06-第八章 生物膜法

第八章生物膜法(biofilmprocess),初沉池,生物滤池等生物膜法（去除BOD、脱氮）,二沉池,出水有时需要回流,剩余污泥,生物膜基本流程,进水,出水,8.1基本原理8.1.1生物膜及其净化机理1什么叫生物膜？,问题（1）生物膜是怎样长出来的？起始、发展（2）生物膜的生长、更新和脱落（原因）？堵塞问题。（3）生物膜的组成？与活性污泥法比较细菌真菌更多丝状菌原生动物、后生动物等，指示生物（4）表征生物膜量（膜量、厚薄）和分布、种群生物膜的分层结构(空间上从量变到质变）及其意义原因,2滤料什么样的滤料好？,8.1.2影响生物膜法处理效果的主要因素1进水底物的组分和浓度;2营养比例;3有机物滤料容积负荷和水力滤料容积负荷;有没有像活性污泥的有机物污泥负荷？Why?4溶解氧（不同滤床位置的水中DO、生物膜的里外层的DO）;5生物膜量（浓度）载体的比表面积、载体量、厚度和密度;生物膜池中的微生物包括生物膜和悬浮微生物6pH;7停留时间;8有毒物质;9温度;10生物膜系统的污泥龄.,8.1.3生物膜反应器的特征1多样化(水质、浓度和条件)、食物链长(水质和浓度)、泥龄长（附着生长）,可脱氮；2生物量高（载体和附着生长）；剩余污泥量小（泥龄长等）；3污泥沉降性能好，易分离，生物膜反应器后的二沉池有没有像活性污泥法后的二沉池出现污泥膨胀现象？4比较耐冲击；5运行管理较为简单，污泥膨胀少,要预防堵塞；6常要强化传氧；7脱落的污泥小污泥粒，活性小，影响出水水质；8滤料（载体）很重要（填料量，几何形状，比表面积，表面性质）；9适用中小水厂。,8.2传统生物滤池(tricklingfilter）低负荷生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池,I:塔式生物滤池.avi,传统生物滤池在水力负荷、有机物容积负荷和进水BOD浓度都比较低，这是什么原因？怎么革新？,8.3生物转盘(RotatingBiologicalContactor,简称RBC）,RotatingBio-disc,一生物转盘的构造间隔排列的许多盘片(disc)、转动轴、废水处理槽、驱动装置转盘上有大量的生物膜和水，很重主体：一组盘片和半圆形槽盘片的要求：质轻、耐腐蚀、坚硬、不变形、易造型。填料。盘片间距、直径、轴长、级数、动力方式、转速？,二生物转盘运行工艺和参数,单轴单级,单轴多级,单轴多级,早期生物转盘曾经名声不好!现在已是设计技术中选项之一，但是缺点大.,三影响生物转盘处理效率的因素,1处理负荷(注意比较）1）水力负荷：每天单位体积水槽处理的水量，m3水/m3水槽.d。或每天单位面积盘片处理的水量，m3水/m2盘片.d。A=Q/A；V=Q/水力负荷增大,出水浓度增加。2）有机负荷：每天水槽单位有效体积处理的BOD5，BOD5量/m3水槽.d。或每天单位面积盘片处理的BOD5，BOD5量/m2盘片.d。LM=S0Q/A；L=S0Q/有机负荷增大,出水浓度增加。,2盘片的有效面积及表面粗糙度、生物膜厚度;3水力停留时间(HRT)(V/Q);4水质、水温、级数等,四生物转盘的设计计算,（1）用试验求得需要的设计参数（2）经验图表或经验值计算按负荷率计算：1.盘片总外表面积A：A=S0Q/LM(从水力负荷虽然也可得出盘片总的表面,以前用过,现在不用,可作参考。用有机负荷计算比较合理)2.转盘盘片数：m=4A/2D23.废水处理槽的有效长度L=m(a+b)K4.废水处理槽的净有效容积V（圆柱体计算公式的变形）V=(0.2940.335)(D+2)2.(L-mb)5.转盘的转速n0,缺点：盘片老化变形，运行费用较高。,四生物转盘的进展和应用,进展1减少动力消耗：空气驱动的生物转盘2构筑物体积紧凑：与沉淀池合建3减少动力消耗和提高效率：生物转盘-曝气池,8.4生物接触氧化法biologicalcontactoxidationtank淹没式生物滤池SubmergedBiologicalAerationFilter,接触氧化池的主要部分,一、生物接触氧化池的构造,滤料,池底,布水布气装置,池底用于设置布水布气装置和承托层。,布气管可布置在池子中心、侧面和全池。,滤料,正六角行蜂窝状斜管,聚乙烯蜂窝填料,聚乙烯蜂窝填料,二流程活性污泥法的曝气池中的微生物量不多，溶氧较好。一般生物滤池的溶氧不足，微生物量较多。滤料淹没在滤池的水中。,初沉池,淹没式生物滤池,二沉池,生物接触氧化法基的本流程,空压机,工艺,Screening,Grit,Sludge,Returnactivatedsludge,Sludge,Returnactivatedsludge,B,1=71%,2=85%,Primaryclarifier,Influent,经沉砂后污水,接触氧化池Contactoxidationtank,Secondaryclarifier,Effluent,Onestagebiologicalcontactoxidationprocess,Influent,经沉砂后污水,Primaryclarifier,一级接触氧化池Firststagecontactoxidationtank,Secondaryclarifier,排渣sludge,排泥sludge,排渣sludge,排泥sludge,二级接触氧化池Secondstagecontactoxidationtank,Secondaryclarifier,Effl-uent,排泥sludge,Twostagesbiologicalcontactoxidationprocess,三设计计算,1有效容积的计算V=Q(S0Se)/LV2.总表面积A和座数nA=V/h0n=A/A1A125m23池深h4.55.0mh=h0+h1+h2+h34.有效停留时间t24ht=V/Q5供气量D=D0QD010（15-20）,缺点：填料易堵塞和更换，运行费用较高。,8.5曝气生物滤池BiologicalAerationFilter,一概述是生物接触氧化的进步滤料也是淹没在滤池的水中。与生物接触氧化比较差别在哪里？,二构造和工作原理,构造水流形式：上向流和下向流。池体、布水系统、布气系统、承托层、滤层、反冲洗系统。滤层从下到上滤料从大到小布置。,2工作原理滤料有特别的要求。比一般的生物滤池滤料要求高。滤层表面既有大量的生物膜，又起到过滤作用。有机物容积负荷高。不需二沉池。要反冲洗。（气水）反冲洗，有悬浮物，送入初沉池。进水中的SS不要太高。一般要小于60mg/L。,三工艺流程,沉砂池,曝气生物滤池,初沉池,1下向流式曝气生物滤池流程(BIOCARBONE),处理后水池,空压机,反冲洗后水流入初沉池,空压机,反冲洗水,反冲洗水池(有脱落下来的生物膜),2BIOFOR(biofilmreactor),反冲洗水排向哪里?,滤板、滤头安装在曝气生物滤池池底。,滤板、滤头安装在曝气生物滤池池底,然后安装单孔膜曝气器再填充承托层，如鹅卵石，最后倒入滤料,Biofor构造：,3Biostyr(ThecarriermaterialwasBIOSTYR-polystyreneballswithanaveragediameterof34mmandaspecificsurfaceareaof1050m2/m3,knownfromtheBIOSTYRprocess),Biostyr设备图,DenitrificationNitrification反硝化硝化,滤板,介质：直径-3.3至5.0毫米容积密度-50kg/m3均一性系数-1.2,介质更换：无反冲洗过程中不会流失过滤过程中不会流失无摩擦（磨损）,专用滤头,滤床上方设置装有滤头的混凝土滤板,上向流和下向流哪个流程较好？,对这个方法的评价；优点1不设二沉池；2耐冲击；3负荷高；4电耗低。缺点：1由于曝气生物滤池的滤料空隙小，纳SS的能力不大，进水SS和BOD浓度不要太高；2水头损失大3需要反冲洗，反冲洗水流向初沉池，对初沉池的负荷周期式冲击。,四曝气生物滤池的应用1曝气生物滤池处理城市污水流程,2二级曝气生物滤池脱氮除磷,3应用实例：（1）江门市丰乐污水处理厂,（2）新会东郊污水处理厂,（3）用于游泳池用水,（4）用于工业废水处理,五曝气式生物滤池的特点,（1）单位体积的微生物量大，高体积有机负荷，F/M也维持在低水平,污泥产量低。曝气池中溶氧较好。生物接触氧化池内的生物固体浓度（1020g/l）高于活性污泥法和生物滤池。较高的容积负荷（可达3.06.0kgBOD5/m3.d）（2）高污泥龄，不要污泥回流，无污泥膨胀，运行稳定。利用填料和滤头作过滤作用，节省了二沉池，占地小、效率高、能耗低、投资省、运行稳定可靠等优点。（3）对水质水量的变化有较强的适应力。（4）布水布气不均，局部易厌氧，堵塞。可用于二级污水处理，也可用于处理回用的三级处理和微污染的给水处理上。最近被国际专家组评为最适合用于香港的工艺，建议采用于香港的策略性污水处理计划中。,几种生物处理法容积负荷率的比较,几种生物滤床比表面积的比较,几种生物处理系统比表面积和负荷率的比较,8.7生物膜法的运行管理一、生物膜的培养与驯化生物膜的培养