生物膜废水处理
污水处理生物膜法
污水处理生物膜法污水处理生物膜法是一种常用的污水处理技术，它利用生物膜中的微生物来降解和去除污水中的有机物和氮、磷等营养物质。
以下是关于污水处理生物膜法的详细介绍。
一、引言污水处理是保护环境和人类健康的重要措施之一。
随着人口的增加和城市化的发展，污水处理的需求越来越迫切。
生物膜法作为一种高效、经济的处理技术，被广泛应用于污水处理领域。
二、污水处理生物膜法的原理污水处理生物膜法是利用生物膜中的微生物来降解和去除污水中的有机物和氮、磷等营养物质。
生物膜是一种由微生物和胞外多糖组成的生物会萃体，可以附着在固体支撑材料上形成膜状结构。
三、污水处理生物膜法的工艺流程1. 初级处理：污水经过格栅、沉砂池等设备进行初步去除固体悬浮物和沉淀物。
2. 生物膜反应器：污水进入生物膜反应器，通过搅拌和通气等措施，使生物膜附着在固体支撑材料上。
3. 生物膜降解：污水中的有机物被微生物降解为二氧化碳和水，同时氮、磷等营养物质也被去除。
4. 澄清池：经过生物膜反应器处理后的污水进入澄清池，其中的悬浮物和生物膜被沉淀下来。
5. 消毒处理：经过澄清池处理后的污水进行消毒，以杀灭其中的病原微生物。
6. 排放：经过消毒处理的污水可以安全地排放到水体中，或者进一步进行再利用。
四、污水处理生物膜法的优势1. 高效：生物膜法可以高效地去除污水中的有机物和营养物质，使得出水水质达到国家排放标准。
2. 节能：相比传统的活性污泥法，生物膜法的通气能耗更低，节约了能源。
3. 占地面积小：生物膜反应器的体积相对较小，可以节约土地资源。
4. 运行成本低：生物膜法不需要额外投加化学药剂，降低了运行成本。
5. 适应性强：生物膜法对水质波动和负荷波动的适应性较好，具有较高的稳定性和鲁棒性。
五、污水处理生物膜法的应用案例1. 某城市污水处理厂：该污水处理厂采用生物膜法处理城市生活污水，日处理能力达到10万吨。
经过处理后的水质达到国家一级A排放标准，可以安全地排放到周边水体中。
污水处理生物膜法
29.03.2021
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2. 生物滤池（i）
• 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，经较原始的间隙砂滤池和接触滤 池而发展起来的人工生物处理技术，已有百余年 的发展史。
• 污水长时间以滴状喷洒在块状填料层的表面上， 在污水流经的表面上会形成生物膜，待生物膜成 熟后，栖息在生物膜上的微生物即摄取流经污水 中的有机物作为营养，从而使污水得到净化。
3.1适应冲击负荷能力强
• 微生物主要固着于填料表面，微生物量比活性污泥法 要高得多，因此对污水水质水量的变化引起的冲击负 荷适应能力较强。即使短时间中断进水或工艺遭到破 坏，反应器的性能也不会受到致命的影响，恢复起来 较快，因此适用于处理高浓度难降解的工业废水。另 外，生物膜反应器还可以处理BOD5低于50~60mg/L 的进水，使出水BOD5降到5~10mg/L，这是活性污泥 法无法做到的。
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3.2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到活性污泥法 的5~20倍，因此处理能力大，一般不建污泥回流系 统；生物膜含水率比活性污泥低，不会出现活性污 泥法经常发生的污泥膨胀现象，能保证出水悬浮物 含量低，因此运行管理也比较方便。
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– 4.6 生物厚度及活性
• 生物膜的厚度要区分总厚度和活性厚度，生物膜中的扩散 阻力（膜内传质阻力）限制了过厚生物膜实际参与降解基 质的生物量。只有在膜活性厚度范围（70~100nm）内， 基质降解速率随膜厚度的增加而增加。当生物膜为薄层膜 时，膜内传质阻力小，膜的活性好。当生物膜厚度增大时， 基质降解速率与膜的厚度无关。各种生物膜法的适宜的生 物膜厚度应控制在159nm以下。随生物膜 厚度增大，膜内 传质阻力增加，单位生物膜量的膜活性下降，已不能提高 生物池对基质的降解能力，反而会因生物膜的持续增厚， 膜内层由兼性层转入厌氧状态，导致膜的大量脱落（超过 600nm即发生脱落），或填料上出现积泥，或出现填料堵 塞现象，从而影响生物池的出水水质。
ehbr生物膜原理
ehbr生物膜原理
“ehbr生物膜原理”
生物膜是一种由微生物构成的薄膜，在水中生长并附着在固体表面上。
ehbr生物膜原理是一种利用生物膜来处理废水和污水的技术原理。
通过生物膜的作用，将废水中的有机物和氮、磷等营养物质转化为微生物生长的底物，并最终将其转化成无害的物质，从而达到净化水质的目的。
ehbr生物膜原理的基本过程包括生物膜的形成和生物膜的处理。
在生物膜的形成过程中，通过在水中添加适当的微生物菌群和底物，使其在固定填料或者滤料上生长形成厚度适当的生物膜。
而在生物膜的处理过程中，将待处理的废水通过生物膜系统，微生物菌群在生物膜上生长并附着，利用底物进行生长代谢，将废水中的有机物、氮、磷等营养物质降解成较为稳定的物质，从而实现废水的净化处理。
要求低等优点。
因此，在废水处理和城市污水处理中，ehbr生物膜原理技术被广泛应用。
它不仅可以有效地净化水质，还能够节约能源、减少化学药剂的使用，对环境也没有二次污染，是一种非常理想的废水处理技术。
试卷题目：
1.ehbr生物膜原理是什么？
2.ehbr生物膜原理的基本过程包括哪些步骤？
3.ehbr生物膜原理技术的优点有哪些？
答案：
1.ehbr生物膜原理是一种利用生物膜来处理废水和污水的技术原理。
2.ehbr生物膜原理的基本过程包括生物膜的形成和生物膜的处理。
水质稳定性要求低等。
生物膜法处理废水的基本原理及生物膜从载体上脱落的原因
生物膜法处理废水的基本原理及生物膜从载体上脱落的原因废水处理是环保领域中的重要课题，生物膜法作为一种高效的废水处理技术受到广泛关注。
本文将介绍生物膜法处理废水的基本原理，并探讨生物膜从载体上脱落的原因。
一、生物膜法处理废水的基本原理生物膜法是一种利用生物膜附着在固体载体上进行废水处理的技术。
其基本原理是通过生物膜中的微生物对污水中的有机物和氮磷等进行生物降解，将有害物质转化为无害或低毒的物质。
在生物膜法中，生物膜的形成离不开两个重要的过程：附着和生长。
附着是指微生物通过黏附力和胞外聚合物附着在载体表面，形成初级生物膜。
而生长则是指微生物在生物膜上不断分裂繁殖，形成成熟的生物膜。
一般而言，废水处理中常用的载体有填料、膜和纤维束等。
这些载体的表面具有丰富的微观和宏观特征，提供了良好的附着场所。
载体表面的粗糙度和亲水性可以增加微生物的附着能力，促进生物膜的形成。
生物膜法处理废水的优点在于可以实现高效的有机物去除和较低的能源消耗。
此外，生物膜法还具有稳定性强、抗冲击负荷能力强和对多种废水类型适应性强等特点。
因此被广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理以及农村生活污水处理等领域。
二、生物膜从载体上脱落的原因尽管生物膜法具有许多优点，但生物膜从载体上脱落是其面临的一个主要问题。
生物膜从载体上脱落会导致废水处理效果下降，增加操作难度和运行成本。
1. 水力剥离生物膜从载体上脱落的主要原因之一是水力剥离。
水力剥离是指在流体作用下，生物膜因为生物量过大或水力剪切力过高而脱落。
当载体内部的流速增大时，流体产生的水力剪切力会超过微生物与载体之间的黏附力，导致生物膜剥离。
此外，当废水中的固体颗粒过大或浓度过高时，也会增加水力剪切力，促使生物膜脱落。
2. 机械剥离除了水力剥离外，机械剥离也是生物膜脱落的一个重要原因。
机械剥离是指在搅拌、曝气等操作中，由于载体表面的物理刺激或碰撞力而使生物膜脱落。
在废水处理过程中，常常需要进行搅拌、曝气等操作，以保持溶氧和振动条件等。
生物膜处理污水的原理
生物膜处理污水的原理
生物膜处理污水的原理是利用生物膜中的微生物来降解污水中的有机物质和其他污染物。
在生物膜处理系统中，污水首先通过物理处理去除较大的固体颗粒和悬浮物，然后进入生物反应槽。
在反应槽内，有氧条件下的生物膜处理系统利用空气氧化作用中的氧气，支持生物膜中的氧气要求。
微生物通过附着在生物膜表面或沉积物上，并利用有机物质作为其碳源，进行降解。
在生物膜内，存在不同类型的微生物，包括细菌、真菌和藻类等。
这些微生物通过附着在生物膜表面形成生物膜，并形成复杂的微生物群落。
当污水流经生物膜时，微生物利用有机物质进行代谢活动，将有机物质分解为较小的化合物。
这些分解产物可以进一步被微生物利用或排出系统。
生物膜处理系统所附着的微生物群落对不同污染物具有一定的选择性。
例如，一些微生物可以分解废水中的氮化合物和磷酸盐，从而减少环境中的营养物质。
其他微生物可以分解有机物质，如脂肪酸、蛋白质和碳水化合物等。
这种微生物的降解作用促进了污水处理中的有机物质的去除。
此外，生物膜的存在还可以防止有毒物质进入系统中。
微生物附着在生物膜上形成了保护层，有助于防止有毒物质对微生物的损害。
这样，生物膜处理系统能够有效地处理含有较高有机负荷的污水。
总体而言，生物膜处理污水的原理是通过利用生物膜中的微生物降解污水中的有机物质和其他污染物。
这种处理方式具有高效、可靠、经济、环保的特点。
生物处理污水方法
生物处理污水方法生物处理污水是一种利用微生物来降解和去除污水中有机物和氮、磷等污染物的方法。
它通常包括生物接触氧化法、生物膜法和生物固体床法等几种常见的处理工艺。
下面将逐一介绍这些方法。
1. 生物接触氧化法：生物接触氧化法是一种将微生物暴露在有机物浓度较高的废水中，利用微生物进行氧化降解的方法。
这种方法一般采用曝气池或曝气槽作为反应器，通过向污水中通入大量的空气使废水中的溶解氧浓度提高，从而促进微生物的生长和代谢活动，进而降解和去除有机物。
这种方法具有设备简单、运行稳定等优点，但处理效果较差，对氮和磷等无机污染物的去除效果不理想。
2. 生物膜法：生物膜法是一种建立在固体或多孔载体表面的微生物附着生长的处理方法。
常见的生物膜法包括生物滤池、旋转生物接触氧化器和固定化生物膜等。
这些方法的共同特点是将微生物附着固定在载体上，使其形成一种稳定的生物膜，通过附着生物膜中的微生物对污水中的有机物进行降解和去除。
生物膜法具有生物量大、处理效果好、容量小等优点，但运行和管理成本较高。
3. 生物固体床法：生物固体床法通过在固定床中填充一种适合微生物生长的介质，使微生物生长附着在介质表面，利用微生物对污水中的有机物进行降解和分解。
常见的生物固体床法有生物过滤器和人工湿地。
生物过滤器是将微生物附着在载体上，通过废水中的有机物通过载体床层时被附着的微生物进行降解。
人工湿地则利用湿地植物和湿地介质的综合作用，通过植物的吸收和微生物的降解，对污水中的有机物和氮、磷等进行降解和去除。
生物固体床法具有处理效果稳定、操作简便、成本较低等特点，对一些特定的污水处理有较好的效果。
以上所介绍的生物处理污水方法都是通过利用微生物对有机物进行降解和去除的。
这些方法各有优势和适用范围，可以根据实际情况选择合适的处理工艺。
在实际应用中，还可以将以上几种方法进行组合，形成一种复合处理工艺，以更好地适应不同种类和浓度的污水处理需求。
污水处理生物膜法
生物接触氧化法的工艺设计
生物接触氧化法的工艺设计主要包括氧 化池的有效容积、剩余污泥排放量、需 氧量和曝气系统设计。设计方法与活性 污泥法相似。具体见实例计算 污泥法相似。具体见实例计算
b—固定式布水 固定式布水 器
排 水 系 统
收集滤床流出的污水与生物膜 作 保证通风 用 支撑滤料
排水通风系统
生物滤池性能的影响因素
（1）滤池高度 从上往下，随着滤床深度的增加，生 物量逐渐减少，微生物的种类逐渐增多，生物相趋于 复杂。由于微生物量和有机物浓度随深度的增加逐渐 降低，所以污染物的去除速度逐渐降低 （2）负荷率 a．有机负荷率(容积有机负荷率和面积 有机负荷率) b．水力负荷率(面积水力负荷率和容积 水力负荷率, 面积水力负荷率又称过滤速度或空池流 速。水力负荷的变化将直接影响有机负荷率、空池流 速和水力冲刷作用) （3）回流 （4）供氧 影响自然通风效果的主要因素是滤池内外 的气温差和滤层高度
污水的生物处理——生物膜法 污水的生物处理——生物膜法
概述
生物膜法
生物滤池 生物转盘 生物接触氧化 生物流化床 生物膜法的运行管理
生物膜法的基本原理
生物膜法利用固着生长的微生物— 生物膜法利用固着生长的微生物—生物膜的代 谢作用去除有机物，有厌氧和好氧两种，主要 适于处理溶解性有机物。污水同生物膜接触后， 溶解性有机物和少量悬浮物被生物膜吸附并降 解为稳定的无机物（CO 解为稳定的无机物（CO2、H2O等） 1.生物膜的形成和结构 1.生物膜的形成和结构 2.生物膜法基本流程 2.生物膜法基本流程 3.生物膜的净化过程 3.生物膜的净化过程 4.生物膜法的分类和特点 4.生物膜法的分类和特点
塔式生物滤池示意图
交替式二级生物滤池法
mbbr工艺设计参数
mbbr工艺设计参数
MBBR（Moving Bed Biofilm Reactor）是一种生物膜工艺，用
于废水处理。
设计参数包括：
1. 水力停留时间（Hydraulic Retention Time, HRT）：指的是废水在MBBR中停留的时间，一般为4-8小时，根据废水的水
质和处理要求进行调整。
2. 污泥停留时间（Sludge Retention Time, SRT）：指的是污泥
在MBBR中停留的时间，一般为15-30天，根据废水的水质
和处理要求进行调整。
3. 塑料填料（Plastic Media）：MBBR中填充物的种类和规格
对工艺性能有很大影响，常用的填料有流态化床填料和生物膜填料等。
4. 曝气量（Aeration Rate）：指的是MBBR中曝气系统供氧的量，一般根据废水的氧需求量和温度等因素进行调整。
5. 混合方式（Mixing Mode）：MBBR中废水与填料的混合方
式也会影响工艺效果，常用的混合方式有机械搅拌和曝气搅拌等。
6. 运行温度（Operating Temperature）：MBBR的运行温度一
般在25-35摄氏度之间，根据废水的特性和工艺要求进行控制。
7. 氧化-还原电位（Redox Potential）：废水中的氧化还原电位
对MBBR的脱氮和脱磷等过程有影响，通常需要在适当范围内进行调控。
以上为一些常见的MBBR工艺设计参数，具体的设计参数还需要根据废水的特性、处理要求以及实际操作情况进行调整。
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什么是生物膜法
定义：以生物膜作为去除废水中的污染物主体的工艺，
通称为生物膜法工艺又称固定膜法，
一类废水好氧生物处理技术； 起源：土壤自净过程的人工化和强化； 处理对象：废水中溶解性和胶体状的有机物及氮素污染物； 生活污水或城市废水，以及个别工业废水； 分类 生物滤池； 生物转盘； 生物接触氧化工艺； 生物流化床；
纤毛虫
2、工艺运行特征
1)、适应性强（对水质、水量等的变化）；
2)、剩余污泥的沉降性能良好，易于分离； 3)、能够处理低浓度污水； 4)、易于维护运行，运行费用少。
研究成果
• 自然水体中影响生物膜形成的最主要因素—水文 条件。水流速度、光照、基底类型等
• 生物膜上的主要成分铁氧化物、锰氧化物和有机 质，被认为是影响痕量金属在固体表面吸附的3个 。 最重要的因素（pH 6±0.1；25 C 连续搅拌24 h)
陶粒
无机类载体
无机类载体有砂子、碳酸盐类、各种玻璃材料、沸石类、 陶瓷材料、炭纤维、矿渣、活性炭、金属等。 活性炭纤维：不仅比表面积大，孔径分布集中在微孔范 围内，还具有很好的生物相容性，是良好的生物膜载体 材料 陶粒：陶粒具有巨大的比表面积，可附着较大量的微生 物，同时增高了氧气在水中的传质效果 ，因此成为目前 应用最广泛的水处理生物膜无机载体。
载体
a
水流
载体
b
载体
c
载体
d
生物膜的成熟
成熟标志：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。
成熟所需时间：在20C下处理城市污水时， 生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天 左右
生物膜的更新与脱落
厌氧膜的加厚：
①生物膜处于老化状态，净化功能变弱，易于脱 落。 ②厌氧代谢产物增多，减弱生物膜的附着能力； ③破坏厌氧膜与好氧膜之间的平衡；
• 生物膜吸附铅镉主要是由膜上铁氧化物、锰氧化 物控制的。锰氧化物 吸附铅 • 铁氧化物 吸附镉
• 水深的增加，膜上铁、锰、铝氧化物含量逐渐 降低。水越深，光照越少，溶解氧也减少，影 响微生物的活动。 • 颗粒物对重金属的吸附能力随粒度增大而减小 • 生物膜浓度与吸附铅、镉的关系：生物膜浓度 吸附铅、镉的最大吸附量呈
净化机理概述 生物膜法的实质 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。
它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。
2 生物膜法基本概念
有机氯农药能够促进生物膜对Cd的吸附，降 低了对Pb的吸附能力
生物膜的载体
作用：起支撑生物膜的作用，为生物膜提供附
着生长固定表面的材料
从根本上分类：无机类载体
有机类载体
载体主要性能：
①比重略大于1； ②表面比较粗糙，比表面积大； ③易成膜，对微生物无毒性； ④不会与废水中的物质发生反应； ⑤价廉易得。
生物膜法及生物膜材料介绍
生物膜法
原 理
1、概述
2、生物膜法基本概念
载 体 材 料
无机类载体 有机类载体
1 概
述
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。
两 者 区 别
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 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
形成过程：含有营养物质和接种微生物的污水在 填料表面流动，经过一定时间后，污水中的微生 物会在填料表面附着增殖和生长，形成一层薄的 生物膜。
生物膜结构图
9
微生物的生长
是通过废水中有
机营养物的吸附、 传递及氧向生物
水流
膜内部的传递扩
散等过程促进生 物膜中微生物对 有机基质的氧化 降解作用维持的。
Biofilm on smooth surface
Thank you!
生物固体浓度与载体投加量有直接关系 。
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。
活性炭
火山岩
有机类载体
有机类载体是生物膜技术发展中应用最广泛
的主要载体材料。 这类载体主要有PVC、PE、PS、PP、各类树脂、 塑料、软性或半软性纤维等，其中具有不同 功能的聚合物类载体，如PVC、PE、PS、PP等 发展很快，在实际中应用最为广泛。
球状悬浮型载体
半软性载体
硬性填料
生物膜和活性污泥中微生物种类与数量的比较
微生物 细 菌 活性污泥法 生物膜法 微生物 轮 虫
活性污泥法 生物膜法
++++ ++ ++ ++ ++++
++++ +++ ++ +++ +++ ++++
+ +
+++ ++ ++ + ++
真 菌
藻 类 鞭毛虫 肉足虫
线 虫
寡毛虫 其它后生动 物 昆虫类
软性填料
立体弹性有机合成高分子生物膜材料： 聚酯类可降解聚合物生物膜 载体、聚烯烃改性类可降解生物膜载体 在低C/N比率下，可降解材料即作为微生物的载体，也可为 微生物提供碳源
发展生物降解聚合物载体的高孔隙度是为了提高生物量附着 改性使载体具有亲水性。目前研究较多的有
PHB聚3羟基丁酸（poly-3-hydroxybutyric acid）
PCL聚己酸内酯 (polycaprolactone) PBS聚丁二醇丁二酸酯（ poly butylene succinate ） PLA聚乳酸（ poly lactic acid）
生物膜上占优势菌种：球菌和杆状菌
Biofilm on rough surface
什么是生物膜
• 是附着生长在固体状材料表面的由多种微 生物形成的膜状生物聚集体； • 固体状材料： 滤料——生物滤池； 填料——生物接触氧化工艺； 转盘——生物转盘； 载体——生物流化床
1、生物膜的形成
前提条件： 载体——填料或称滤料； 营养物质——有机物、N、P及其它由污水提供； 接种微生物——由污水自行提供，或接种；
生物膜的更新：
①老化膜脱落，新生膜会重新生长； ②新生膜具有更强的净化功能。
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
生物膜法的特征
1、微生物方面特征
2、工艺特征
1、微生物方面的特征
1)、微生物种类多样化； 2)、生物膜上微生物的食物链较长；
3)、能够存活世代时间较长的微生物