第十三章 生物膜法资料重点

2020/10/24
图 生物膜法基本流程
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一、生物膜的结构
1、生物膜的形成 生物膜的形成必须具有以下几个前提条件： ① 起支撑作用、供微生物附着生长的载体物
质：在生物滤池中称为滤料；在接触氧化工艺中 成为填料；在好氧生物流化床中成为载体；
② 供微生物生长所需的营养物质，即废水中 的有机物、N、P以及其它营养物质；
（1）优点
生物膜法对污水水质、水量的变化有较强的适应性、 管理方便，不会发生污泥膨胀。
微生物固着于载体表面，世代周期长较长的高级微 生物也能增殖，生物更为丰富、稳定，产生的剩余
污泥少。
（2）缺点
生物膜载体增加系统投资。
由于载体材料比表面积小，故设备容积负荷有限， 空间效率较低。
（二）教学重点： 1、生物膜法处理废水的基本原理； 2、生物膜处理构筑物的类型和构造； 3、生物膜法的工艺设计。
（三）教学难点：生物膜法系统的工艺设计。
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目录
第一节 基本原理 第二节 生物滤池 第三节 生物转盘 第四节 接触氧化法 第五节 曝气生物滤池和生物流化床概述
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图13-1 生物膜结构示意图 10
(2) 生物膜降解有机物的过程：
① 生物膜表层生长的是好氧和兼性微生物，在这里，
有机污染物经微生物好氧代谢而降解成H2O、CO2等。 ② 生物膜内层的微生物处于厌氧状态，在这里，进行
的是厌氧代谢，终产物为有机酸、乙醇、醛和H2S等； ③ 由于微生物不断繁殖，生物膜不断增厚，内层微生
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第一节 基本原理
一、概述 二、生物膜的结构 三、生物膜处理工艺的特点
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第一节 基本原理
生物膜法又称固定膜法，是与活性污泥法并列的一类 废水好氧生物处理技术；是土壤自净过程的人工化和 强化；与活性污泥法一样，生物膜法主要去除废水中 溶解性的和胶体状的有机污染物，同时对废水中的氨 氮还具有一定的硝化能力；
③ 作为接种的微生物。
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1、生物膜的形成
(1) 生物膜的形成：
含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动， 一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长， 形成一层薄的生物膜。
生物膜：附着在惰性载体表面生长的，以微生物为主， 包含微生物及其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面 的无机及有机物等组成，并具有较强的吸附和生物降解 性能的结构。
主要的生物膜法有：① 生物滤池：其中又可分为普 通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；② 生物转盘；③ 生物接触氧化法；④ 好氧生物流化床 等。
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定义
生物膜法是通过废水同固着于载体（如滤料） 表面的微生膜接触，生物膜吸附和氧化废水中 的有机物并同废水进行物质交换，从而使废水 得到净化的过程。
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二、生物膜处理工艺的特点
1、微生物方面的特征
(1) 微生物种类多样化： ① 相对安静稳定环境； ② SRT相对较长； ③ 丝状菌也可以大量生长，无污泥膨胀之虞； ④ 线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高； ⑤ 藻类、甚至昆虫类也会出现； ⑥ 生物膜上的生物：类型广泛、种属繁多、食物 链长且复杂。
附着生长法：微生物附着在某种载体上生长，并形 成生物膜，污水流经生物膜时，微生物与污水中的 有机物接触，完成对污水的净化。
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（一）教学要求： 1、了解生物膜法净化废水的机理。 2、掌握生物膜处理构筑物的类型和构造，曝气原理、方法及曝气 池的构造。 3、了解生物膜法运行方式影响因素，掌握其运行参数设计。 4、掌握生物膜法系统的工艺设计。
物得不到充分的营养而进入内源代谢，导致生物膜脱落。
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3、生物膜的更新与脱落
(1) 厌氧膜的出现：
① 生物膜厚度不断增加，氧气不能透入的内部深处将 转变为厌氧状态；② 成熟的生物膜一般都由厌氧膜和 好氧膜组成；③ 好氧膜是有机物降解的主要场所，一 般厚度为2mm。
(2) 厌氧膜的加厚：
ຫໍສະໝຸດ Baidu
+++ ++ ++ + ++
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(2) 生物膜上微生物的食物链较长： ① 动物性营养者所占比例较大，微型动物
的存活率较高； ② 食物链长； ③ 污泥产量少于活性污泥系统。
(3) 能够存活世代时间较长的微生物有利于硝 化作用的进行。
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2、在处理工艺方面的特征
水污染控制工程
第十三章 生物膜法
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根据微生物生长方式的不同，生物处理技术分为悬 浮生长法和附着生长法两类。
悬浮生长法的典型代表是活性污泥法，而附着生长 法则主要是指生物膜法。
悬浮生长法：通过适当的混合方法使微生物在生物 处理构筑物中保持悬浮状态，并与污水中的有机物 充分接触，完成对有机物的降解。
① 厌氧的代谢产物增多，导致厌氧膜与好氧膜之间的 平衡被破坏；② 气态产物的不断逸出，减弱了生物膜 在填料上的附着能力；③ 成为老化生物膜，其净化功 能较差，且易于脱落。
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(3) 生物膜的更新： ① 老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来；② 新生生 物膜的净化功能较强。
(4) 生物膜法的运行原则： ① 减缓生物膜的老化进程；② 控制厌氧膜的厚度；③ 加快好氧膜的更新；④ 尽量控制使生物膜不集中脱落。
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表1 生物膜和活性污泥中出现的微生物在类型、 种属和数量的比较
微生物种类 活性污泥 生物膜法 微生物种类 活性污泥法 生物膜法
细菌
++++ ++++
轮虫
+
真菌
++
+++
线虫
+
藻类
-
++
寡毛虫
-
鞭毛虫
++ +++ 其它后生动物
-
肉足虫
++ +++
昆虫类
-
纤毛虫 ++++ ++++
(2) 生物膜的成熟：
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。
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2、生物膜的结构
(1) 生物膜的性质：
① 高度亲水，存在 着附着水层；
② 微生物高度密集： 各种细菌以及微型动物， 这些微生物起着主要去除 废水中的有机污染物的作 用，形成了有机污染 物——细菌——原生物 (后生动物)的食物链。