水污染控制工程生物膜法

第九章、生物膜法,第一节、概述第二节、生物滤池第三节、生物转盘第四节、其它生物膜法,1,第一节、概述,活性污泥法：微生物在曝气池内以活性污泥的形式呈悬浮状态生物膜法：微生物附着生长在填料或载体上，形成膜状的活性污泥共同点：有氧好氧微生物,2,生物膜法与活性污泥法的比较,3,生物膜法的基本流程,4,生物膜法的基本分类,润壁型生物膜法废水和空气沿固定的或转动的接触介质表面的生物膜流过，e.g.生物滤池和生物转盘等浸没型生物膜法接触滤料固定在曝气池内，完全浸没在水中，采用鼓风曝气，e.g.生物接触氧化流动床型生物膜法使附着有生物膜的活性炭、砂等小粒径接触介质悬浮流动于曝气池中，e.g.生物流化床,5,生物膜的形成,6,好氧层(1-2mm),厌氧层,生物膜的构造及净化水原理,7,生物膜法的生物相特征,参与净化反应微生物多样化生物的食物链长-产生的污泥量少能够存活世代时间较长的微生物分段运行与优占种属每段都繁衍与进入本段污水水质相适应的微生物，并形成优势菌属-非常有利于微生物新陈代谢功能的充分发挥和有机污染物的降解。,8,生物膜和活性污泥上出现的微生物在类型、种属和数量上的比较,9,生物膜法的工艺特征,抗冲击负荷能力强，对水质、水量变动有较强的适应性。微生物量多，处理能力大、净化功能强。污泥沉降性能好，易于固液分离。能够处理低浓度的废水。运行简单、节能，易于维护管理，动力费用低。产生的污泥量少。在低水温条件下，也能保持一定得净化功能具有硝化与脱氮功能,10,生物膜法的不足,需要较多的填料和支撑结构，在不少情况下基建投资超过活性污泥法；出水常常携带较大的脱落的生物膜片，大量非活性细小悬浮物分散在水中使处理水的澄清度降低；活性生物量较难控制，在运行方面灵活性差；载体材料的比表面积小，BOD容积负荷有限；采用自然通风供氧，在生物膜内层往往形成厌氧层，从而缩小了具有净化功能的有效容积。,11,第二节、生物滤池,普通生物滤池高负荷生物滤池塔式生物滤池影响生物滤池性能的主要因素,12,池体构造,(砖石/钢筋混凝土),普通生物滤池（低负荷生物滤池）,13,普通生物滤池滤料,理想的滤料特性：表面积大：便于微生物附着；空隙率高：保证通风（即保证氧的供给）、便于脱落的生物膜随水流出滤池；化学性质稳定：对微生物的增殖无危害作用不被微生物分解，也不抑制微生物生长；机械强度高；价格低廉，取材方便。,14,滤料(cond),早期：碎石、卵石、炉渣、焦炭等重，孔隙率低新型：多采用塑料滤料轻，强度高，比表面积大，孔隙率高,15,16,普通生物滤池布水装置,固定式布水装置旋转式布水装置目的：将废水均匀地喷洒在滤料上,17,布水装置固定式,管理方便，受气候影响小布水不够均匀，不能连续冲刷生物膜，需要的水头较大,18,19,普通生物滤池排水系统,目的收集和排出处理后废水，保证通风，支持滤料包括：渗水装置，集水沟，排水沟,20,排水系统(cond),21,普通生物滤池优点,处理效果较好BOD去除率：可达95%以上出水BOD5:可降到25mg/L以下运行稳定，节约能源操作方便，易维护管理,22,普通生物滤池缺点,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。,23,普通生物滤池设计计算,主要设计参数工作层填料：粒径：2550mm厚度：1.31.8m承托层填料粒径：5070mm，厚度：0.2m池壁四周通风口的面积不小于滤池表面积的1%滤池数不小于2座,24,V:滤料体积，m3S0:滤料进水有机物质量浓度(以BOD5计),mg/LQ:进入滤池的废水设计流量，m3/dN:有机负荷，g(BOD5)(m3(滤料)d)-1,1.计算滤料体积：,设计计算按负荷法,25,普通生物滤池BOD负荷,(处理对象以生活污水为主体的城市污水),26,2.计算滤池的平面面积：,A:滤池的平面面积，m2H：滤池的滤料厚度，即滤池的有效深度，m,设计计算按负荷法(cond),27,3.利用水力负荷进行校核：,q:水力表面负荷,m3(m2(滤池)d)-1,设计计算按负荷法(cond),对于曾经进行小型试验的废水，应比较计算所得q和试验期间用的q:q=q:设计可行qq:适当减小滤料厚度，以防止水力负荷太大q90%不产生污泥膨胀、泡沫和二次污染等问题，便于维护管理可采用多层多级布置，占地少。设备构造简单，不需要曝气和污泥回流装置，动力消耗低。,52,国内部分生物转盘处理工业废水运行资料,53,生物转盘优点,无堵塞现象生物膜与废水接触均匀，盘面面积的利用率高，无沟流现象废水与生物膜接触时间较长，易于控制，可以调整转速改善接触条件和充氧能力同一般低负荷滤池相比，占地较小，可采用多层布置系统的水头损失小，能耗省。,54,生物转盘缺点,盘材较贵，投资大从造价考虑，生物转盘仅运用于小水量低浓度的废水处理。无通风设备，转盘的供氧依靠盘面的生物膜接触大气，废水中挥发性物质将会产生污染最好作为第二级生物处理装置。性能受环境气温及其它因素影响较大在北方设置生物转盘时，一般置于室内，并采取一定的保温措施。建于室外的生物转盘都应加设雨棚，防止雨水淋洗，使生物膜脱落。,55,生物转盘构造,56,生物转盘构造(cond),盘片：要求：质轻、薄、强度高，耐腐蚀，同时还应易于加工、价格低直径：14m厚度：0.810mm，与盘片材料有关盘间距：1530mm转动轴：用于固定盘片并带动其旋转的装置，一般由实心钢轴或无缝钢管制成。长度：0.57;直径：5080mm,57,生物转盘构造(cond),驱动装置：电力机械驱动、空气驱动、水力驱动氧化槽：一般可以用钢板或钢筋混凝土制成，横断面呈半圆形或梯形；槽内水位一般达到转盘直径的40%，超高为2030cm；转盘外缘与槽壁之间的间距一般为2040cm。,58,生物转盘的类型,电力机械驱动生物转盘空气驱动生物转盘组合式生物转盘,59,空气驱动式生物转盘,驱动装置简单：转盘外围设空气罩，下侧设曝气管。曝气管上均匀地装有扩散器，空气从扩散器均匀地吹向空气罩，产生浮力使转盘转动。氧化槽内废水溶解氧浓度高相同负荷条件下，BOD去除率较高生物膜较薄，但活性较强操作维护管理方便,60,组合式生物转盘,61,生物转盘的设计,一般以BOD负荷或水力负荷进行估算，以停留时间进行校核。设计内容：转盘面积和片数废水槽有效长度和有效容积转盘最小转速停留时间,62,转盘面积：,Q:进水流量，m3/dMr:每平方米转盘上每天所能除去的BOD量，g/(m2d)M0:转盘上每天进水的BOD量Me:转盘上每天出水的BOD量,N1：单位面积盘片有机物负荷N130g/(m2d):Mr=1.146N10.9043N1=3080g/(m2d):Mr=5.37N10.446,63,D:转盘直径，m,注意：每个转盘有两个表面积！,转盘片数：,64,废水槽有效长度和容积：,废水槽的有效长度(L):,a:盘片厚度，mb:两盘片净距，m,废水槽的有效容积(V):,65,qV:废水槽水力容积负荷m3(废水)/(m3(槽)d,停留时间(t):,转盘最小转速(n):,66,某废水BOD质量浓度为200mg/L,水量为500m3/d,现决定用生物转盘处理，盘片面积5000m2,浸水面积40%，试求处理水的BOD浓度和BOD降解率。,例题,67,1.生物转盘的BOD负荷量N1：,N13300m2/m3。比表面高于生物转盘60倍，塔式生物滤池20倍。废水以较高的上升流速使载体处于流化状态载体颗粒有固定/流化/流失等三种状态生物固体浓度和传质效率很高，是一种高效的生物处理构筑物。,78,生物流化床的工艺类型,根据供氧方式、脱膜方式及床体结构等的不同，可分为:两相生物流化床三相生物流化床,79,二相生物流化床,生物流化床外设充氧设备和脱膜设备，床体内只有液、固两相；进入反应器之前，废水中的DO可达89mg/L,80,三相生物流化床,直接向反应器内充氧，床体内气、固、液三相共存；气体搅动剧烈，载体颗粒之间摩擦剧烈，可使表层的生物膜自行脱落，一般无需体外脱膜装置。,81,生物流化床的优点及存在