生物膜法

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1.2.3 生物膜的更新脱落
在处理过程中，生物膜总是在不断地增长、 更新、脱落的。造成生物膜不断脱落的原因有：水 力冲刷、由于膜增厚造成重量的增大、原生动物使 生物膜松动、厌氧层和介质的黏结力较弱等。其中 以水力冲刷最为重要。从处理要求看，生物膜更新 脱落是完全必要的。
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1.3 生物膜法的主要特点
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2.1 生物膜法的分类
根据生物膜反应器附着生长载体的状态，可以 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。
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2.2 生物滤池
2.2.1 普通生物滤池 2.2.2 高负荷生物滤池 2.2.3 塔式生物滤池 2.2.4 曝气生物滤池
转轴中心与接触反应槽液面的距离一般不应小于150mm，应保
证转轴在液面之上，并根据转轴直径与水头损失情况而定。转轴
中心与槽内水面的距离与转盘直径的比值在0.05～0.15之间，一
般取0.06～0.1。
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2.3 生物转盘
2.3.1 生物转盘的组成与构造特点 （d）驱动装置
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2.3 生物转盘
2.3.1 生物转盘的组成与构造特点
（c）转轴
转轴是支承盘片并带动其旋转的重要部件。转轴两端安装在固 定在接触反应槽两端的支座上。转轴一般采用实心钢轴或无缝钢 管。转轴的长度一般应控制在0.5～7.0m之间，不能太长，否则往 往由于同心度加工欠佳，易于挠曲变形，发生磨轴或扭断，其强 度和刚度必须经过力学的计算。其直径一般介于50～80mm。
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2.2.1 普通生物滤池
普通生物滤池，又名滴滤池，是生物滤池早期出现的类型。
碎石填 料
布水器
滤池底板
排水设备
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2.2.1 普通生物滤池
① 普通生物滤池的构造
由池体、填料、布水装置和排水系统四部分组成。
池体具有围护填料的作用，应当能够承受填料压力，一般多用砖石 砌造。池壁可筑成带孔洞和不带孔洞的两种形式，池壁一般应高出填 料表面0.5～0.9m。池体的底部为池底，作用是支撑填料和排除处理水。
日污水量不高于1000m3的小城镇污水或有机性工业废水。
③ 普通生物滤池的优缺点
优点：
处理效果良好，BOD5的去除率可达95%以上； 运行稳定、易于管理、节约能源。
缺点：
占地面积大、不适于处理量大的污水；
填料易堵塞；
产生滤池蝇；
喷嘴喷洒污水散发臭味。
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2.3 生物转盘
生物转盘是一种好氧处理污水技术，由水槽 和一组圆盘构成，圆盘下部浸没在水中，圆盘上部 暴露在空气中，圆盘表面生长有生物群落，转动的 转盘周而复始地吸附和生物氧化有机污染物，使污 水得到净化。
盘片间距：要考虑其不为生物膜增厚所堵塞，并保证通风效果。标 准间距为30mm；多级转盘的前级间距为25～35mm，后级为10～20mm。
当采用生物转盘脱氮时，宜于采取较大的盘片间距。
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2.3 生物转盘
2.3.1 生物转盘的组成与构造特点
（b）接触反应槽
不小于盘片直径的35%浸没于接触反应槽的污水中。 接触反应槽应呈与盘材外形基本吻合的半圆形，槽的构造形式 与建造方法，随设备规模大小，修建场地条件不同而异。 小型设备转盘台数不多、场地狭小者，可采用钢板焊制。中大 型的设备可以修建成地下或半地下式，则可用毛石混凝土砌体， 水泥砂浆抹面，再涂以防水耐磨层。
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图5-1 生物膜的构造
1.2.2 生物膜构造与净化机理
（1）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。附着层内有机物大 多已被氧化，其浓度比滤池进水的有机物浓度 低得多。
（2）进入池内的污水沿膜面流动时，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， 进而被生物膜吸附。
⑥ 调整运行的灵活性较差
与活性污泥法相比，除了镜检法以外，对生物膜中微生物 的数量、活性等指标的检测方式较少，而活性污泥法可以通 过测定污泥沉降比、SVI、污泥浓度等多种方法对微生物的活 性进行监测。因此，生物膜出现问题以后，不容易被发现， 即调整运行的灵活性较差。
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1.3 生物膜法的主要特点
转盘和鼓风量较小的生物滤池等缺氧生物膜反应器内，可以取得更
好的脱氮效果，而且不需要污泥回流。
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1.3 生物膜法的主要特点
⑤ 操作管理简单，运行费用较低 生物滤池、生物转盘等生物膜法采用自然通风供氧，
装置不会出现泡沫，没有污泥回流，管理简单，运行费 较低，操作稳定性较好。
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1.3 生物膜法的主要特点
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1.4 生物膜法的主要影响因素
⑧ 营养物质
营养物质是能为微生物所氧化、分解、利用的那些物 质，主要包括有机物、氮、磷、硫等以及微量元素。
好氧生物处理中 主要营养物质比例：BOD5：N：P=100：5：1。
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二、生物膜法的主要形式
2.1 生物膜法的分类 2.2 生物滤池 2.3 生物转盘 2.4 生物接触氧化
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污水与生物膜接触，污水中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 自身也得到增殖。
生物膜法的主要工艺类型有：生物滤池、生物转盘、 生物接触氧化法、曝气生物滤池和生物流化床法等。 生物滤池是早期出现、至今仍在发展的污水生物处理 技术。
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1.2 生物膜法的净化机理
⑦ 有机物去除率较低
与普通活性污泥法相比，CODcr（BOD5）去除率较低。 有资料表明，50%的活性污泥法处理厂BOD5的去除率高于 91%，50%的生物膜法处理厂的BOD5去除率为83%左右，相 对应的出水BOD5分别为14mg/L和28mg/L。
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1.4 生物膜法的主要影响因素
① 温度
③ 剩余污泥产量低
生物膜内存在较高级营养水平的原生动物和微后生动物， 食物链较长，特别是生物膜较厚时，里侧深部厌氧菌能降解 好氧过程中合成的污泥，因而剩余污泥产量低，一般比活性 污泥处理系统少1/4左右，可减少污泥处理和处置费用。
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1.3 生物膜法的主要特点④ 同时存在硝化和反硝化过程
由于微生物固着于填料的表面，生物固体停留时间SRT与水力停
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1.2.1 生物膜的形成

←挂膜前
挂膜后→
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常见填料
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Cncnc-micro
聚乙烯蜂窝填料
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半软性填料
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软性纤维填料
新型的三维立体网状填料
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挂膜后的网状填料
1.2.2 生物膜构造与净化机理
由于微生物不断繁殖，生物膜厚 度会不断增加，当增厚到一定程 度后，在氧不能透入的里侧深处 即将转变为厌氧状态，形成厌氧 性膜。这样，生物膜便由好氧层 和厌氧层两层组成。好氧层的厚 度一般为2mm左右，有机物的降 解主要在好氧层内进行。
② pH值
③ 水力负荷
④ 溶解氧
⑤ 填料类型及特征
⑥ 生物膜量及活性
⑦ 有毒物质
⑧ 营养物质
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1.4 生物膜法的主要影响因素
② pH值
与活性污泥法相同，一般适宜pH值范围在6.5～8.5 之间。主要影响酶的活性和改变细菌表面电荷，影响细 菌对营养的吸收。
微生物对pH值的波动十分敏感，应尽量避免污水pH 值的突然变化。
① 适应冲击负荷能力强
② 反应器内微生物浓度高
③ 剩余污泥产量低
④ 同时存在硝化和反硝化过程
⑤ 操作管理简单，运行费用较低
⑥ 调整运行的灵活性较差
⑦ 有机物去除率较低
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1.3 生物膜法的主要特点
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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1.4 生物膜法的主要影响因素
③ 水力负荷 水力负荷的大小直接关系到污水在反应器中与载体上
生物膜的接触时间。水力负荷愈小，污水与生物膜接触 时间愈长，处理效果愈好。当然，这里所指接触时间， 其前提是载体的高度不变，因而，水力负荷的本质是指 有机负荷Nf对净化效果的影响。
水力负荷的大小对控制生物膜的厚度、改善传质方面 也有一定的作用。
（a）盘片
盘片的形状：早期出现并沿用至今者为圆型平板。为了加大盘片的 表面积，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。 也有采用波纹状盘片与平板盘片或二重波纹状盘片相结合的转盘。
盘片直径：一般介于2.0～3.6m之间，现场组装可达到5.0m。采用 表面积较大的盘片，能够缩小接触槽的平面面积，减少占地面积。
（6）如此循环往复，使污水中有机物不断减少，从
而得到净化。
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1.2.3 生物膜的更新脱落
一般认为，生物膜厚度介于2~3mm时较为理想。 当生物膜太厚，内部的厌氧层的厚度就会增加，厌 氧代谢产物也逐渐增多，这些产物向外侧逸出，减 弱了生物膜在介质（载体、填料）上的固着力，处 于这种状态的生物膜即为老化生物膜，老化生物膜 净化功能差而且容易脱落。
留时间HRT无关，因此为增殖速度较慢的微生物提供了生长繁殖的可
能性。因此，生物膜法中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中微
生物种群分布具有一定的规律性。生物膜反应器适合世代时间长的
硝化细菌生长，而且其中固着生长的微生物使硝化菌和反硝化菌各
有其生长的合适环境。因而，生物膜反应器内部也会同时存在硝化