生物处理---生物膜法共92页
《生物膜法》课件
目录 CONTENT
• 生物膜法概述 • 生物膜法的基本组成 • 生物膜法处理工艺流程 • 生物膜法处理效果影响因素 • 生物膜法处理技术的研究进展 • 生物膜法处理技术的前景与挑战
01
生物膜法概述
定义与原理
01
定义
生物膜法是一种利用微生物在 固体载体表面附着或累积形成 生物膜，通过膜的吸附、降解 等作用去除废水中有机污染物 的水处理技术。
生物膜稳定性
生物膜的稳定性对处理效果的稳定性 和持久性具有重要影响。
微生物种群结构与代谢特性
微生物种群结构
微生物种群结构对处理效果具有重要影 响，不同微生物种群对污染物的降解能 力不同。
VS
代谢特性
微生物的代谢特性直接影响污染物的降解 效率和产物，对处理效果具有重要影响。
05
生物膜法处理技术的研究 进展
证处理效果。
06
生物膜法处理技术的前景 与挑战
生物膜法处理技术的发展趋势
高效低耗
随着技术的不断进步，生物膜法 处理技术将朝着更高效、低能耗 的方向发展，提高处理效率的同
时降低运行成本。
多元化应用
生物膜法处理技术将拓展到更多领 域，如高浓度有机废水、重金属废 水等，满足不同行业的处理需求。
智能化控制
借助物联网、大数据等先进技术， 实现生物膜法处理技术的智能化控 制，提高处理过程的稳定性和可靠 性。
生物膜法处理技术的市场潜力
市场需求增长
随着环保意识的增强和排放标准 的提高，生物膜法处理技术的市 场需求将持续增长。
技术创新驱动
技术创新将推动生物膜法处理技 术的市场竞争力提升，开拓更广 阔的市场空间。
新型生物膜反应器的研究与应用
生物膜法ppt
生物转盘由盘片、转轴和驱动装置以及接触反应槽等部分组 成。
转盘交替地和空气与污水接触，经过一段时间后在转盘上 将附着一层栖息着大量生物的生物膜。
生物转盘具有微生物浓度高；生物相分级；泥龄长；生物 膜上的微生物食物链较长，污泥产量少等有点。
生物转盘工艺设计的主要内容是计算转盘总面积。
（四）、生物接触氧化
生物接触氧化处理技术的实质是在池内填充填料，已经充 氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速经填料。在填料上布 满生物膜，污水与生物膜接触，在生物膜上微生物的新陈代谢 功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化， 又称“浸没式生物滤池”。
三、生物膜的培养和驯化
使具有代谢活性的微生物污泥在生物处理系统中的填料上 固着生长的过程称为挂膜。挂膜也就是生物膜处理系统膜状污 泥的培养和驯化过程。
挂膜过程中回流沉淀池出水和池底污泥，可促进挂膜的早 日完成。一般有直接挂膜法和间接挂膜法。
挂膜时需要注意的事项。
四、生物膜法的运行管理
（一）生物膜系统微生物的特点及运行管理 （1）生物膜系统微生物的特点：厌氧和兼性厌氧 菌的比例高；丝状微生物数量较多；存在较高等 的微型动物；成层分布现象。 （2）生物膜系统运行中应特别注意的问题：
1.普通生物滤池
又称滴滤池，是生物滤池早期出现的类型。主要由池体、 填料、布水装置和排水系统组成。
1）填料
填料是生物滤池的主体，它对生物滤池的净化功能有直接影响。 应具备：
质坚、高强、耐腐蚀、抗冰冻；较高的比表面积；较大的孔隙 率等
2）布水装置
首要任务是向滤池表面均匀地撒布污水，适应水量的变化、不 易堵塞等
第二节生物膜法
3. 生物膜的形成与脱落
（1）挂膜
• 当污水均匀地淋洒在介质表面时，一部分废水被吸附于 滤料四周，成为滤料的附着水层（薄膜）。滤料间隙中 的空气可溶入水层作为溶解氧。由于条件适宜，附着于 水层中的微生物可吸附污水中的有机物，通过迅速分解 有机物而大量繁殖。此外，滤料表面也可吸附胶体物质 和截留悬浮物质，逐渐在介质表面形成黏液状的、含有 较多微生物的膜，称为生物膜，这个过程叫挂膜。
• 微生物不断生长繁殖，生物膜厚度不断增加，在结构上形成
了好氧层（1-2 mm），达到一定厚度时再形成厌氧层；
• 生物膜及其外围结构由外向内依次为：
污水
流动水层
附着水层
生物膜
（分为好氧层和厌氧层） 滤料
图3-8 生物膜及其外围结构示意图
（2）生物膜的脱落
• 当厌氧层厚度增加到一定程度时，厌氧层微生物得不 到营养而进入内源呼吸期，厌氧分解产生大量的硫化氢
法，构筑物被称为生物滤池，并迅速在欧洲和北美得到广 泛应用；
• 普通生物滤池：水力负荷1-4 m3/(m3滤料·d)，BOD5容积负 荷0.1-0.4 kg/ /(m3滤料·d)；
高负荷生物滤池：水力负荷5-40 m3/(m3滤料·d)，BOD5容 积负荷0.5-2.5 kg/ /(m3滤料·d)；
1. 生物转盘构造
图3-13 生物转盘的构造
• 盘片为质轻、高强、耐腐的
塑料，厚度2-10 mm，直径2-4 m，间距10-30 mm；
• 盘片串联在转轴上，转轴距槽
中水面10-25 cm，由反应槽两 端的支座支承，由电机带动
0.8-3 rpm低速旋转；
• 转盘的40%-45%浸没于Байду номын сангаас水中 ，其余露在空气中；
生物膜法
焦炭、炉渣、陶瓷滤料：
比表面积大、布水均匀、空隙小、易堵 塞，重量大；
适宜负荷低、生物膜生长慢污水； 焦炭、炉渣便宜；
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4)布水器、通风和排水系统：
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布水器：
固定喷嘴式、旋转布水式和移动式。 以旋转布水式为主。利用水压头（5-
10kPa）为旋转动力
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通风：
一般按气水比（100-150）：1确定风机 按需氧量计算（氧利用率<8%）。
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滤料
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早期主要以拳状碎石为滤料， 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。
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布水设备
布水设备有固定式和可动式两种。
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旋转布水器
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排水系统
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。
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处理效果
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缺点：
目前建设费用较高，占地面积大。
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1.2 生物滤池的工艺类型及典型应用
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）。
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普通生物滤池
1．主要结构参数： （1）滤料一般为天然滤料：碎石、炉渣、
卵石等 （2）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 （3）布水：采用固定式喷嘴布水系统
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二、常用生物膜法废水处理工艺
生物滤池（滴滤池） 塔式生物滤池 生物转盘 生物流化床
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生物膜法_精品文档
• 一、生物膜法的概述
•
污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污
水好氧生物处理技术。这种处理法的实质是使细菌和真菌
类的微生物、原生动物和后生动物一类的微型动物附着在
填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。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
• —盘片的形状。一般为圆形平板，现在开始采用正多角形 和表面呈同心圆状波纹或放射状波纹的盘片；
• —盘片的直径。一般介于2.0-3.6m之间；
• —盘片的间距。盘片的间距标准值为30mm，多级转盘，前数级的间距为2535mm，后数级为10-20mm；
• —盘片材料。平板盘片多以聚氯乙烯塑料制成，而波纹板盘片则多采用聚酯 玻璃钢制成。
线速度以15-18m/min为宜。
1.
图8-32 生物转盘构造
2.工艺和维护运行方面的特点：
• a.微生物浓度高。 • b.生物相分级。 • c.污泥龄长。 • d.耐冲击负荷。 • e.产生的污泥量较少，约为活性污泥处理系统的1/2左右，在水温为5-
20℃的范围内，BOD去除率为90%的条件下，去除1kgBOD的产泥量约 为0.25kg。 • f.动力消耗低，毎去除1kgBOD的耗电量约为0.7kwh。 • g.便于维护管理。 • h.发生二次污染的现象。 • i.生物转盘的流态，应按完全混合---推流来考虑。
• 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达活 性污泥法的5~20 倍，不会出现污泥膨胀现 象。
• ③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。
第十四章 生物膜法
2．处理水回流 高负荷生物滤池运行中，多用处理水回流，其优点：（1）
增大水力负荷，促进生物膜的脱落，防止滤池堵塞；（2） 稀释进水，降低有机负荷，防止浓度冲击； （3）可向生物滤池连续接种，促进生物膜生长； （4）增加进水的溶解氧，减少臭味； （5）防止滤池孳生蚊蝇。 一般认为在下述三种情况下应考虑出水回流： （1）进水有机物浓度较高； （2）水量很小，无法维持水力负荷在最小经验值以上时； （3）废水中某种污染物在高浓度时可能抑制微生物生长。
四、生物滤池系统的设计计算
1. 滤池类型和流程的选择 目前，大多采用高负荷生物滤池。当废水含悬浮物较多，
采用碎石滤料时，为防止滤池堵塞，通常设置初次沉淀池。塔 式生物滤池一般是单级的，可以考虑多层进水。回流式生物滤 池有单级的，也有采用二级滤池串联流程的。 2．生物滤池的设计计算
生物滤池的设计计算常用有机负荷和水力负荷法。设计负荷 一般通过试验确定。通过较长时间的连续运行试验，可以确定 合适的设计负荷。当没有条件进行试验时，也可以参考国内外 已有的生产经验，选定设计参数。但必须注意废水性质、气候 条件、滤池深度、滤料性质等不得相差太远。
生物转盘在实际应用上有各种构造型式，最常见是多级转盘串联，以延长处 理时间、提高处理效果。但级数一般不超过四级，级数过多，处理效率提高不 大。根据圆盘数量及平面位置，可以采用单轴多级或多轴多级形式。
生物转盘的盘片直径一般为1～3m，最大的达到4.0m。过大时可能导致转盘 边缘的剪切力过大。盘片间距（净距）一般为20～30mm，原水浓度高时，应 取上限，以免生物膜堵塞。盘片厚度一般为1～5mm，视盘材而定。转盘转速 通常为0.8～3.0r/min，边缘线速度为10～20m/min为宜。
3．旋转布水器计算
5.生物膜法
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培训讲义
生物膜中的物质迁移： 由于生物膜的吸附作用，在其表面有一层很薄的水层，称 之为附着水层。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得多。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，进而被生物膜所吸附。空气中 的氧也会进入生物膜。在此条件下，微生物对有机物进行氧化 分解和同化合成，产生的二氧化碳和其它代谢产物一部分溶入 附着水层，一部分到空气中去，污水从而得到净化。 由于生物膜厚度增大，致使其深层因氧不足而发生厌氧分 解，积蓄了硫化氢、氨气、有机酸等代谢产物。但供氧充足时， 仍然维持着生物膜的活性
50-60mg/l，会影响污泥絮体的形成 。 生物膜：20-30mg/L时，能降解到5-10mg/l （4）易于维护运行，节能，动力费用低
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培训讲义
（三）生物膜法的主要影响因素
• • • • • • • • • 生物膜法的主要影响因素有: 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
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（4）分段运行与优势菌种 分多段运行，每段繁衍于本段水质相适应的微生物 2、处理工艺方面的特征 （1）对水质、水量变动有较强的适应性
一段时间中断进水，对生物膜也不会有致命影响，通水 后易恢复 （2）污泥沉淀性良好 污泥比重较大 （3）能够处理低浓度废水 活性污泥：不适合处理低浓度的污水，若BOD长期低于
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培训讲义
二、生物膜法的主要形式
• （一）生物膜法的分类 • 生物膜法的工艺类型很多，根据生物膜反应器附着生长载 体的状态，生物反应器可以划分为固定床和流动床两大类。 在固定床中生长载体固定不动，在反应器内的相对位置不 变；而流动床中附着生长载体不固定，在反应器内处于连 续流动状态。流动床主要是流化床或流动床和生物转盘等， 流化床介质以流态化规律进行流动，流动床的介质的流动 是不规则，转盘与前两者不同的是其流动轨迹是固定的， 周而复始的固定的圆周。
生物膜法讲义
生物膜法生物膜法属于好氧生物处理方法。
他是依靠固着于固体介质表面的微生物来降解有机污染物质。
当含有大量有机污染物的污水连续不断地通过某种固体介质表面时，在介质的表面上会逐渐生长出各种微生物，当微生物的质（活性）与量（数量）积累到一定程度，便形成了生物膜。
生物膜内部主要是由细菌、真菌、原生动物、后生动物和一些藻类组成。
当污水与生物膜接触时，污水中的有机物，作为微生物的营养物质，被微生物所摄取，污水得到净化，微生物本身也在繁殖、生长。
生物膜法实质是污水土壤自净的人工强化过程，这种方法既古老，又是发展中的生物处理技术。
早在1893年英国在实验室中成功地应用了生物膜技术，并于1900年应用于污水处理领域。
利用生物膜净化污水的装置称为生物膜反应器。
迄今为止，属于生物膜处理法的反应器有生物滤池（包括普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池）、生物转盘、生物流化床及生物接触氧化等。
第一节生物膜的构造及净化机理一、生物膜的构造及其净化原理生物膜法净化污水的原理可用图（12-1）来说明。
污水流过固体介质（滤料）表面经过一段时间后，固体介质表面形成了生物膜，生物膜覆盖了滤料表面。
这个过程是生物膜法处理污水的初始阶段，亦称挂膜。
对于不同的生物膜法污水处理工艺以及性质不同的污水，挂膜阶段需天左右完成挂膜。
从图（12-1）中可以看出，固体介质（滤料）表面外，依次由厌氧层、好氧层、附着水层、流动水层组成了生物膜降解有机物的构造。
降解有机物的过程实质就是生物膜与水层之间多种物质的迁移与微生物生化反应过程。
由于生物膜的吸附作用，其表面附着着一层很薄的水层，称之为附着水层。
它相对于外侧运动的水流——流动水层，是静止的。
这层水膜中的有机物首先被吸附在生物膜上，被生物膜氧化。
由于附着水层中有机物浓度比流动层中的低，根据传质理论，流动水层的有机物可通过水流的紊动和浓度差扩散作用进入附着水层，并进一步扩散到生物膜中，被生物膜吸附、分解、氧化。
生物膜法资料
生物膜法生物膜法是一种利用生物膜中的微生物来处理废水的技术。
生物膜是一种生物学屏障，由微生物聚集在一起形成，形成一种薄膜状的结构。
在污水处理领域，生物膜法已经被广泛应用，其原理是通过生物膜中的微生物将有机废物和氮、磷等物质转化为无害的终产物。
生物膜法的基本原理生物膜法的基本原理是利用生物膜中的微生物附着在载体表面，通过对废水中的有机物和其他污染物进行降解和转化。
生物膜中的微生物通常包括细菌、真菌和原生生物等，它们通过代谢作用将有机物分解为无害的物质，并同化其中的营养物质用于生长繁殖。
生物膜法的应用领域生物膜法广泛应用于各种废水处理工艺中，包括污水处理厂、工业废水处理、生活污水处理以及农村污水治理等领域。
通过构建不同种类的生物膜反应器，可以针对不同类型的污水制定相应的处理措施，实现高效、节能、环保的废水处理效果。
生物膜法的优势相比传统的废水处理方法，生物膜法具有许多优势。
首先，生物膜法能够高效降解有机物，对COD和BOD等指标的去除效果显著。
其次，生物膜法具有稳定性强、抗冲击负荷能力强等特点。
此外，生物膜法操作简单、运行成本低，可以降低废水处理过程中的能耗和运营成本。
生物膜法的发展趋势随着环境保护和资源回收利用的要求不断提高，生物膜法在废水处理领域的应用前景十分广阔。
未来，生物膜法将继续发展壮大，技术不断创新，应用范围逐步扩大。
同时，生物膜法与其他污水处理技术相结合，形成多元化、综合化的废水处理系统，实现更加高效、环保的废水处理效果。
综上所述，生物膜法作为一种先进的废水处理技术，具有显著的优势和广阔的应用前景。
通过不断研究和创新，生物膜法将更好地满足社会对环保和可持续发展的需求，为改善水环境质量发挥重要作用。
生物膜法
6 污水的好氧生化处理（II）——生物膜法生物膜法和活性污泥法一样，同属好气生物处理方法。
但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则主要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。
与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特点：（1）固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。
（2）不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。
（3）由于微生物固着于固体表面即使增值速度慢的微生物也能生长繁殖。
而在活性污泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池。
因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向，膜中生物种群具有一定分布。
（4）因高营养级的微生物存在，有机物代谢时较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污泥量较少。
（5）采用自然通风供氧。
（6）活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。
（7）由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。
国外的运行经验表明，在处理城市污水时，生物滤池处理厂的处理效率比活性污泥法处理厂略低。
50%的活性污泥法处理厂BOD去除率高于91%，50%的生物滤池处理厂BOD去除率为83%，相应的出水BOD分别为14和28MG/L。
生物膜法设备类型很多，按生物膜法与废水的接触方式不同，可分为填充式和浸渍式两类。
在填充式生物膜法中，废水和空气沿固定的填料或转动的盘片表面流过，与其上生长的生物膜接触，典型设备有生物滤池和生物转盘。
在浸渍式生物膜法中，生物膜载体完全浸没在水中，通过鼓风曝气供氧。
如载体固定，称为接触氧化法；如载体流化则称为生物流化床。
目前所采用的生物膜法多数是好氧装置，少数是厌氧形式，如厌氧滤池和厌氧流化床等。
本章主要讨论好氧生物膜法。
６.1 基本原理生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利用膜内微生物将有机物氧化，使废水获得净化。
同时，生物膜内微生物不断生长与繁殖。
生物膜在载体上的生长过程是这样的：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呗吸附于固相表面上，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。