廢水好氧處理工藝——生物膜法

1、廢水好氧生物處理工藝廢水好氧生物處理工藝 生物膜法生物膜法一、生物膜法基本概念及主要處理工藝一、生物膜法基本概念及主要處理工藝 概念：概念： 生物膜法又稱固定膜法，是與活性污泥法并列的一類廢水生物膜法又稱固定膜法，是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術(shù)；是土壤自凈過(guò)程的人工化和強(qiáng)化；與好氧生物處理技術(shù)；是土壤自凈過(guò)程的人工化和強(qiáng)化；與活性污泥法一樣，生物膜法主要去除廢水中溶解性的和膠活性污泥法一樣，生物膜法主要去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機(jī)污染物，同時(shí)對(duì)廢水中的氨氮還具有一定的硝體狀的有機(jī)污染物，同時(shí)對(duì)廢水中的氨氮還具有一定的硝化能力。化能力。 主要的生物膜法有：主要的生物膜法有： 生

2、物濾池：其中又可分為普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、生物濾池：其中又可分為普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池等；塔式生物濾池等； 生物轉(zhuǎn)盤；生物轉(zhuǎn)盤； 生物接觸氧化法；生物接觸氧化法； 好氧生物流化床等。好氧生物流化床等。 二、生物膜的構(gòu)造及其對(duì)有機(jī)物的降解機(jī)理二、生物膜的構(gòu)造及其對(duì)有機(jī)物的降解機(jī)理當(dāng)污水與濾料等載體長(zhǎng)期流動(dòng)接當(dāng)污水與濾料等載體長(zhǎng)期流動(dòng)接觸，在載體的表面上就會(huì)逐漸形觸，在載體的表面上就會(huì)逐漸形成生物膜。成生物膜。生物膜生物膜主要由細(xì)菌主要由細(xì)菌（好氧菌、厭氧菌和兼性菌）的（好氧菌、厭氧菌和兼性菌）的菌膠團(tuán)和大量的真菌菌絲組成。菌膠團(tuán)和大量的真菌菌絲組成。生物膜上線蟲(chóng)類、昆

3、蟲(chóng)類以及寡生物膜上線蟲(chóng)類、昆蟲(chóng)類以及寡毛類等微型動(dòng)物出現(xiàn)的頻率也較毛類等微型動(dòng)物出現(xiàn)的頻率也較高。在光照部位還生長(zhǎng)藻類。由高。在光照部位還生長(zhǎng)藻類。由于生物膜是生長(zhǎng)在載體上，微生于生物膜是生長(zhǎng)在載體上，微生物停留時(shí)間長(zhǎng)，像硝化菌等生長(zhǎng)物停留時(shí)間長(zhǎng)，像硝化菌等生長(zhǎng)世代期較長(zhǎng)的微生物也能生長(zhǎng)。世代期較長(zhǎng)的微生物也能生長(zhǎng)。所以，生物膜上生長(zhǎng)繁育的生物所以，生物膜上生長(zhǎng)繁育的生物種類繁多、食物鏈長(zhǎng)而復(fù)雜是這種類繁多、食物鏈長(zhǎng)而復(fù)雜是這種處理技術(shù)的顯著特征。種處理技術(shù)的顯著特征。三、生物膜法的四大工藝三、生物膜法的四大工藝1、生物濾池、生物濾池生物濾池是在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的人工生物處理法；首

4、先于生物濾池是在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的人工生物處理法；首先于1893年在英國(guó)試驗(yàn)成功，從年在英國(guó)試驗(yàn)成功，從1900年開(kāi)始應(yīng)用于廢水處理中；主要有以下幾種形年開(kāi)始應(yīng)用于廢水處理中；主要有以下幾種形式式：普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、活性生物濾池等。：普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池、活性生物濾池等。(1)基本結(jié)構(gòu)（如圖）基本結(jié)構(gòu)（如圖）(2)工藝流程工藝流程(3)生物濾池的工作原理：生物濾池的工作原理： 含有污染物的廢水從上而下從長(zhǎng)有豐富生物膜的濾料的空隙間流過(guò)，與生物含有污染物的廢水從上而下從長(zhǎng)有豐富生物膜的濾料的空隙間流過(guò)，與生物膜中的微生物充分接觸，其中的

5、有機(jī)污染物被微生物吸附并進(jìn)一步降解，膜中的微生物充分接觸，其中的有機(jī)污染物被微生物吸附并進(jìn)一步降解，使得廢水得以凈化；主要的凈化功能是依靠濾料表面的生物膜對(duì)廢水中有使得廢水得以凈化；主要的凈化功能是依靠濾料表面的生物膜對(duì)廢水中有機(jī)物的吸附氧化作用。機(jī)物的吸附氧化作用。(4)生物濾池的構(gòu)造與組成生物濾池的構(gòu)造與組成生物濾池一般主要由生物濾池一般主要由濾床濾床(池體與濾料池體與濾料)、布水裝置和排水系統(tǒng)、布水裝置和排水系統(tǒng)等三部分組成。等三部分組成。 1)池體池體在在20世紀(jì)世紀(jì)30、40年代以前，生物濾池的池體多為方形或矩形；在出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)布水器之年代以前，生物濾池的池體多為方形或矩形；在出現(xiàn)了旋

6、轉(zhuǎn)布水器之后，則大多數(shù)的生物濾池均采用圓形池體，主要是便于運(yùn)行；高負(fù)荷生物濾池通常是后，則大多數(shù)的生物濾池均采用圓形池體，主要是便于運(yùn)行；高負(fù)荷生物濾池通常是圓形；池壁可有孔洞或不帶孔洞的兩種：有孔洞的池壁有利于濾料的內(nèi)部通風(fēng)，但在圓形；池壁可有孔洞或不帶孔洞的兩種：有孔洞的池壁有利于濾料的內(nèi)部通風(fēng)，但在冬季易受低氣溫的影響；一般要求池壁高于濾料冬季易受低氣溫的影響；一般要求池壁高于濾料0.5m；在寒冷地區(qū)，有時(shí)需要考慮防；在寒冷地區(qū)，有時(shí)需要考慮防凍、采暖、或防蠅等措施。凍、采暖、或防蠅等措施。2)濾料濾料生物濾池中的濾料是生物膜賴以生長(zhǎng)的載體，其主要生物濾池中的濾料是生物膜賴以生長(zhǎng)的載體，

7、其主要特性特性有：有： 大的表面積，有利于大的表面積，有利于微生物的附著；微生物的附著； 能使廢水以液膜狀均勻分布于其表面；能使廢水以液膜狀均勻分布于其表面； 有足夠大的孔隙率，使脫有足夠大的孔隙率，使脫落的生物膜能隨水流到池底，同時(shí)保證良好的通風(fēng)；落的生物膜能隨水流到池底，同時(shí)保證良好的通風(fēng)； 適合于生物膜的形成與粘附，適合于生物膜的形成與粘附，且應(yīng)該既不被微生物分解，又不抑制微生物的生長(zhǎng)；且應(yīng)該既不被微生物分解，又不抑制微生物的生長(zhǎng)； 有較好的機(jī)械強(qiáng)度，不易變形有較好的機(jī)械強(qiáng)度，不易變形和破碎。和破碎。3)布水裝置布水裝置布水裝置的布水裝置的目的是將廢水均勻地噴灑在濾料上目的是將廢水均勻地

8、噴灑在濾料上；主要有兩種：；主要有兩種：固定式布水固定式布水裝置、旋轉(zhuǎn)式布水裝置裝置、旋轉(zhuǎn)式布水裝置；普通生物濾池多采用固定式布水裝置；高負(fù)荷生；普通生物濾池多采用固定式布水裝置；高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池則常用旋轉(zhuǎn)布水裝置。物濾池和塔式生物濾池則常用旋轉(zhuǎn)布水裝置。4)排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)處于濾床的底部，其排水系統(tǒng)處于濾床的底部，其作用是收集、排出處理后的廢水和保證良好作用是收集、排出處理后的廢水和保證良好的通風(fēng)的通風(fēng)；一般由滲水頂板、集水溝和排水渠所組成；滲水頂板用于支撐濾；一般由滲水頂板、集水溝和排水渠所組成；滲水頂板用于支撐濾料，其排水孔的總面積應(yīng)不小于濾池表面積的料，其排水孔的總

9、面積應(yīng)不小于濾池表面積的20%；滲水頂板的下底與池；滲水頂板的下底與池底之間的凈空高度一般應(yīng)在底之間的凈空高度一般應(yīng)在0.6m以上，以利通風(fēng)，一般在出水區(qū)的四周池以上，以利通風(fēng)，一般在出水區(qū)的四周池壁均勻布置進(jìn)風(fēng)孔。壁均勻布置進(jìn)風(fēng)孔。2、生物轉(zhuǎn)盤、生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤的主要組成部分生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造轉(zhuǎn)軸盤片接觸反應(yīng)槽驅(qū)動(dòng)裝置接觸氧化池的主要部分生物接觸氧化池的構(gòu)造是微生物的載體。填料要求填料要求：比表面積大；空隙率大；水力阻力??；強(qiáng)度大；化學(xué)和生物穩(wěn)定性好；能經(jīng)久耐用。填料池體布水布?xì)庋b置布?xì)夤芸刹贾迷诔刈又行摹?cè)面和全池。池體用于設(shè)置填料、布水布?xì)庋b置和支撐填料的柵板和格柵。3、生物、生物接觸氧化接

10、觸氧化法法生物接觸氧化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，污水在填生物接觸氧化裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，污水在填料中流動(dòng)，水利條件良好，通過(guò)曝氣料中流動(dòng)，水利條件良好，通過(guò)曝氣使水中溶解氧充足，適于微生物生長(zhǎng)使水中溶解氧充足，適于微生物生長(zhǎng)繁殖，所以，生物膜上生物相當(dāng)豐富，繁殖，所以，生物膜上生物相當(dāng)豐富，除細(xì)菌外，還有多種原生動(dòng)物和后生除細(xì)菌外，還有多種原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，保持著較高的生物量。動(dòng)物，保持著較高的生物量。在在分流式分流式中，中，廢水中的充氧、污水與廢水中的充氧、污水與填料的接觸分別在不同的隔間里進(jìn)行填料的接觸分別在不同的隔間里進(jìn)行。在充氧隔間進(jìn)行劇烈曝氣和充氧，水在充氧隔間進(jìn)行劇烈曝氣和充氧，水中氧充足；在裝填料的

11、接觸隔間，污中氧充足；在裝填料的接觸隔間，污水緩緩向下流經(jīng)填料，有利于生物的水緩緩向下流經(jīng)填料，有利于生物的生長(zhǎng)。但在這種池子中，污水在填料生長(zhǎng)。但在這種池子中，污水在填料間流動(dòng)慢，沖刷作用小，生物膜更新間流動(dòng)慢，沖刷作用小，生物膜更新慢，易堵塞，適用于慢，易堵塞，適用于BOD負(fù)荷低的負(fù)荷低的處理過(guò)程。處理過(guò)程。在在直流式直流式池子中，池子中，直接在填料底部鼓直接在填料底部鼓風(fēng)曝氣風(fēng)曝氣，從而在填料區(qū)產(chǎn)生向上的升，從而在填料區(qū)產(chǎn)生向上的升流，生物膜受上升水流和氣流沖刷，流，生物膜受上升水流和氣流沖刷，脫落更新快，活性好，不易堵塞。脫落更新快，活性好，不易堵塞。4、生物流化床、生物流化床生物流化

12、床是生物流化床是70年代開(kāi)發(fā)的一種新型生物膜法處理工藝；以年代開(kāi)發(fā)的一種新型生物膜法處理工藝；以比重大于比重大于1的細(xì)小惰性顆粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等為載的細(xì)小惰性顆粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等為載體；廢水以較高的上升流速使載體處于流化狀態(tài)；生物固體體；廢水以較高的上升流速使載體處于流化狀態(tài)；生物固體濃度很高，傳質(zhì)效率也很高，是一種高效的生物處理構(gòu)筑物。濃度很高，傳質(zhì)效率也很高，是一種高效的生物處理構(gòu)筑物。主要包括反應(yīng)器、載體、布水裝置、充氧裝置和脫膜裝置等。主要包括反應(yīng)器、載體、布水裝置、充氧裝置和脫膜裝置等。根據(jù)供氧方式、脫膜方式及床體結(jié)構(gòu)等的不同，可分為根據(jù)供氧方式、脫膜方式及床體結(jié)

13、構(gòu)等的不同，可分為兩相兩相生物流化床和三相生物流化床生物流化床和三相生物流化床。 兩相生物流化床在在二相流化床二相流化床系統(tǒng)中，污水的充氧及充氧污水與載體的接觸系統(tǒng)中，污水的充氧及充氧污水與載體的接觸在兩個(gè)設(shè)備中進(jìn)行。為了更新生物膜，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置間歇工在兩個(gè)設(shè)備中進(jìn)行。為了更新生物膜，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置間歇工作的脫膜設(shè)備。在生物流化床外設(shè)充氧設(shè)備和脫膜設(shè)備，在作的脫膜設(shè)備。在生物流化床外設(shè)充氧設(shè)備和脫膜設(shè)備，在床體內(nèi)只有液、固兩相；進(jìn)入反應(yīng)器之前，廢水中的床體內(nèi)只有液、固兩相；進(jìn)入反應(yīng)器之前，廢水中的DO可達(dá)可達(dá)89mg/l(以純氧為氣源時(shí)，可達(dá)以純氧為氣源時(shí)，可達(dá)3040mg/l)。廢水和從生物流

14、化床反應(yīng)器出水的回流水在充氧設(shè)備進(jìn)口處廢水和從生物流化床反應(yīng)器出水的回流水在充氧設(shè)備進(jìn)口處與空氣混合后，從反應(yīng)器的底部進(jìn)入，自下而上通過(guò)反應(yīng)器，與空氣混合后，從反應(yīng)器的底部進(jìn)入，自下而上通過(guò)反應(yīng)器，使續(xù)料保持在流化的工作狀態(tài)、經(jīng)填料上的生物膜處理后的使續(xù)料保持在流化的工作狀態(tài)、經(jīng)填料上的生物膜處理后的廢水，除部分回流到無(wú)氧設(shè)備進(jìn)口處外，最后流入二次沉淀廢水，除部分回流到無(wú)氧設(shè)備進(jìn)口處外，最后流入二次沉淀池，以便沉掉懸浮的生物量，排出合格的出水。池，以便沉掉懸浮的生物量，排出合格的出水。 三相流化床三相流化床中，污水和空氣從設(shè)備底部一起進(jìn)入，設(shè)備中中，污水和空氣從設(shè)備底部一起進(jìn)入，設(shè)備中氣、液、固三相劇烈攪動(dòng)接觸，使有機(jī)物降解。由于生物氣、液、固三相劇烈攪動(dòng)接觸，使有機(jī)物降解。由于生物膜能自行脫落，可不設(shè)脫模設(shè)備。膜能自行脫落，可不設(shè)脫模設(shè)備。生物流化床的優(yōu)缺點(diǎn) 生物流化床的主要優(yōu)點(diǎn)容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)微生物活性強(qiáng) 傳質(zhì)效果好 生物流化床每單位體積表面積比其他生物膜大，單位床體的生物量很高（1014g/L），傳質(zhì)