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1,第二节 生物膜法,利用附着于填料表面上的生物膜氧化分解废水中的有机污染物,达到净水目的。 反应器中微生物附着在载体的表面上形成一种生物膜,当废水流经其表面时,生物膜、水和空气相互接触,发生生物化学反应(附着生长)。 固着于固体表面上的微生物对废水水质、水量的变化有较强的适应性;和活性污泥法相比,管理较方便;由于微生物固着于固体表面,即使增殖速度较慢的微生物也能生息,从而构成了稳定的生态系。,2,生物膜传质示意图,3,一、生物膜法净化机理,生物膜的形成(挂膜) 生物膜的更新 净化效果的影响因素,4,1.生物膜的形成(挂膜),吸附作用:微生物附着在填料表面; 微生物生长:利用水中有机物为营养,获得能量和生命物质,在填料表面生长繁殖;,5,2.生物膜的更新,有机物的好氧代谢: 表面生物膜微生物养料、氧气充足,生长旺盛,菌膜厚度增加代谢能力强; 生物膜剥离: 内层生物膜以厌氧微生物为主,代谢产物(H2S、NH3、CH4)等作用导致生物膜附着力减弱,在外部作用下剥离,成为原生动物(噬膜微型动物)的食物;,6,3.净化效果的影响因素,生物膜特性:菌膜厚度一般1-2mm; 废水特性:溶氧量、流动特性等。,7,二、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,8,生物滤池,生物滤池于1889年在劳伦斯实验厂首先开始研究,1910年后期在美国开始了大规模的应用,20世纪70年代逐步被好氧法代替,随着新型滤料的不断诞生,生物滤池又得到了的改进,应用范围不断扩大。,9,生物滤池的构造 生物滤池由滤床、布水装置和排水系统三部分组成。,10,池壁 滤料 布水系统 排水系统,11,1、滤 床,滤床由滤料组成。滤料是微生物生长栖息的场所,理想的滤料应具备下述特性: 单位体积滤料的表面积要大 有足够的空隙率,保证通风 物理化学性质稳定 对微生物的增殖无危害作用 有一定机械强度; 价格低廉。,12,滤 料,13,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。,14,布水设备,布水设备有固定式和可动式两种。,15,16,旋转布水器,17,排水系统,要保证不积淤流速(通常采用0.6ms), 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。,18,1.2 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)。,19,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1.31.8m 滤料直径 d= 2570mm 承托厚度 0.2m,滤料总高1.52.0米 (3)布水:采用固定式喷嘴布水系统,20,2工艺设计参数: 水力负荷q= 1 3(m3/m2d); 有机负荷Fw =0.1 0.25kgBOD/ m3d; BOD去除率 8095%; 出水BOD25mg/L, NO-310mg/L 3.主要优缺点: 优点: (1)处理效果较好 (2)运行稳定,节约能源 (3)操作方便,易维护管理,21,缺点: 占地面积大,仅适合1000m3/d以下小型污水处理厂; 滤料易堵塞; 易产生灰蝇,卫生条件差; 喷洒污水,散发臭味。,22,高负荷生物滤池,布水一般采用旋转布水,负荷高,但不适合进水浓度较高废水,23,特点总结: 1)BOD负荷高的滤池,生物膜增长快,对水力冲刷的要求也就迫切。 2)BOD负荷高的滤池,要求通风条件好,在采用自然通风的条件下,就要求滤料的孔隙率大和阻力小。,24,3)BOD负荷低的生物滤池的氧化分解程度就高,污泥量少而稳定,出水中有较高的溶解氧, 2、组成系统 初沉池、生物滤池、二次沉淀池组合而成,其组合型式有单级运行系统、多级运行系统和交替运行系统。,25,传统生物滤池的改进:,改善供氧、传质; 提高填料比表面积; 提高设备处理能力和效果; 减少池蝇、气味,改善卫生条件。,26,2.塔式生物滤池,27,1)“塔滤”主要特征:,水力负荷高: 30-200m3/(m2d),BOD可大于500mg/L,BOD负荷2000-3000g/(m3d); 塔式滤池内部紊流强烈、通风好: 塔高8-24m,径高比1:6-1:8,内部环境有利于微生物膜更新和有机物降解。,28,2)“塔滤”构造:,塔身: 砖、钢塑料面板或混凝土结构,格栅分隔填料层,层高2m。 滤料: 比表面积大、空隙率大、轻质;纸蜂窝滤料,29,纸蜂窝:,比表面积大(200m2/m3)、轻质、 易成膜、利于膜排泄、易短路,一般稳定运行2-3年;,30,斜交错塑料波纹板滤料:,比表面积略小,布水性能不好,易短路、易堵塞、通风不好、原料短缺、加工难;,31,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;,32,4)布水器、通风和排水系统:,33,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,34,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%)。,35,3.生物转盘,组成: 盘片、废水处理槽、转动轴和驱动装置。 材料: 盘片材料多为硬质聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚乙烯泡沫板、聚酯玻璃钢、铝板等。 转盘布置: 单轴单级、单轴多级和多轴多级,36,37,38,优点:,无堵塞现象和污泥膨胀现象,适宜处理高浓度有机废水,耐负荷突变,脱落生物膜易沉淀,便于管理、运行费用低;,39,处理效果,40,缺点:,目前建设费用较高,占地面积大。,41,
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