生物处理技术在给水处理中的应用

给水生物处理技术的介绍
有机物影响表现三：导致管网中微生物滋生繁殖 残留在饮水中的有机物,会导致配水管网中的微生物 滋生和繁殖 , 加快管道的腐蚀 , 使水产生臭味和色度。
给水生物处理技术的介绍
给水生物处理的目的是 去除这些有机物。借助 于异养菌的作用 ,把有机 物变为异养菌的营养物 质用于细胞合成或作为 异养菌新陈代谢过程中
的处理能力相对较强。
给水生物处理技术的工艺
移动床生物膜反应器工艺结构
MBBR工艺结构图
给水生物处理技术的工艺
移动床生物膜反应器工艺特点
MBBR 工艺兼具传统生物流化床和生物接触氧化法两者的
优点, 它既具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余
污泥量少的特点, 又具有活性污泥法的高效性和运转灵活 性, 具体特点如下:
( 1) 具有良好的脱氮能力。 ( 2) 改善了生化系统的稳定性和运行性能。
( 3) 反应器内水头损失小、不易堵塞、无需反冲洗, 一般不需回流。
( 4) 系统操作方便, 维护简单。悬浮填料可以直接投加在水池中, 不需 任何支架及安装工程。
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移动床生物膜反应器工艺的悬浮填料
悬浮填料是MBBR 工艺的重要组成部分, 其性能关系到系统的应用和处
污染原水的生物预处理。
给水生物处理技术的工艺
移动床生物膜反应器工艺原理
通过向反应器中投加一定数量的悬浮填料, 污水连续经过
反应器时, 比表面积较大的填料因搅拌( 好氧反应器为空气
搅拌) 在水中自由运 动, 并逐渐在其表面 生长出生物膜, 生物 膜中的异养和自养 微生物利用水中的 营养物质进行新陈
生物处理技术在给 水处理中的应用
主讲人：钟悦升
主要内容
给水生物处理技术的介 绍
给水生物处理技术的工 艺
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我国给水生物处理应用 现状
给水生物处理技术的介绍
给水生物处理的背景
随着生产力的持续发展,水体受到污染,使给水处理时 效果不佳。水质恶化,以及对水质要求的不断提高,使 得给水处理 难度不断增加。生物处理方法在常规物 理化学处理工艺前增设生物处理装置或构筑物, 去吸 收利用水源水中污染物质，既改善了水的混凝沉淀 性能，又减少了水中“三致”物前体物的量, 改善出 水质量;还减少了细菌在配水管网中重新滋生的可能。
理效果。悬浮填料一般比表面积较大、耐腐蚀和耐磨性较好且质量小。
与以往生物接触氧化法填料不同的是, 悬浮填料能与污水频繁多次接 触, 因而被称为 移动的生物膜 。悬浮填料多为聚乙烯、聚丙烯及其改
性材料、聚氨酯泡沫体等制成, 密度略小于水( 0. 95~ 0. 98 g/ cm3 )。填
膜的冲刷力小，生物膜更新缓慢，适合低有机负
荷（微污染）水的处理。
给水生物处理技术的工艺
生物接触氧化工艺分类 • 直流式 在促进膜的更新与维护膜的活性方面是一种良好 的运行方式。直接在填料底部曝气，充氧，从而 能在填料间产生上向流，使填料各部分均匀地附 着生物膜。曝气区域生物膜受到上升气流的搅动，
曝气生物滤池（BAF）主要设计参数
• 水力负荷 微污染水的水力负荷为2-4m3(m2/h)
• 有机负荷 微污染水的有机负荷0.1-0.5kgBOD(m3·d)
• 硝化负荷 • 滤料层高度 不宜小于2m • 滤料 粒径2-5mm，常用有陶粒、沸石、沙子、焦炭等 • 气水比 G/W在(0.5-1.2)/1
生物接触氧化池构造
接触氧化池的主要部分
池体 池体用于设置填 料、布水布气装置 和支撑填料的栅板 和格栅。
填料 填料要求： 比表面积大； 空隙率大； 水力阻力小； 强度大； 化学和生物稳定 性好； 能经久耐用。
布水布气装置
布气管可布置在 池子中心、侧面和 全池。
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生物接触氧化池构造
基本不膨胀。反冲污泥最终回流入初沉池。
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曝气生物滤池（BAF）分类
BIOFOR特点：
• 同向流，反冲洗方向
与水流方向相同； • 滤池内不会出现负水 头及沟流现象； • 截留在底部的SS可在 气泡上升过程中被带入 滤池中上部，加大纳污率， 延长运行周期。
给水生物处理技术的工艺
便于脱落更新，使其保持较高的活性，又在一定
程度上克服填料的积泥现象。
给水生物处理技术的工艺
生物接触氧化组合工艺 原水→BCO→混凝沉淀→过滤→消毒 原水→BCO→混凝沉淀→过滤→活性炭吸附 →UF→消毒 原水→混凝沉淀→BCO→过滤→消毒 原水→混凝沉淀→BCO→过滤→活性炭吸附
→UF→消毒
原水→臭氧→BCO→混凝沉淀→过滤→UF→消毒
是负荷不够高，且大量被截留的ＳＳ 集中在滤池上端几十
厘米处，此处水头损失占 了整个滤池水头损失的绝大部分。 同时纳污能 力不强，容易堵塞，运行周期短。
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曝气生物滤池（BAF）分类
（2）上向流BAF
①BIOFOR
• 具有氧化降解、生物絮凝吸附、截留悬浮物的功能，集 生物作用与固 液分离作用于一身，不需后设二沉池。 • 曝气装置设于整个滤料下面 • 滤料在过滤时呈压实状态。 • 气水同向流（上向流），并以较高的滤速过滤 采用气水 联合反冲洗，主要依赖气体的擦洗作用，反冲洗时滤料
代谢,进而达到去除水中污染物、净化水的目的。
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移动床生物膜反应器特点
MBBR 中生物膜的载体( 悬浮填料) 是运动的,由于水的剪切
力和载体运动所产生的摩擦力, 填料表面( 特别是外表面的)
生物膜会自然脱落, 部分污泥随出水流出反应器, 部分污泥 仍留在反应器中, 起到活性污泥的作用。因填料、水都是 运动的, 故气、水、固相之间 的传质较好, 填料上生物膜的 活性较高, 与普通活性污泥法 和固定生物膜法相比, MBBR法
以一定流Fra Baidu bibliotek流经填料，在填料上布满生物膜，污水与
生物膜广泛接触，在生物膜上微生物新陈代谢功能作 用下，有机污染物得到去除，污水得到净化——淹没式 生物滤池； • 采用与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供其所需 的氧，并起到搅拌与混合作用，相当于在曝气池内充 填供微生物栖息的填料——接触曝气法。
给水生物处理技术的工艺
给水生物处理技术的工艺
生物接触氧化工艺(BCO) 生物接触氧化法：1971年开始于日本， 应用领域 十分广泛，是一种介于活性污泥法与生物滤池之 间生物膜法处理工艺，兼有两者优点；又称为淹 没式生物滤池、接触曝气法。
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生物接触氧化工艺(BCO) 特征
（1）采用多种形式填料，微生物丰富，可生长氧化能力
给水生物处理技术的介绍
生物处理的对象和目的 给水生物处理的主要对象是水中的有机物 ( 包括藻 类及其代谢产物 ),通常用总有机碳 (TOC)表示。它干 扰水处理的正常运行,具体有这几个表现
给水生物处理技术的介绍
有机物影响表现一：影响干扰常规处理工艺 如糖酸和藻的代谢产物糖醛酸能与常用的铝、铁 盐混凝剂作用生成配位络合物, 阻碍水中胶体颗粒 的脱稳 , 使絮凝效果下降进而影响沉淀 , 且这种络 合物是电中性胶体 ,它能穿透滤池，影响滤后水水 质，使得混凝剂和消毒剂的用量高 ,也使残留在水 中的金属离子 ( 铝或铁离子 ) 浓度升高 , 长期饮用高 铝离子浓度的水,对人脑部的生长发育有不良影响。
的能量来源,从而达到去
除有机物的目的。
生物膜处理污染水示意图
给水生物处理技术的介绍
给水生物处理工艺的局限性 1. 生物处理运行效果受到诸多因素的影响，特别 是源水水质、水温、水量的变化，操作管理水平 高低都直接影响处理效果。 2. 与常规的处理工艺相比，生物处理方法需要较
长的成熟期。
3.生物处理对健康可能会产生不良影响。 生物膜处理污染水示意图
给水生物处理技术的工艺
生物预处理 源水的生物预处理工艺指在常规净水工艺前采 用 生物处理方法将水中的部分污染物去除的过程。 生物预处理可使常规处理更好地发挥作用，减轻 常规处理及深度处理负担，改善和提高给水水质。
给水生物处理技术的工艺
生物预处理
污染源水生物预处理主要有以下几种工艺：曝气
生物滤池、生物接触氧化法，生物流化床，生物 沸石反应 器，生物塔滤和生物转盘等。在水源地 附近，通过堤 岸、沙丘等渗透的土地处理系统也 能够实现一定的 处理效果。
给水生物处理技术的工艺
给水生物处理主要包括以下三个方面 1、强化传统处理的生物作用 2、污染源水的生物预处理
3、给水深度处理
给水生物处理技术的工艺
生物强化过滤 生物强化过滤是一种将传统的过滤技术与微生物 技术合二为一的新型过滤工艺，具有同时去除水 中微量有机物、氨氮等物质的功能。生物强化过 滤的主要工艺形式可以是原有的滤池，也可以是 生物活性滤池。
给水生物处理技术的工艺
移动床生物膜反应器（MBBR） 是由挪威的KMT公司、挪威科技大学及挪威工业 与技术研究基金会于20 世纪80 年代合作开发的新 工艺, 该工艺集悬浮生长的活性污泥法和附着生长 的生物膜法的特点于一体, 吸收了传统的生物流化 床和生物接触氧化法两者的优点, 是一种较先进的
生物处理技术。近年来, 正逐步将该工艺应用于微
强 的丝状菌，可生长硝化菌；
（2）可起到类似“过滤”的作用； （3）生物膜活性高，处理效率高，可承受较高负荷； （4）抗冲击负荷，间歇运行仍能保持良好的处理效果； 无需污泥回流，无污泥膨胀；污泥生成量少，污泥易沉淀。
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生物接触氧化工艺(BCO) 原理
• 在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并
给水生物处理技术的工艺
曝气生物滤池（BAF）又名:淹没式曝气生物滤池 工作原理：滤池中填充生长着生物膜的滤料，滤 池内部曝气，水流经过时，利用生物膜氧化降解 有机物，同时利用生物膜的絮凝作用和滤料的粒 径截留悬浮物。运行一定时间后，因水头损失的 增加，需要对滤池进行反冲洗。
给水生物处理技术的工艺
曝气生物滤池（BAF）分类
②BIOSTYR
将脱氮功能引入曝气生物滤池（曝气头抬高，下面形成
缺氧区） 特点： • 重力流反冲洗无需反冲泵，节省动力； • 滤头布置在顶部，与处理水接触不易堵，便于更换； • 反硝化、硝化脱氮。 效果：上向流（BIOFOR、BIOSTYR）优于下向流；
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接触氧化池构造示例
给水生物处理技术的工艺
生物接触氧化工艺填料
酚醛树脂蜂窝填料
聚乙烯蜂窝填料
半软性填料
弹性立体填料
软性纤维填料
丝球形悬浮填料
给水生物处理技术的工艺
生物接触氧化工艺分类 可分为直流式和分流式两种 • 分流式 把水的曝气和生物降解分开在两个隔室内进行， 水流经过曝气后再流入充有填料的隔室与生物膜 接触，完成降解过程。由于其水流缓慢，对生物
曝气生物滤池（BAF）结构 分为缓冲配水区、承托层及滤料层、出水区；滤 池池为圆形、方形、矩形。
给水生物处理技术的工艺
曝气生物滤池（BAF）结构
承托层及滤料层：滤料3-5mm，比表面积大，
微生物吸着能力强陶粒、焦炭等）
布水系统：配水室和滤板上的配水滤头， 或者采用管式大阻力配水系统 ；
配水室：缓冲配水区和滤板组成；
给水生物处理技术的工艺
生物强化过滤 进水中的污染物与滤池滤料接触产生的物化和生 化作用，可使水中的氨氮、亚硝酸盐氮和有机物 得到有效去除。滤池滤料通常为活性炭、无烟煤、 陶粒、石英砂等，其中石英砂与活性炭、石英砂 与无烟煤组合形成双层滤料滤池的形式较多。 该工艺称为生物强化活性滤池(BEAF)。
给水生物处理技术的介绍
有机物影响表现二：与氯作用生成消毒副产物 对受污染的水的处理需增加消毒剂的用量 ,如采用 预加氯 , 中间加氯 , 折点加氯。水中的部分有机物 , 如酞基化合物、 1.3— 酮 ( 以及 1.3— 双氢芳香物质 ), 经卤化反应生成三卤甲烷 ;腐殖酸和富里酸也能与 氯作用生成三氯甲烷。三卤甲烷及其系列卤烃是 确认的致癌物质。
布气系统：正常运行曝气和反冲洗时曝气； 反冲洗系统：采用气水联合反冲洗； 出水系统：周边出水和单侧堰出水等； 管道和自控系统组成： 采用PL控制系统。
曝气生物滤池构造
给水生物处理技术的工艺
曝气生物滤池（BAF）分类
上向流：BIOSTYR、BIOFOR 按水流方向 下向流：BIOCARBONE （1）下向流BAF（BIOCARBONE ） ＢＩＯＣＡＲＢＯＮＥ工艺属早期曝气生物滤 池，其缺点