废水处理好氧-生物膜法

氰等。

营养物质
主要营养物质比例：BOD:N:P=100:5:1
四、生物膜法的分类
生物流化床
高负荷生物 滤池 塔式生物滤 池 普通生物滤 池
生物膜法的 主要设施
生物转盘
1.生物滤池
建设中的生物滤池

需要有预处理（初沉池）及二沉池 早期生物滤池（普通生物滤池） 水量负荷低（1-4m³ /m² .d）；BOD负荷0.1-0.4kg/m³ .d
分级过多效果增加不多，一般每池不可小于2级，但不多于4级
4.生物转盘的主体工艺流程
（1）以去除BOD为主要目的
进水 沉砂池 沉淀池 生物 转盘
二沉池
出水
（2）以深度处理（去除BOD、硝化、除磷、脱氮）为目的
絮凝剂（除磷） 甲醇
进水
初沉池
生物 转盘（去 BOD） 终沉池
生物转盘 （硝化）
二沉池
生物转盘（缺 氧脱氮）
生物转盘（再 曝气）
出水
六、生物接触氧化法—淹没式生物滤池
生物接触氧化法是一种浸没曝气式生物滤池，是曝气池和生物滤池综合在一起的 处理构筑物，兼有两者优点。
氨氧化细菌（AOB）和古菌（AOA）
氨氧化是硝化反应的第一步，将NH4+氧化成NO2-，是海洋生态系统中氮素循环的限速步骤。
三、生物膜法的主要影响因素


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

温度 好氧微生物的适宜温度范围是10-35℃，一般水温低于10℃对生物处理的净化效
2.生物转盘的构造
生物转盘的主要组成部分
盘片
转动轴
接触反应槽
驱动装置
系统组成：盘片串联成组，其中贯以转轴，转轴的两端设在接触反 应槽的支座上，转盘面积的45%-50%浸没在污水中，转轴在水面之 上10-25cm。
3.生物转盘的特征
• 微生物浓度高，处理效率高。 • 生物相有分级，细菌和原生动物种类分级明显 • 耐冲击负荷—BOD值10-10000mg/L，均可适应
(1)生物滤池的工作原理
含有污染物的废水从上而下从长有丰富生物膜的滤料的空隙间流过，与生物膜中的 微生物充分接触、降解，使得废水得以净化； 主要依靠滤料表面的生物膜对废水中有机物的吸附氧化作用。
(2)工艺流程
出水回流
进水
初沉池
生物 滤池
二沉池
出水
剩余污泥

与活性污泥工艺流程不同的是，在生物滤池中常采用出水回流，而基 本不会采用污泥回流，因此从二沉池排出的污泥全部作为剩余污泥进 入污泥处理流程进行进一步的处理。
• 普通生物滤池 ——第一代工艺
滤料粒径较小(25～70mm)，滤料层高度通常只有2～3m左右， 多不采用回流措施；
优点：处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，出水水质稳定。 缺点：占地面积大，易于堵塞，影响环境卫生。
• 高负荷生物滤池
1、构造 1）高负荷生物滤池池体： 平面上多为圆形。 滤料层高一般为2m。
生物膜的组成
细菌（好氧、 厌氧、兼性） 真 菌 藻 类 原生 动物 后生 动物
一些肉眼可见的蠕 虫、昆虫的幼虫
二、生物膜法的净化机理
生物膜 的形成
生物膜的 构造与净 化机理
生物膜的 更新脱落
1.生物膜的形成
起支撑作用、供微生物附 供微生物生长所需
着生长的载体物质：在生 的营养物质，即废 物滤池中称为滤料；在接 水中的有机物、N、 触氧化工艺中称为填料； P以及其它营养物 在好氧生物流化床中称为 质； 载体；转盘
作为接种的微生物
2.生物膜的构造与净化机理

(1) 生物膜的形成： 含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时 间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的 生物膜。

(2) 生物膜的成熟：
在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜 对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。 生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天左右(城市污水，20C)
出现污泥膨胀现象。

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。

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，
具有较强的冲击负荷适应能力，适用于高浓度难降解的工业废水。生 物膜反应器可以处理 BOD5 低于 50~60mg/L （该浓度活性污泥效果不 好）的进水，可将BOD5降至5~10mg/L。
果将产生不利影响。

pH 对好氧微生物来说，pH在6.5-8.5之间较为适宜，微生物对pH值的波动十分敏感。

水力负荷
水力负荷的大小直接关系到污水在反应器中与载体上生物膜的接触时间。水力
负荷愈小，污水与生物膜接触时间愈长，处理效果愈好。水力负荷的大小在控制生
物膜厚度、改善传质方面也有一定的作用。


生物膜的更新： 老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来；② 新生生物膜的净化功能较强。

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很多；
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，进而被微生物膜所吸 附。同时，空气中的氧在溶入污水后，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； 微生物的代谢产物通过附着水层进入流动 水层，并随其排走，CO2及厌氧层分解产 物从水层逸出进入空气中，循环往复，使 污水得到净化。


4.生物膜法的主要特点
微生物种类多样化，浓度高 微生物方面的特征 生物膜上微生物的食物链较长
能够存活世代时间较长的微生物
对水质、水量变动有较强 的适应性；
在处理工艺方面的特征
剩余污泥少，且沉降性能良好， 易于固液分离；
能够处理低浓度污水； 易于维护运行，运行费用少； 有机物去除率较低。

反应器内微生物浓度高 单位容积反应器内的微生物量可达活性污泥法的5~20倍，不会
• 塔式生物滤池 ——第三代生物滤池
高度达20m之多，常采用回流措施。采用塑 料滤料。
工艺特点：
（1）内部形成较强的拔风状态，通风良好。污
水、空气、滤料接触充分，充氧效果良好，传
质速度快； （2）高负荷率。水力负荷为高负荷生物滤池2－
10倍，生物膜活性高，净化效率也较高；
（3）滤层内部的分层。能够承受较高的有机污 染物的冲击负荷。

高负荷生物滤池
限制进水BOD浓度<200mg/L,常常采用回流水稀释。
水量负荷提高10倍至40m³ /m² .d; BOD负荷上升至0.5-2.5kg/m³ .d。

塔式生物滤池
径高比1：6～1：8，H=26米，通风良好，解决占地，
水量负荷80-200m³ /m² .d．BOD负荷2-3 kg/m³ .d
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。

滤料是生物膜赖以生长的载体，其主要特性有： ① 大的表面积，有利于微生物的附着；② 有足够大的孔隙率，使脱落的生物 膜能随水流到池底，同时保证良好的通风； ③ 适合于生物膜的形成与粘附， 且应该既不被微生物分解，又不抑制微生物的生长； ④ 有较好的机械强度， 不易变形和破碎； ⑤ 价格低廉,能够就地取材。

同时存在硝化和反硝化过程： 操作管理简单，费用较低，生物膜反应器适合世代时间长的
硝化细菌生长，而且其中固着生长的微生物使硝化细菌和反硝化 细菌各有其适合生长的环境。因而，生物膜法反应器内部，也会 同时存在硝化和反硝化过程。 生物滤池、转盘等生物膜法采用自然通风功能，装置不会出 现泡沫，操作稳定性较好。
(3)生物滤池的构造
典型的生物滤池的构造
滤 床 布水设备 排水系统
自然通风，不设曝气系统。

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
塑料滤料
比重小，孔隙率高，滤床高度可以提高，采用双层或多层构造。 国外一般采用双层滤床，高7 m左右；国内常采用多层的“塔式”结构， 高度在10 m以上。
布水设备
为使污水能均匀地分布在整个滤床表面上 生物滤池的布水设备分为两类
移动式（常用回 转式）布水器
固定式喷嘴 布水系统
旋转布水器的优点是布水比较均匀，淋水周期短，水力冲刷作用强；缺 点时喷水孔易堵，低温时要采用防冻措施，仅适用于圆形池。


生物膜的构造与净化机理 生物膜由好氧层和厌氧层两层组成。好氧层的厚度一般在2mm左
右，有机物的降解主要是在好氧层内进行。
3.生物膜的更新与脱落

厌氧膜的出现：
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。

厌氧膜的加厚：
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。
——第二代工艺
2） 高负荷生物滤池的布水：
多使用旋转式布水器。
3） 高负荷生物滤池的滤料：轻质、高强、耐腐蚀
2、特点：
使负荷率比普通生物滤池提高了数倍，如BOD容积负荷率
提高6-8倍，水力负荷率提高达10倍。
池子体积小，BOD5去除率较低。 负荷率提高，有机物降解不彻底，排出的生物膜容易腐化。

生物膜量及活性 (1) 生物膜的厚度反映了生物膜量的大小，也影响着溶解氧和基质的传递； （2）总厚度和活性厚度要区分，在活性厚度范围内，基质降解速率随厚度的增
加而增加，适宜的生物膜厚度应控制在2mm以下，超过6mm即发生脱落。

有毒物质 工业废水存在对微生物具有抑制和杀害作用的化学物质，如重金属离子、酚、
溶解氧（DO） 如果溶氧不足，好氧微生物的活性受到影响，使得污水中的有机物质氧化不彻
底，导致生物膜恶化变质，发臭发黑，处理效果显著下降。溶解氧一般以4mg/L左右
为宜，一般不低于2mg/L。

填料类型及特征 载体的表面属性包括比表面积、表面亲水性及表面电荷、表面粗糙度、载体的
密度、堆积密度、孔隙率、强度等。
比表面积65～100m2/m3 孔隙率45％～50％
比表面积在81～195m2/m3 孔隙率为93％～95％
比表面积在98～340m2/m3 孔隙率为93％～95％
滤床高度同滤料种类的关系
石质拳状滤料
滤床高度：1～2.5 m。 孔隙率低，滤床过高会影响通风； 太重, 过高会影响排水系统和滤池基础结构。
环境生物技术
第六章 污水的好氧生物处理 —生物膜法
一、生物膜法的概念
生物膜法是依靠固着于固体介质表面的微生物来净化有机物的， 因而这种方法亦称为生物过滤法。 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 也得到增值。
生物膜法是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；与 活性污泥法一样，生物膜法主要去除废水中溶解性的和胶体状的 有机污染物，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力；
工艺特征
• 不需曝气，污泥回流，调节污泥量；不存在污泥膨胀； • 食物链长，剩余污泥少，为活性污泥法的 1/2左右 • 污泥龄长，存在硝化和反硝化，可以脱氮

转盘的负荷与供氧量
DO供给：转速上升，DO上升，去除率上升，但动力上升，
应力上升；不宜采用增加转速的方式来提高DO

转盘分级与处理效果 转盘分级—改进停留时间，防止短流，从而提高处理效果，
工作中的旋转布水器
固定式布水装置间断布水，所以布水不均匀，配水的水头要高（配水面 高0.9～2.1m），目前应用较少。
排水系统
收集污水与生物膜
作 用
保证通风 支撑滤料 渗水顶板：支撑滤料，其排水孔的总面积应不小于滤池表面积的20%
组 成
wenku.baidu.com
排水渠 集水沟
普通生物滤池
生物滤池
高负荷生物滤池
塔式生物滤池
五、生物转盘

生物膜法的一种


在生物滤池基础上发展起来的
1954年在德国建立第一座生物转盘污水厂。

生物转盘技术具有一系列优点，在国际范围内得到广
泛应用，是一种净化效果好、能源消耗低的生物处理
技术。
1.生物转盘的基本原理
微生物生长并形成一层生物膜附着在盘片表面，约45%-50%的盘面（转轴以下的部 分）浸没在废水中，上半部分在空气中。 工作时，废水流过水槽，转盘转动，生物膜和大气与废水轮替接触，浸没时吸附废 水中的有机物，敞露时吸收氧气，转盘的转动，带进空气，并引起水槽内废水紊动， 使溶解氧均匀分布。 生物膜的厚度约为0.5-2.0mm，随着膜的增厚，内层的微生物呈厌氧状态，失去活 性时使生物膜脱落，并随同出水流至二沉池。