生物膜法基本原理

冲洗时间/min
3~8 2~4 100 2~8 4~15 4~7
20~80 20~80 12h，3d 30~40
（二） 生物膜法的类型
3、生物转盘
（1）组成和构造
转盘载 厌 好 体 液氧 氧膜膜 膜
生物转盘有盘片、转轴和驱动装置 以及接触反应槽三部分组成。
盘片：具有轻质高强、耐腐蚀、耐老化、易于挂膜、不变形，比表面 及大等性质，盘片为圆型、正多角型。直径为2.0~3.6m之间，盘 片间距30mm。35%侵没于水中。
（二） 生物膜法的类型
（3）塔式生物滤池
B. 塔式生物膜的特点：
高负荷率：塔式生物滤池水力负荷可达80～ 200m3/(m2·d)，，为一般高负荷生物滤池的2~10倍，生 物膜生长速度快，活性较高。
微生物分层现象：在各层生长着种属各异、但适应该层特 征的污水，有助于微生物的生长和污染物质的去除。耐 冲击能力强，因此常用于高浓度工业废水二级生物处理 的第一级处理。塔式生物滤池适宜于小规模污水处理， 一般不超过10000m3/d。
（一） 概述
3、生物膜法的影响因素
（6）生物膜量及活性： （7）有毒物质：重金属离子、酚、氰等。 （8）营养物质：BOD5:N:P=100:5:1;微量元素。
（二） 生物膜法的类型
1、生物膜法的分类
生物膜法的工艺类型很多，根据生物膜法的反应器附着状 态，生物膜反应器可以划分为固定床和流动床两大类。
B.填料
多采用空心的拳状填料，如碎石、卵石、炉渣、 焦炭等，一般分工作层和承托层两层填充， 总厚度约为1.5~2.0m。工作层厚1.3~1.8m， 粒径介于25~40mm，承托层厚0.2m，填料 介于70~100mm。
C.布水
采用固定喷嘴布水系统，由投配池，布水管道 和喷嘴等几部分组成。运行方便，但水头较 大，喷水周期短5~8min。
（3）挂膜所需的环境条件与活性污泥培养菌时间相同， 要求进水具有合适的营养、温度、pH等，尤其是氮磷 等营养元素必须充足（BOD:N:P＝100:5:1），同时避 免毒物进入 ；
（三） 生物膜的培养驯化
2、培养生物膜过程中的注意事项
（24）生挂物膜接初触期氧，化由的于流膜程较少，可减少充气量，小的水力 负荷减少对生物膜的冲刷作用，增加填料的挂膜速度；
（二） 生物膜法的类型
（4）曝气生物滤池 A. 结构与处理过程：
底部设置承托层，上部为填料，在承托层设置曝气用的空气管及空气扩 散装置，处理水集水管间作反冲洗水管设置在承托层内。
B. 主要特征：
无需沉淀池，占地面积小； 以3~5mm的小颗粒作为填料，比表面积大，微生物附着力强； 无需污泥回流，无污泥膨胀，反冲洗自动化，维护管理方便。
塔身：分层建筑，在分层处设置格栅，每层高度不超过2.5m，每层都 应设检修口以便更换填料，并设置测量口和观察孔。
填料：塔式生物滤池宜于采用轻质填料，在我国使用比较多的是环氧树 脂固化的玻璃布蜂窝填料。这种填料比表面积大，结构均匀，有利 于空气流通和污水的均匀分布，不易堵塞。
布水和通风：大中型滤塔多采用电机驱动的旋转布水器，也可以用水流 的反作用驱动，小型的多采用固定喷嘴布水系统，也可采用多孔管 和溅水筛板布水；塔底有高度为0.4～0.6m的空间进行通风。
（5）挂膜初期由于生物膜适应能力差，往往会出现膜脱 落，尤其是采用工业废水进行驯化时，这是正常现象；
（6）冬季挂膜，周期延长2～3倍；
（7）通过调整水力负荷、改变回流水量等使生物膜均衡 脱落，保持膜的厚度在2mm左右。
（二） 生物膜法的类型
3、生物转盘
（3）生物转盘的工艺流程
（二） 生物膜法的类型
4、接触氧化
（1）生物接触氧化的特征
较强额耐冲击负荷能力，间歇运行的条件下，能够保证良 好的运行效果，对排水不均匀的企业 更具有实际意义。
操作简单、运行方便，易于管理，无需污泥回流，无污泥 膨胀；污泥少，颗粒大，易沉降。
高负荷生物滤池
滤料
布水器
承托层
排水系统
●基本原理：废水从上向下从滤料空隙间流过，与生物膜 充分接触，其中的有机污染物被微生物吸附并降解。
（二） 生物膜法的类型
（3）塔式生物滤池
A. 塔式生物膜的组成：塔式生物滤池一般高达8~24m，直径1~3.5m， 径高比介于1:6~1:8左右，呈塔状，由塔身、填料、布水系统、通风 和排水系统组成。
（3）膜脱落：在膜生长过程中，由于水力冲刷、重量下沉、 气体外逸、后生动物活动等左右，使生物膜不断的脱落、更 新，生物膜的更新脱落是完全必要的。
（一） 概述
2、生物膜的主要特点
（1）适应冲击负荷变化的能力强； （2）反应器内微生物的浓度高； （3）无污泥回流系统，剩余污泥产量低； （4）同时存在硝化和反硝化，氨氮去除效率高； （5）操作管理简单，运行费用低；
常见的生物膜法包括生物滤池、生物转盘、接触氧化等。
（二） 生物膜法的类型
2、生物滤池
（1）普通生物滤池 （2）高负荷生物滤池 （3）塔式生物滤池 （4）曝气生物滤池
（二） 生物膜法的类型
（1）普通生物滤池（滴滤池）
A. 池体 平面上呈现方形或矩形，池壁用砖石筑造，一 般高出填料表面0.5~0.9m。
时间计算。
（三） 生物膜的培养驯化
1、挂膜的方法
（21）生直物接接挂触膜氧法化—的—流生程物接触氧化池、塔式生物滤池
该方法是在合适的水温，溶解氧等环境条件及合适的pH、 BOD、C/N等水质条件下，让处理系统连续进水正常运 行。对于生活无数、城市无数或混有较大比例的生活污 水的工业废水可以采用直接挂膜法，一般经过7～10d 就可以完成挂膜过程。
接触氧化池是由池体、填料、支架及曝气装置、进出水装置以及排 泥管道等部件组成。
（二） 生物膜法的类型
4、接触氧化
（24）生物接触氧化的流设程计计算
按平均日处理量进行计算； 池座数一般不应小于两座，并按同时工作考虑； 填料层总高度一般取3m，当采用蜂窝填料时，应分层装填，每层高
1m，蜂窝内切孔径不宜小于25mm； 池中的溶解氧一般维持在2.5～3.5mg/L之间，气水比为15～20:1; 污水在池内有效接触时间不应少于2h; 生物接触氧化池的填料体积可按BOD－溶积负荷计算，亦可以按接触
驱动装置：动力设备，减速设备以及传动链条等，电力机械传动、空 气机械传动和水力机械传动，转速0.8~3.0r/min，外缘线速度以 15~18m/min为宜。
（二） 生物膜法的类型
3、生物转盘
（2）生物转盘的特征
微生物浓度高，F/M比为0.05~0.1； 污泥龄长，硝化细菌生长，能够实现硝化反硝化脱氮； 处理废水的范围广，耐冲击能力强； 污泥量少，约为活性污泥系统的1/2左右； 动力消耗低，每去除1kgBOD的耗电量约为0.7kwh；
（二） 生物膜法的类型
（4）曝气生物滤池
C. 曝气生物滤池的设计参数
生物滤池的特征 滤料直径/mm
参数
生物滤床高度/m
生物滤床单位面积/m2
运行参数
过滤滤速/[m3/(m2·h)] 曝气强度/[m3/(m2·h)] BOD5负荷/[kg/(m3·h)]
生物滤池的冲洗 水冲洗强度/[m3/(m2·h)] 气冲洗强度/[m3/(m2·h)] 冲洗周期
硬性填料
软性填料
半软性填料
球状悬浮型填料
（二） 生物膜法的类型
（2）高负荷生物滤池
与普通生物滤池相比，高负荷生 物滤池大幅度的提高了滤池的 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。
优点：均化与稳定进水的臭味。
具有多种净化功能，能够脱氮，可作为深度处理技术；
生物接触氧化工艺流程
进水 初沉池
生物接触氧化池
二沉池
出水
空气
？
回流污泥
剩余污泥
（二） 生物膜法的类型
4、接触氧化
（2）生物接触氧化的流程
A. 一级处理流程
B. 二级处理流程
C. 三级处理流程
（二） 生物膜法的类型
4、接触氧化
（23）生物接触氧化的流构程造
（二） 生物膜法的类型
（1）普通生物滤池（滴滤池）
D. 排水
排除处理后的污水，保证滤池良好的通风。排 水系统包括渗水装置、汇水沟和总排水沟， 底部空间的高度不应小于0.6m。
E.优点
处理效果好，BOD的去处效率可达95%； 运行稳定、易于管理、节省能源。
F.缺点
填料易堵塞； 占地面积大，不适合处理量大的污水； 产生滤池蝇，喷嘴产生臭味等，恶化环境。
（一） 概述
3、生物膜法的影响因素
（1）温度：10~35℃。
（2）pH：6.5~8.5，避免pH值的突然变化。
（3）水力负荷：水力负荷愈小，污水与生物膜接触时间 愈长，处理效果愈好。
（4）溶解氧：一般应维持在4mg/L左右。
（5）填料类型：影响填料载膜性质的因素有表面及大小、 表面亲水性、表面电荷、表面粗糙度、载体的密度、孔 隙率、强度等等。
（三） 生物膜的培养驯化
2、培养生物膜过程中的注意事项
（21）生开物始接挂触膜氧时化，的进流水程流量应小于设计值，可按设计流 量的20％～40％启动运转，在外观有生物膜生成时，流 量可提高60～80％，待出水效果达到要求时，提高至设 计标准；
（2）生物转盘中，用于硝化的转盘，挂膜时间要增加2～ 3周；
（二） 生物膜法的类型
（3）塔式生物滤池
B. 塔式生物膜的特点：
高负荷率：塔式生物滤池水力负荷可达80～ 200m3/(m2·d)，，为一般高负荷生物滤池的2~10倍，生 物膜生长速度快，活性较高。
微生物分层现象：在各层生长着种属各异、但适应该层特 征的污水，有助于微生物的生长和污染物质的去除。耐 冲击能力强，因此常用于高浓度工业废水二级生物处理 的第一级处理。塔式生物滤池适宜于小规模污水处理， 一般不超过10000m3/d。
生物膜法
概述 生物膜法的类型 生物膜的培养驯化
（一） 概 述
1、生物膜法的净化机理
（1）生物膜的形成：污水与挂膜介质 流动接触，微生物在介质表面生长， 经过一段时间后，介质表面将覆盖一 层膜状污泥，即生物膜。
（2）净化机理：当生物膜增厚到一定 程度后，在氧不能透入的里层为厌氧 状态，这样生物膜由好氧层和厌氧层 组成，好氧层一般为2cm左右。
（三） 生物膜的培养驯化
1、挂膜的方法
（2）生间物接接挂触膜氧法化—的—流普程通生物滤池、生物转盘
先将生活污水或工业废水的混合污水培养出活性污泥，然后 将该污泥或其他类似污水处理厂的污泥与工业废水一起放 入循环池，再用泵投入生物膜法处理设施中，出水和沉淀 池污泥回流到循环池，循环形成生物膜后通水运行，并加 入要处理的工业废水，可先投入20％的工业废水，逐步 加大工业废水的比例，直到全部都是工业废水。