废水好氧生物处理生物膜法—生物滤池

废水好氧生物处理生物膜法—生物滤池

2005级环境科学本1 蒋科指导老师张俊

摘要：是在有氧的条件下，利用好氧微生物来氧化分解污水中可生物降解的有机物。反应器中微生物附着在载体的表面上形成一种生物膜，当废水流经其表面时，生物膜、水和空气相互接触，发生生物化学反应。当有机废水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体时，水中的悬浮物及微生物吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分解废水中是悬浮、胶体和溶解状态的污染物。

关键字：好养生物有机废水生物膜生物滤池

1概述

1．1 好养生物处理法

好养生物处理法分自然条件和人工条件。在自然条件下有水体自净、天然水体氧化塘、土壤净化、污水灌溉。在人工条件下分为分为悬浮生物法和固着生物法。悬浮生物法包括活性污泥法、氧化塘和氧化沟。固着生物法包括生物滤池、生物转盘、接触氧化和好氧生物流化床。1．2 生物膜法

生物膜法是反应器中微生物附着在载体的表面上形成一种生物膜，当废水流经其表面时，生物膜、水和空气相互接触，发生生物化学反应（附着生长）。固着于固体表面上的微生物对废水水质、水量的变化有较强的适应性；和活性污泥法相比，管理较方便；由于微生物固着于固体表面，即使增殖速度较慢的微生物也能生息，从而构成了稳定的生态系。

生物膜法分为三类：

润壁型生物膜法废水和空气沿固定的或转动的接触介质表面的生物膜流过，如生物滤池和生物转盘等。

浸没型生物膜法接触滤料固定在曝气池内，完全浸没在水中，采用鼓风曝气，如生物接触氧化。

流动床型生物膜法使附着有生物膜的活性炭、砂等小粒径接触介质悬浮流动于曝气池中，如生物流化床。

1．3 生物滤池简介

生物滤池于1889年在劳伦斯实验厂首先开始研究。1910年后期在美国开始了大规模的应用，20世纪70年代逐步被好氧法代替，以后随着新型滤料的不断诞生，生物滤池又得到了进一部的改进，应用范围不断扩大。早期的普通生物滤池水力负荷很低，虽净化效果好，但占地面积大，易于堵塞；以后开发出采用处理水回流水力负荷和有机负荷都较高的高负荷生物滤池。以及污水、生物膜和空气三者充分接触，水流紊动剧烈，通风条件改善的塔式生物滤池。近年来发展起来的曝气生物滤池已成为一种独立的生物膜法水处理工艺。⑴其工作原理是在一级强化处理的基础上, 以颗粒状填料及其附着生长的微生物为主要处理介质, 当污水流经滤池时, 利用滤料上所附生物膜中高浓度的活性微生物以及滤料粒径较小的特点, 充分发挥微生物的生物代谢作用、生物絮凝作用、生物膜和填料的物理吸附和截留作用以及反应器内沿水流方向食物链的分级捕食作用。⑵生物滤料滤池对浊度的去除是依靠颗粒滤料的机械截留和表面的生物絮凝的共同作用。⑶生物滤池分为普通生物滤池、高负荷生物滤池和超负荷生物滤池（塔式生物滤池）。

2生物滤池的主要结构参数

2.1普通生物滤池(低负荷滤池)主要结构参数

滤料一般为天然滤料：碎石、煤渣、卵石等滤料高度1.3-1.8m，滤料直径 d= 25-70mm承托厚度 0.2m，滤料总高 1.5-2.0米。布水：采用固定式喷嘴布水系统。水力负荷q= 1-3（m3/m2d）;有机负荷Fw =0.1-0.25kgBOD/ m3d;BOD去除率80-95%;出水BOD<25mg/L, NO-3<10mg/L。

2.2高负荷生物滤池、回流式生物滤池、塔式滤池（第二代工艺）的主要结构参数

其结构特征同普通滤池一样。其结构参数是：工作层高1.8m，滤料粒径40-100mm。承托层0.2m，粒径70-100mm。通风方式为：自然通风和机械通风。布水装置：多采用旋转布水器。工艺特征：有较高的水力负荷（一般为10-30 m3/m2d）和有机负荷（0.8- 1.2 kg BOD/ m3·d ）,较普通生物滤池提高数倍。采用 BIOFOR曝气生物滤池处理城市生活污水 ,对 COD、BOD 、SS的去除率分别达到 85. 98%、94. 72%、95. 72%。⑷

3生物滤池的构造

生物滤池的构造由滤床及池底、布水设备和排水系统三部分组成。

3．1 滤床及池底

滤床由滤料组成。滤料是微生物生长栖息的场所，理想的滤料具备如下特性：单位体积滤料的表面积要大，能为微生物附着提供大量的表面积。使污水以液膜状态流过生物膜。有足够的空隙率，保证通风（即保证氧的供给）和使脱落的生物膜能随水流出滤池。物理化学性质稳定，对微生物的增殖无危害作用不被微生物分解，也不抑制微生物生长。有一定机械强度。价格低廉。

早期主要以拳状碎石为滤料，此外，碎钢渣、焦炭等也可作为滤料，其粒径在3～8cm左右，空隙率在45%一50%左右，比表面积（可附着面积）在65～100 m2/ m3之间。从理论上，这类滤料粒径愈小，滤床的可附着面积愈大，则生物膜的面积将愈大，滤床的工作能力也愈大。但粒径愈小，孔隙就愈小，滤床愈易被生物膜堵塞，滤床的通风也愈差，可见滤料的粒径不宜太小。经验表明在常用粒径范围内，粒径略大或略小些，对滤池的工作没有明显的影响。60年代中期塑料工业发展起来以后，塑料滤料开始被广泛采用。(图1)和(图2)是两种常见的塑料滤料。图 2所示滤料。国内目前采用的玻璃钢蜂窝状块状滤料，孔心间距在20mm左右，孔隙率95%左右，比表面积在200 m2/ m3左右。球型轻质多孔生物滤料外表粗糙,比表面积大 ,是常规滤料的 4～6 倍 ,易于挂膜。堆积密度<1 g/cm ,使土建结构简单 ,大大降低土建费用。⑸生物填料在曝气生物滤池的建设投资中占有相当大的比重 ,填料的价格关系到曝气生物滤池技术的经济合理性，因此填料在生物过滤技术中处于核心地位。⑹

3.2布水设备

布水设备有固定式和可动式两种。如图，

3.2.1固定式布水装置

固定式布水装置由虹吸装置、馈水池、布水管道和喷嘴组成，喷水是间隙的，所以布水不均匀，配水的水头要高，配水池也较高（配水面高0.9～2.1m），故目前应用较少。

3.2.2可动式布水装置

可动式布水器组成及重要参数：水竖管和可旋转的布水横管组成，横管可以是多根，布水小孔的直径10～15mm，布水横管距滤料表面的高度0.15～0.25m，喷水旋转所需的水头0.6～1.5m，布水器在水压反推动力下旋转。旋转布水器的特点：布水比较均匀，淋水周期短，水力冲刷作用强。缺点是喷水孔易堵，低温时要采用防冻措施，仅适用于圆形池。

3.3排水系统

排水系统的作用：收集滤床流出的污水与生物膜、保证通风、支撑滤料。池底排水系统由池底、排水假底和集水沟组成。

池子底面坡度(0.01～0.03) ，排水沟坡度0.005～0.02。排水总渠坡度0.003～0.005。要保证不积淤流速(通常采用0.6m／s)，排水渠穿过池壁的地方，应设排水和通风孔洞，通风面积应不小于过水断面。排水口可设于池壁的一侧或数侧，但通风口必须均匀分布于池壁的两对边或四周。

4生物滤池的心脏—生物膜

4.1生物膜的概况

4.1.1生物膜定义

附着在构筑物挂膜介质上，并在其上生长和繁殖，由细胞内相外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构。

4.1.2生物膜的生物组成