_第五章生物膜

昆虫的幼虫等组成的生态系统及对有机物的降解
达到了平衡、稳定）生物膜成熟一般需200C,30
天左右，生物膜表层生长的是好氧和兼性微生
物，厚2~3mm，剩余、回流污泥含水96-98%。
原理：微生物附着在介质“滤料”表面上，形成生物膜， 污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物、DO 被微生物吸附转化为H2O、CO2和微生物 细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般直接来
排水、通风系统 包括：渗水装置、汇水沟、总排水沟 作用：①收集滤床流出的污水与生物膜
②保证通风 ③支撑滤料
优、缺点
✓ 优点：
（1）BOD的去除率较高，工艺稳定，易 于管理和节省能源。
（2）有机物被深度转化，出水中硝酸盐 含量较高，残膜呈深棕色，类似腐殖质， 沉淀性能较好。
✓ 缺点：
（1）负荷低、占地面积大，不适合处理量较大 的污水，仅在污水量小(适合处理1000m3/d), 地区偏僻，石料不贵的场合；
自大气。 随时间增长，微生物膜越来越厚，里层成 为厌氧，释放出大量H2S、 NH3等气体，同时吸 附的有机物在传递到生物膜内层的微生物以前， 已被代谢掉。此时，内层微生物因得不到充分的 营养而进人内源代谢，失去其粘附在滤料上的性 能，膜不稳定，大量脱落即膜的老化。尽量避免 膜老化现象。滤料表面再重新长出新的生物膜。
物和水接触机会少，自然通风）； （2）需要滤料和滤料支撑结构，基建费较高。
生物膜法的 主要工艺
第二节 生物滤池
(需要时)
水回流 (需要时)
剩余污泥
根 生据 物负 滤荷 池分
类
普通生物滤池（低负荷） 高负荷生物滤池 塔式生物滤池
影响生物滤池功能的主要因素
Ø 滤床的比表面积和孔隙率 ——滤料表面积愈大，生物膜的表面积也愈大，
到连续投配的废水，因而其工作较稳定；
——均衡滤池负荷，提高滤池的效率； ——加大水力负荷，可以冲刷去除老化生物
膜，降低膜的厚度，抑制厌氧层保持活性
并抑制滤池蝇的孳生，防膜大块脱落； ——可以稀释和降低有毒有害物质的浓度以
及进水有机物浓度，减轻臭味。
有溢水孔口的
由于进水管是固定的，而布水管是旋转的，所以进水管与布水管之间需 要安装密封装置，保证水通畅流入横管,并防污水流出有两种，一种是 水银密封，二是机械密封。水银密封有毒性，且容易流失，需要经常添加， 维护成本较高,水头损失0.25~0.8米；
进水 高负荷生物滤池（连续配水，水量大） 通过限制进水BOD和处理水回流达到提高负 荷目的。其进水BOD5≤200mg/L，否则处理 水回流稀释。
——有机负荷高，生物膜增长快，需要较高 的水力负荷，一般是通过出水回流解决
Ø水回流 对于高负荷生物滤池与塔式生物滤池，常采
用水回流。其优点： ——不论原废水的流量如何波动，滤池可得
>14
<3 2.5 3.3 4.4 5.7 7.5 3~6 3.3 4.4 5.7 7.5 9.6 >6 4.4 5.7 7.5 9.6 12
布水横管 D1(mm)
50 63 75 100 125 150 175 200 250
流量模数K值
K值(L/s)
K2
6
36
11.5
132
19
361
43
布水器水头损失
0.2~1m
布水横管底与滤料层表面距离(H4)
0.15~0.25mm
（二）几种具有代表性的流程 P207
R
当原污水浓度较高，或对处理水质要求较高时
污水冬季 年平 平均温度 均气
(0C) 温(0C)
K1值 滤池滤料层高度
2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
8~10 10~14
圆形，池子个数>2， BOD容积负荷≤1200gBOD/m3 .d?
水力负荷10~30m3/m2.d， BOD去除率75~90%，
工作层：层厚1.8m，粒径40~70mm， 承托层：层厚0.2m，粒径70~100mm， 滤层高2~4米，>2m人工通风,<2m自然 用卵石、石英砂或聚氯乙烯、聚丙烯塑料
（2）滤料易堵塞，如果不预处理充分，含悬浮 物浓度较高的污水进入滤池或生物膜大量脱 落，可使滤料堵塞；
（3）产生滤池蝇，影响环境卫生； （4）喷嘴喷洒污水较高，散发臭味。
二、高负荷生物滤池 (high-rate tricking filters)P205
（一）构造 池体
滤料
构 造
布水装置
rotating distributor
与污水接触机会多，净化功能就愈强； ——孔隙率大，则滤床不易堵塞，通风效果好，
可为生物膜的好氧代谢提供足够的氧； ——滤床的比表面积和孔隙率愈大，扩大了传质
的界面，促进了水流的紊动，有利于提高净 化功能。
Ø滤床的高度 ——滤床的不同高度，生物膜量、微生物种类、
去除有机物的速度等方面都是不同的； ——滤床的上层，废水中的有机物浓度高，营养 物质丰富，微生物繁殖速度快，生物膜量多且主 要以细菌为主，有机污染物的去除速度高； ——随着滤床深度的增加，废水中的有机物量减
的水力负荷，一般是通过出水回流解决
Ø供氧 一般是自然通风； 影响滤池自然通风的主要因素： ①池内温度与气温之差； ②滤池高度； ③滤料孔隙率及风力等； ④滤池堵塞也会影响通风。
一、普通生物滤池 (low rate trickling filters ) P201
池体
方形、圆形或矩形，池壁高出滤料0.5~0.9米, 池子个数>2，水力负荷1~3m3/m2.d， BOD容积负荷150~300gBOD/m3 .d BOD的去除率一般为85~95%；
膜能随水流出滤池； ④不被微生物分解，也不抑制微生物生长，有
较好的化学稳定性； ⑤有一定机械强度； ⑥价格低廉。
滤料的孔隙率在45%左右时，滤料的比表 面积约为65～100m2/m3。（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）
机械密封的缺点是转动阻力大，一般需要外加动力装置能 旋转，并且容易被腐蚀，使用寿命较短。
名称
一般规定
布水横管数目
布水器直径 （D2） 布水横管长度（L） 布水横管直径（D1） 布水小孔直径（d）
布水小孔与中心距离（r）
2~4根 D-200 mm D滤池内径
0.5 D2 50~250mm 10~15mm 由75~800mm
少，生物膜量也减少，微生物从低级趋向高 级，有机物去除速度降低； ——有机物的去除效果随滤床深度的增加而提 高，但去除速率却随深度的增加而降低。
Ø有机负荷与水力负荷 ——有机负荷—kgBOD5/m3.d； ——水力负荷： ＠水力表面负荷----m3/m2.d，或m/d； ＠水力容积负荷---- m3/m3.d ——有机负荷高，生物膜增长快，需要较高
采用轻质滤料,如蜂窝形塑料或玻璃钢
滤料
填料,每层滤料高度≤2.5m，分层处
构
设格栅,层高不大于0.5m,每层设检修孔、测温 孔、观察孔，塔顶高出滤料0.5米左右，
造
布水装置
大、中型用旋转布水器 小型用固定式喷嘴布水器
通风与集水
底部设集水池，水池上部有许多通风窗口 （多自然通风,也可鼓风机通风）， 有效面积≥7.5~10%滤池面积,集水池 最高水位与滤料底层间距≥0.5米
1849
86.5
7482
134
17965
209
43680
300
90000
560
313600
（五）优、缺点 优点： （1）有机负荷大，占地面积小； （2）有较高的水力负荷能冲走老化的生物膜，
促进新生物膜，防止堵塞。 缺点： （1）BOD去除率较低，一般为75%~90%； （2）进水BOD小于200mg/l； （3）只有在负荷率较低时，出水才含有较低的
生物膜越长越多?
二、生物膜的特点
P196
1、微生物相方面的特征
（1）参与净化反应微生物多样化；
（2）生物的食物链长，使污泥量较活性污泥法
少1/4；
（3）能够存活世代时间较长的微生物(污泥附着 在载体上，污泥泥龄长，如硝化细菌)。
2、处理工艺特征
P197
（1）污泥沉降性能好（动物成分多，比重大），
“ 精加工” 。
生物滤池采用回流比在50%-100%, 出水溶解氧控制在3-4mg/L
三、塔式生物滤池(biotower)
（一）特征 P206
池体
圆形，进水BOD≤500mg/L或处理水回流 塔高8~24米，塔径0.5~3.5米塔径:塔高=1:5~8,
池个数>2，水力负荷80~200m3/m2.d， BOD容积负荷1000~3000gBOD/m3 .d,
宜于固液分离，不产生污泥膨胀；
（2）对水质水量变动有较强的适应性(生物类多)；
（3）能处理低浓度污水(活性污泥>50~60mg/L,
生物膜>20~30mg/L) ，产生的污泥量少（污
泥量较活性污泥法少）；
（4）易于维护运行、节能(无污泥膨胀、有时不需
要泥回流）。
3、缺点 （1）处理出水浑浊、有机物去除率较低（微生
易引起滤料堵塞； （2）基建投资大，BOD去除效率低，只适合
小型污水处理厂小于1万m3/d； （3）废水在塔内停留时间短，降解效率低； （4）供氧不如曝气池充足，易产生厌氧。
第三节 生物转盘
第五章 生物膜
第一节 基本原理
一、生物膜的形成和构成
P190
1893年英国Corbett在Salford创建了第一
个具有喷嘴布水装置的生物滤池。
生物膜的形成：污水与滤料流动接触，滤料