生物膜法與工藝課件

生物膜法重點:生物膜法的基本概念與流程、生物接觸氧化法、生物流化床。難點:生物接觸氧化法概述生物膜法是與活性污泥法平行發(fā)展的一種污水處理技術方法實質是使細菌類微生物和原生動物、后生動物類的微型動物附著在濾料或某些載體上,并在其上形成膜狀生物污泥-生物膜生物膜法的歷史及發(fā)展1865年德國科學家發(fā)現(xiàn)生物過濾作用;1893年英國將污水噴灑在粗濾料上,作為膜生物反應器的生物濾池問世;20世紀20-30年代建造了許多生物膜反應器;4050年代生物濾池逐漸被活性污泥取代的趨勢;70年代新的反應器以獨特的優(yōu)勢受關注。活性污泥法中的微生物是呈懸浮狀態(tài)的,屬于懸浮生長體系;而生物膜法中的生物呈附著膜狀,屬于附著生長系統(tǒng)或固定膜工藝生物膜法的基本流程出水回流作用:提高生物膜反應器的水力負荷,加大水流對生物膜的沖刷作用,更新生物膜,避免生物膜的過量累積,從而維持良好的生物膜活性和合適膜厚度。出水回流原污水(初沉池生物膜反應器沉池處理水初沉池作用:去除大部分懸浮固體物質,防止生物膜反應器堵塞,尤其對沉池作用:去除脫落的生物空隙小的填料是非常必要的。膜,提高出水水質141生物膜法的基本概念生物膜法是通過生物膜來處理水的,所以生物膜污水處理的關鍵就是生物膜的質量,生物膜的形成及其生長是實現(xiàn)污水有效處理的前提141.1生物膜的形成及其凈化生物厭氧好氧過程eco生物膜的構造掛膜:污水流經濾料,污水和細菌附著在有機物被分解形成生物膜并逐漸成熟。BOD結構:從外面到里面的順序為污COx水、流動水層、附著水層、生物膜(分為好氧層和厭氧層)、濾料。圖51生物濾池濾料上生物膜的構造(剖面圖)生物膜特性高度親水的物質:在污水不斷更新的條件下,外測總是存在附著水層微生物高度密集的物質:在膜的表面和一定深度的內部生長這微生物和微型動物,并形成有機污染物一細菌一原生動物(后生動物)的食物鏈。生物膜成熟標志真正生態(tài)系組成及對有機物的降解功能都達到了平衡狀態(tài)生物膜生長階段潛伏期、生長期。一般要20到30天左右生物膜凈化污水的機理及優(yōu)勢1.生物膜表面積大,能大量吸附水中有機物2.有機物降解是在生物膜表層012mm的好氧生物膜內進行3.多種物質的傳遞過程:空氣→流動水層→附著水層→生物膜→微生物呼吸污染物→流動水層→附著水層→生物膜→生物降解H2O→附著水層→流動水層微生物代謝產物CO2、H2S、NH3→水層→溢入空氣中4.厭氧層與好氧層的關系厭氧層與好氧層達到生態(tài)平衡5.理想生物膜法的狀況減緩老化,避免厭氧層過分生長,加快好氧層更新,不使膜集中脫落。生物膜的形成當污水均勻地淋灑在介質表面上,在充分供氧的條件下,介質表面的微生物吸附污水中的有機物,迅速進行降解有機物,逐漸在介質表面形成黏液狀的生長有極多微生物的膜,即稱之為生物膜。隨著微生物的不斷繁殖增長,使生物膜的厚生度不斷增加,膜的表面吸取營養(yǎng)和溶解氧比較、容易,微生物生長繁殖迅速,形成了好氧微生ec3物和兼性微生物組成的好氧層(1~2mm)在其內部由于營養(yǎng)料和溶解氧的供應條件差,微生物生長繁殖受到限制,好氧微生物難以生活,厭氧微生物恢復了活性,形成了厭氧微生物和兼性微生物組成的厭氧層。厭氧層只有生物膜達到一定厚度后才能出現(xiàn),而且隨著生物圖5-1生物濾池濾料上生物膜的構造(剖面圖)膜的增厚和外伸變厚,但是有機物主要是在好氧層內進行。生物膜中的物質遷移:由于生物膜的吸附作用,在其表面有一層很薄的水層,稱之為附著水層。附著水層內的有機物大多已被氧化,其濃度比濾池進水的有機物濃度低得多。由于濃度差的作用,有機物會從污水中轉移到附著水層中去進而被生物膜所吸附?？諝庵械难跻矔M入生物膜。在此條件下,微生物對有機物進行氧化分解和同化合成,產生的二氧化碳和其它代謝產物一部分溶入附著水層,一部分到空氣中去,污水從而得到凈化。由于生物膜厚度增大,致使其深層因氧不足而發(fā)生厭氧分解,積蓄了硫化氫、氨氣、有機酸等代謝產物。會減弱生物膜在惰性載體上的固著力,處于這種狀態(tài)的生物膜為老化生物膜,它不僅容易脫落凈化功能也不好。但供氧充足時,可以加快好氧膜的更新,使生物膜不集圖51生物他濾料上生物的構造(洲面圖中脫落。1412生物膜的載體填料為生物膜提供附著生長固定的材料。分類為無機類填料和有機類填料兩大類無機類載體目前常用的無機類載體有砂子、碳酸鹽類、各種玻璃材料、沸石類、陶瓷材料、炭纖維、礦渣、活性炭、金屬等。無機類載體具有機械強度較高、化學性質較穩(wěn)定比而和士的代點。缺點為密度較大,不適宜做流態(tài)化運動,使其在懸浮生物膜反應器工藝中的應用受到限制通常情況下,微生物以附著的形式固定在載體表面從而形成生物膜,特殊情況下,有些微生物是以包裹附著的形式實現(xiàn)固定化的。2.有機類載體有機類載體是生物膜技術發(fā)展中應用最廣泛的主要載體材料。這類載體主要有PVc、PE、PS、PP、各類樹脂、塑料、軟性或半軟性纖維等,其比表面積和孔隙率都很大,從而使有機負荷大為提高,也不易堵塞,在生產實踐中被廣為采用,由于它便于沉淀分離,提高了活性污泥處理廠的性能各種有機材料載體的對比目名稱材質布水抽膜運輸堵塞比表面積空隙率成品重量/①)(%)蜂窩狀載體玻璃鋼、塑料較差較易易損耗較易100~200989940~50質狀載體較好易方便較不易1000~250098~99立體波紋載體硬聚氯乙烯較