 概述
生物膜法：是与活性污泥法并列的一种污水的好氧生物处
理技术，这种处理方法的实质是使细菌和菌类一类微生物如原 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 长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。污水与生物 膜接触，污水中的有机污染物，作为营养物质被生物膜上的微 生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁殖。一般， 这个过程所需的氧气直接来自大气。 生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上 发展起来的人工生物处理技术，是对上述过程的强化。
3）生物膜内生物体的分布不均匀，且孔隙率和密度分布也是不均匀的。细胞簇间的空间
形成了竖直方向和水平方向的孔隙，竖直方向形成孔，水平方向形成沟。传质过程复杂， 单一参数（如有效扩散系数）来描述基质、电子受体等在生物膜内的传质是不充分的。
4）生物膜内存在物种的竞争，生物膜的外部以活性生物体为主，内部以生物体残骸为主。
滤床
滤床：是普通生物滤池的主体，是微生物生长栖息的场所，上面铺有滤料。理
想的滤料应有以下几个特征：表面积大、孔隙率大、生物不能分解，也不能抑制
生物生长、有较好的化学稳定性、有一定机械强度、抗冰冻、价格低廉，适合就
地取材。
以前一般采用碎石、卵石、炉
渣、焦炭等实心拳状无机滤料。
现在已经广泛使用由聚氯乙烯、
一般规定：
1. 普通生物滤池的个数或分格数不应少于2个，并按同时工作设计，设计 流量按平均日污水流量计算，当处理对象为生活污水时，BOD5的容积 负荷可按表所列数据选用，水力负荷为0.9－3.7m3／(m2d)。对于工业 废水应通过实验来确定。普通生物滤池的计算公式见下页表。
2. 池壁高度比滤料表面层高出0.5－0.9m，用以挡风，保证布水均匀。 3. 池底四周开设通风孔，其总面积不小于滤池表面积的1％。
生物膜法名词解释
生物膜法名词解释生物膜法是生物法的一个重要组成部分，它涉及到许多技术，我们这里简要介绍一下其中几项较为常用的。
生物膜法主要包括培养基的选择、细胞的种类及大小、培养条件、外植体的诱导等四方面的内容。
一些微生物，尤其是病毒可以看做是在细胞质中寄生着的一群特殊的生物。
由于各种微生物繁殖迅速，所需要的环境条件又相当严格，如果将病毒置于细胞内，不仅可以防止细菌的污染，而且可以保证较好的繁殖条件。
但是，目前对这种做法的可行性尚有争论，如从人工操作上看就很难办到。
从应用上讲，将生物质与某种矿质化合，或者某些能溶解于其体液的物质共同加热，得到的就是具有该物质的生物质。
生物炭就是具有该物质的木材经过一定的化学处理，再经煅烧而得到的，不同于活性炭的是，它是不含碳的，只有晶体结构，在通电状态下可以变成粉末状。
2．核酸代谢法(1)原理生物遗传信息有DNA和RNA两种形式，其中DNA存在于细胞核中，主要决定细胞的遗传性状; RNA则存在于细胞质中，与蛋白质结合，控制生物的生长发育。
细胞可以直接利用体外的培养基合成新的蛋白质，也可以从自身的DNA分子中剪切出信使RNA来合成新的蛋白质。
不过，由于这种方法费时费力，只能作为最终选择用。
(2)操作流程在无菌的条件下，挑取易成活的细胞进行核酸分离，把细胞核放入适宜的离心管中，离心使之与核膜分离，吸出核浆。
然后向管中加入生物质，继续离心，核糖与核酸分离。
从而分别获得带有与DNA完全一致的单链或双链DNA的沉淀。
将两种成分放入少量的生物质溶液中，让它们在搅拌下缓慢地混合，再滴加热浓缩的高浓度琼脂，使核糖和核酸交联在一起。
再经短暂的冷却，形成细胞内生物物质。
为了制备生物炭，必须经过炭化的过程，也就是将生物质脱水碳化，即可制得炭化的生物质。
这样，核酸和蛋白质就会从生物质中游离出来，再配成溶液，在一定条件下与生物质反应，从而转化成生物炭。
当然，也可以从生物质中获取与某些元素结合的功能性物质，用化学合成法得到，例如，葡萄糖转化成吡啶，苯酚转化成对苯醌等。
生物膜法的原理
生物膜法的原理
生物膜法是一种利用微生物膜来净化水质的技术，其原理主要是利用微生物膜的附着、吸附、吸收、分解和氧化能力，将水中的有机物、无机物和微生物等有害物质转化为无害物质，从而达到净化水质的目的。
首先，生物膜法利用微生物膜的附着能力。
微生物在水中生长繁殖时，会在固体表面形成一层薄膜，这种薄膜就是生物膜。
生物膜中的微生物通过吸附和附着，可以将水中的悬浮物、有机物和无机物等污染物质吸附在膜表面，从而起到初步过滤和净化水质的作用。
其次，生物膜法利用微生物膜的吸附和吸收能力。
微生物膜中的微生物通过代谢作用，可以将水中的有机物、无机物和微生物等有害物质吸收到细胞内部，然后进行分解和降解，将有害物质转化为无害物质，起到净化水质的作用。
另外，生物膜法还利用微生物膜的分解和氧化能力。
微生物膜中的微生物通过新陈代谢作用，可以将水中的有机物和无机物分解为二氧化碳、水和无机盐等无害物质，同时释放出能量和氧气。
这样不仅可以净化水质，还可以增加水中的溶解氧含量，改善水体环境。
总的来说，生物膜法是一种利用微生物膜的附着、吸附、吸收、分解和氧化能力，通过微生物的生物作用，将水中的有害物质转化为无害物质，达到净化水质的目的。
这种技术不仅具有高效、环保、低成本等优点，而且适用范围广，可以应用于城市污水处理、工业废水处理、生活污水处理等领域，对改善水环境质量具有重要意义。
生物膜法的原理虽然复杂，但是通过科学的研究和技术的改进，相信将会在未来得到更广泛的应用和推广。
生物膜法ppt
生物转盘由盘片、转轴和驱动装置以及接触反应槽等部分组 成。
转盘交替地和空气与污水接触，经过一段时间后在转盘上 将附着一层栖息着大量生物的生物膜。
生物转盘具有微生物浓度高；生物相分级；泥龄长；生物 膜上的微生物食物链较长，污泥产量少等有点。
生物转盘工艺设计的主要内容是计算转盘总面积。
（四）、生物接触氧化
生物接触氧化处理技术的实质是在池内填充填料，已经充 氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速经填料。在填料上布 满生物膜，污水与生物膜接触，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， 又称“浸没式生物滤池”。
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。
挂膜过程中回流沉淀池出水和池底污泥，可促进挂膜的早 日完成。一般有直接挂膜法和间接挂膜法。
挂膜时需要注意的事项。
四、生物膜法的运行管理
（一）生物膜系统微生物的特点及运行管理 （1）生物膜系统微生物的特点：厌氧和兼性厌氧 菌的比例高；丝状微生物数量较多；存在较高等 的微型动物；成层分布现象。 （2）生物膜系统运行中应特别注意的问题：
1.普通生物滤池
又称滴滤池，是生物滤池早期出现的类型。主要由池体、 填料、布水装置和排水系统组成。
1）填料
填料是生物滤池的主体，它对生物滤池的净化功能有直接影响。 应具备：
质坚、高强、耐腐蚀、抗冰冻；较高的比表面积；较大的孔隙 率等
2）布水装置
首要任务是向滤池表面均匀地撒布污水，适应水量的变化、不 易堵塞等
生物膜法分类
生物膜法分类
生物膜法是指利用生物膜对水中有机污染物进行过滤和去除的
技术。
根据不同的操作方式和生物膜类型，可以将生物膜法分为以下几类：
1. 自然生物膜法：利用自然存在的生物膜对水进行过滤和去除
有机污染物。
例如河流、湖泊等天然水体中的微生物群落可以起到很好的净化作用。
2. 人工生物膜法：利用人工合成的生物膜对水进行过滤和去除
有机污染物。
例如生物滤池、人工湿地等。
3. 反应器生物膜法：利用生物膜在反应器内对水进行处理。
例
如MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor)、IFAS(Integrated Fixed-film Activated Sludge)等。
4. 膜生物膜法：将生物膜与膜蒸发技术结合，利用膜分离技术
对水进行处理。
例如MBR(Membrane Bioreactor)、MB-RO(Membrane Bioreactor-reverse osmosis)等。
5. 生物膜厌氧法：利用厌氧菌生长的生物膜对水进行处理，通
常用于有机物含量较高的废水处理。
例如UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket)、EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)等。
以上是生物膜法的主要分类，每种方法都有其适用范围和优缺点。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的生物膜法来达到最佳的净化效果。
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5.0 概述 5.1 生物膜法的基本概念 5.2 生物膜的增长及动力学 5.3 生物滤池
原
理
工 艺 及 应 用
5.4 生物转盘
5.5 生物接触氧化法 5.6 生物流化床 5.7 其他新型生物膜反应器和联合处理工艺 5.8 生物膜法的运行管理
No. 1
5.0 概 述
No. 10
好氧层的特征
由好氧微生物和兼性微生物组 成，由于吸收营养和溶解氧比 较容易，微生物生长繁殖迅速， 其厚度一般为2mm左右
生物膜的形成是废水在流经载体表面的过程中，微生物 与向载体表面输送的物质结合固定化的过程实现的.
而微生物的生长 则是通过废水中有 机营养物的吸附、 传递及氧向生物膜
水流
No. 5
活性污泥法的基本流程
空气 进水 二沉池 出水
曝气池 回流污泥 剩余污泥Qw
5.1 生物膜法的基本概念 ★ 1、生物膜的形成及其净化过程 ★ 2、生物膜的载体 ★ 3、生物膜法的特征 ★ 4、生物膜反应器
No. 7
1、生物膜的形成及其净化过程
生物膜法处理污水就是使污水与生物膜接触，
进行固、液相的物质交换，利用膜内微生物对有机
老化生物膜，老化生物膜净化功能较差而且易于脱落。生物
膜脱落后生成新的生物膜，新生生物膜必须在经过一段时间 后才能充分发挥其净化功能。
No. 15
生物膜成熟的标志
生物膜沿水流方向分布，在其上由细菌
及各种微生物组成的生态系统及其对有机物 的降解功能都达到了平衡和稳定的状态。从 开始形成到成熟，生物膜要经历潜伏和生长 两个阶段，一般的城市污水，在20℃左右的
厌氧 好氧
滤 料
附 流 着 动 水 水 层 层 CO2 BOD O2 H2O NH3 BOD
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。
空气中的氧溶解于流动水层中，从 那里通过附着水层传递给生物膜，
O2
BOD
空 气
供微生物呼吸；污水中有机污染物 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。这样就使污水在其
形成的食物链要长于活性污泥上的食物链。正 污泥产量低，是生物膜法各种工艺的共同特征。 是这个原因，在生物膜处理系统内产生的污泥 量少于活性污泥处理系统。
No. 29
(3)能够繁殖世代时间较长的微生物 微 生 物 相 方 面 的 特 征
由于生物膜固着在惰性载体上，其生物固体平均停留时间 (污泥龄)较长，因此在生物膜上能够生长世代时间较长、比增殖 速度很小的微生物，如硝化菌等。因此，生物膜反应器不仅能有
由于塑料工 业的发展以及 塑料填料引入 生物膜处理系 统，有力地推 动了生物膜法 的进一步发展。
No. 17
废水生物处理中所使用的载体材料有无机和有机两大类
无 机 类 载 体
无机类载体主要有沙子、碳酸盐类、各种玻璃材料、 沸石类、陶瓷类、碳纤维、矿渣、活性炭等。无机类载 体普遍具有机械强度高，化学性质相对稳定的特点，可 提供较大的比表面积。主要不足是密度较大，使其在悬 浮生物膜反应器中的应用受到限制。
轮虫 线虫 寡毛类
其他后生动物
昆虫类
++ + + 一 一 一
+++ +++ ++ ++ + ++
No. 28
微 生 物 相 方 面 的 特 征
(2)生物的食物链长
在生物膜上生长繁殖的生物中，动物性
营养类所占比例较大，微型动物的存活率亦高。
也就是说，在生物膜上能够栖息高次营养水平
的生物，在捕食性纤毛虫、轮虫类、线虫类之 上还栖息着寡毛虫类和昆虫，因而在生物膜上
No. 14
O2
生物膜的构造（剖面图）
生物膜的再生
当厌氧层逐渐加厚，并达到一定的程度后，其代谢产物 也逐渐增多，这些产物向外侧逸出，必然要透过好氧层，使 好氧层生态系统的稳定状态遭到破坏，从而失去了这两种膜 比较理想的情况是：减缓生物膜的老化进程，不使 层之间的平衡关系，又因气态代谢产物的不断逸出，减弱了 厌氧层过分增长，加快好氧膜的更新，并且尽量使生物 生物膜在惰性载体上的固着力，处于这种状态的生物膜即为 膜不集中脱落。
H2O BOD
CO2
H2S NH3
O2
CO2
流动过程中逐步得到净化。微生物
的代谢产物如H2O等则通过附着水 层进入流动水层，并随其排走，而 CO2和厌氧层分解产物如H2S、NH3 以及CH4等气态代谢产物则从水层 逸出进入空气中。
No. 13
O2
生物膜的构造（剖面图）
生物膜
厌氧 好氧
滤 料
附 流 着 动 水 水 层 层 CO2 BOD O2 H2O NH3 BOD
条件下大致需要30d的时间。
No. 16
2、生物膜的载体
为生物膜提供附着生长固定表面的材料称为填料（或载体）， 在生物膜法的发展和性能特征方面填料有着重要的影响。 生产中最早采用的生物 膜法构筑物是以碎石为填料 的滴滤池。碎石能够为微生 物附着生长的表面积小，因 而滴滤池的负荷不可能很大， 使其占地面积较大，加之废 水以喷洒方式在滴滤池表面 布水，卫生状况也不好。所 以生物膜法一直未被重视。
根据Characklis的研究，生物膜 的积累形成是一系列物理、化学和 生物过程综合作用的结果。即：
O2
BOD
空 气
1.废水中有机分子向生物膜 附着生长的载体表面输送；
H2O BOD
2.废水中的浮游微生物细胞 O2
CO2 在载体表面的不可逆吸附；
CO2
H2S NH3
3.生长在生物膜内部的微生
物对废水中营养物的利用与 氧化分解
生物膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物来去除废水 中有机物的方法，两者是平行发展起来的污水好氧处理工艺。
生 物 膜 法 和 活 性 污 泥 法 的 区 别
活性污泥法中的微生物在曝气池内以活性污 泥的形式呈悬浮状态，属于悬浮生长系统；
生物膜法中的微生物附着生长在填料或载体 上，形成膜状的活性污泥，属于附着生长系统或 固定膜工艺。
效地去除有机污染物，而且更具有一定的硝化功能，如果采取适
当的运行方式，还可能具有反硝化脱氮的功能。
(4)分段运行与优势菌属
生物膜法多分段进行，在正常运行的条件下，每段都繁衍与 进入本段污水水质相适应的微生物，并形成优势菌属，这种现象 非常有利于微生物新陈代谢功能的充分发挥和有机污染物的降解。
No. 30
内部的传递扩散等
过程促进生物膜中 微生物对有机基质
载体
a
水流
载体
b
的氧化降解作用维
持的。
载体
c
载体
d
生物膜生长于载体的表面，其中的丝状菌相互缠绕并漫伸 于水中，使生物膜呈现出立体结构。
No. 11
液相中悬浮微生物
微生物向载体表面运送 可逆附着
不可逆附着
固定微生物增长、形成生物膜
No. 12
生物膜
No. 18
选择生物膜载体的基本原则
足够的机械强度，以抵抗强烈的水流剪切力的作用； 优良的稳定性，主要包括生物稳定性、化学稳定性和 热力学稳定性； 亲疏水性及良好的表面带电特性，通常废水pH在7左 右时，微生物表面带负电荷，而载体为带正电荷的材料 时，有利于生物体与载体之间的结合程度； 无毒性或抑制性； 优越的物理性状，如载体的形态、相对密度、孔隙率 和比表面积等； 就地取材、价格合理。
No. 2
生物膜法是土壤自净的人工强化。
最早人们利用污水酒浇农田，发现了土壤 渗滤作用对污水中有机物有净化作用。
活性污泥法是水体自净的人工强化。
生物膜法的实质
净化机理概述
是使细菌和菌类一 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——生物膜。 污水与生物膜接触， 污水中的有机污染物 作为营养物质，为生 物膜上的微生物所摄 取，微生物自身得到 繁衍增殖，同时污水 得到净化。
No. 31
(3)污泥沉降性能良好，易于沉降分离 处 理 工 艺 方 面 的 特 征
由生物膜上脱落下来的污泥，因所含动物成分 较多，比重较大，而且污泥颗粒个体较大，沉降性能 良好，易于固液分离。
(4)能够处理低浓度的污水
生物膜法处理低浓度污水，能够取得较好的处理 效果，运行正常时可处理进水BOD5为20～30mg/L的污水， 使其出水BOD5值降至5～10mg/L.而活性污泥法却不适宜 处理低浓度的污水，若原污水的BOD5值长期低于50～ 60mg/L，将影响活性污泥絮凝体的形成和增长，净化 功能降低，处理水水质低下。
有 机 类 载 体
有机类载体是生物膜法中使用的主要载体材料。主要 有PVC、PE、PS、PP、各类树脂、塑料、纤维以及明胶等， 其中有机高分子类载体适用于悬浮状态完全混合反应器 工艺（生物流化床、曝气生物滤池等）的微生物固定化，而塑 料类载体多适用于固定床（普通生物滤池）或混合型（如流 化床）工艺。
样承受强烈的曝气பைடு நூலகம்拌冲击，生物膜反应器为微生物的繁衍、增
殖及生长栖息创造了安稳的环境。 生物膜上除以细菌生长为主外，还可能出现大量丝状菌，但不
会发生污泥膨胀。线虫类、轮虫类以及寡毛虫类的微型动物出现
的频率也较高。 生物膜上的生物固体停留时间较长，故还能够生长世代时间较 长、比增殖速度很小的微生物，如硝化菌等。
No. 4
初沉池的作用 是去除大部分悬浮 固体物质，防止生 物膜反应器堵塞， 尤其对孔隙小的填 料是必要的 进水 初沉池
生物膜法的基本流程