水污染控制工程 第六章ppt课件

1、污污水水的的生生物物膜膜法法处处置置第第六六章章根本内容根本内容生物膜法的根本原理生物膜法的根本原理1 生物膜法的特征生物膜法的特征2生物滤池生物滤池 3生物转盘生物转盘 4 生物接触氧化池生物接触氧化池5生物流化床生物流化床 6生物膜处置新工艺生物膜处置新工艺 7水污染控水污染控制工程制工程一一 生物膜法的根本原理生物膜法的根本原理 v污水的生物膜处置法它是与活性污泥污水的生物膜处置法它是与活性污泥法并列的法并列的,也是一种污水好氧生物处也是一种污水好氧生物处置技术置技术.v使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型动物附着在滤料或某些载体上生长繁育，并在其上构成膜状生物污泥，这

2、种膜状生物污泥就是生物膜 本质水污染控水污染控制工程制工程生物膜处置生物膜处置法法 生物滤池生物滤池 生生物物转转盘盘 生生物物流流化化床床 生物接触氧化设备生物接触氧化设备 普通生物滤池 高负荷生物滤池 塔式生物滤池 水污染控水污染控制工程制工程在生物膜内、外，生物膜与水层之间进展着多种物质的传送过程 生物滤池滤料上生物膜的构造(剖面图) 污水与滤料或某种载体流动接触，在经过一段时间后，载体的外表将会为一种膜状污泥所覆盖，这种膜状污泥就是生物膜。 代谢产物传送物质传送空气中的氧溶解在流动水层中，供微生物用于呼吸的氧从那里经过附着水层传送给生物膜，污水中的有机污染物那么由流动水层传送给附着水层

3、，然后进人生物膜，并经过细菌的代谢活动而被降解 微生物的代谢产物如H2O等那么经过附着水层进人流动水层，并随流动水层排走，而CO2及厌氧层分解产物如H2S、NH3、CH4等气态代谢产物那么从水层逸出进人空气中 水污染控水污染控制工程制工程 固定喷嘴式布水安装所运用的喷嘴 混凝土板式渗水安装 水污染控水污染控制工程制工程生物膜也是微生物高度密集的物质，大量的各种类型的微生物和微型动物在膜的外表和一定深度的内部生长繁衍着，并构成有机污染物-细菌-原生动物(后生动物)的食物链 生物膜是高度亲水的物质，污水在其外表不断更新，在其外侧总是存在着一层附着水层 生物膜的厚度由于微生物不断增殖而不断添加，在增

4、厚到一定程度后，在氧不能透入的里侧深部就会转变为厌氧形状，构成厌氧性膜 。这样，生物膜便由两层组成，即好氧层和厌氧层。好氧层的厚度普通为2mm左右，有机物的降解主要是在好氧层内进展。 水污染控水污染控制工程制工程当厌氧层还不厚时 厌氧层与好氧层平衡与稳定的关系可以坚持，此时，好氧层可以维持正常的净化功能 当厌氧层逐渐加厚到一定程度后 其代谢产物逐渐增多，这些产物会向外侧逸出，透过好氧层。这时候，好氧层的生态系统的稳定形状就会遭到破坏，这两种膜层之间的平衡关系被突破 综上所述，减缓生物膜的老化进程，不使厌氧层过分增长，加快好氧膜的更新，综上所述，减缓生物膜的老化进程，不使厌氧层过分增长，加快好氧

5、膜的更新，并且尽量使生物膜不集中零落是提高生物膜法污水处置技术的有效途径。并且尽量使生物膜不集中零落是提高生物膜法污水处置技术的有效途径。水污染控水污染控制工程制工程污水长时间的以滴状喷洒在块状滤料层的外表上，在污水流经的外表上就会构成生物膜，待生物膜成熟以后，栖息在生物膜上的微生物就会摄取流经污水中的有机物作为营养，污水从而得到净化。为了去除原污水中的悬浮物等可以堵塞滤料的污染物，进人生物滤池的污水，必需经过预处置，并使水质均化。处置城市污水的生物滤池前需设置初次沉淀池。滤料上的生物膜，不断零落更新，因此，生物滤池后也应设二次沉淀池以截留零落的生物膜。 水污染控水污染控制工程制工程生物膜法特

6、征一参与净化反响微生物具有多样性一参与净化反响微生物具有多样性二生物的食物链比较长二生物的食物链比较长三世代时间较长的微生物可以存活三世代时间较长的微生物可以存活四分段运转与优占种属四分段运转与优占种属一对水质、水量变动顺应性强二可以处置低浓度的污水三具有硝化反硝化脱氮的功能工艺特征 一污泥沉降性好，宜于固液分别二易于维护运转、节能低耗运转特征 生物相特征 水污染控水污染控制工程制工程水污染控水污染控制工程制工程1 普通生物滤池构造图 由池体、滤料、布水安装和排水系统等四部分所组成 1滤料的选定，滤料容积的计算以及滤池各部位如池壁、排水系统的设计 2布水安装系统的计算与设计 普通生物滤池的滤料

7、容积普通按负荷率进展计算。负荷率有两种： BOD5容积负荷率，水力负荷率。适用范围与优缺陷 处置效果好，BOD5的去除率可达95%以上 运转稳定、管理简单、节能低耗主要缺陷 占地面积过大，污水量大时不宜采用 滤料容易堵塞，当预处置不充分或生物膜季节性大规模零落时，滤料都能够堵塞； 繁殖滤池蝇，环境卫生恶化。滤池蝇是一种体型比家蝇小的苍蝇，它的飞行才干较弱，只在滤池周围飞行，她的产卵、幼虫、成蛹、成虫等生殖过程都在滤池内进展 喷嘴喷洒污水，分发臭味 水污染控水污染控制工程制工程处置水回流可以产生以下各项效应 进水水质得到均化与稳定 生物膜经常坚持较高的活性，这是由于加大水力负荷，过厚和老化的生物

8、膜及时地被冲刷，生物膜更新加速，厌氧层发育得到抑制 臭味分发得到减轻 高负荷生物滤池经过限制进水BOD5值和在运转上采取处置水回流等技术措施，使滤池的负荷率大幅度地提高，其BOD5容积负荷率高于普通生物滤池6-8倍，水力负荷率那么高达10倍。进人高负荷生物滤池的BOD5值必需低于200mg/L，否那么用途置水回流加以稀释 抑制滤池蝇的过度滋长 水污染控水污染控制工程制工程回流水量QR与原污水量(Q)之比称为回流比(R) ：RQRR喷洒在滤池外表上的总水量(QT)为：RQQR总水量旧(QT)与原污水量(Q)的比值称为循环比 ：RQQFT1水污染控水污染控制工程制工程采取处置水回流措施，原污水的采

9、取处置水回流措施，原污水的BODBOD值值( (或或CODCOD值值) )被稀释被稀释，进入滤池污水的，进入滤池污水的BODBOD浓度可根据如下关系式计算浓度可根据如下关系式计算 ：RRSSSea10Sa向滤池喷洒污水的向滤池喷洒污水的BOD值，值，mg/L；S0原污水的原污水的BOD值，值，mg/L；Se滤池处置水的滤池处置水的BOD值，值，mg/L；R 回流比。回流比。水污染控水污染控制工程制工程高负荷生物滤池典型流程 系统1是运用比较广泛的高负荷生物滤池处置系统，这种系统有利于生物膜的接种。促进生物膜的更新。生物滤池出水直接向滤池回流；由二次沉淀池向初次沉淀池回流生物污沉。此外，初沉池的

10、沉淀效果由于生物污泥的注人而有所提高。系统2的高负荷生物滤池系统运用也比较广泛。处置水回流滤池前，可防止加大初沉池的容积，初次沉淀池的沉淀效果由于生物污泥由二次沉淀池回流初沉池而提高。系统3，处置水和生物污泥同时从二沉池回流初沉池，初沉池的沉淀效果得到提高，滤池的水力负荷也随之加大。但初沉池的负荷加大了，这是这种系统的不利之处。系统4,此系统不需二沉池，初沉池兼行二次沉淀池的功能，滤池出水(含生物污泥)直接回流至初次沉淀池，提高了初沉池的效果。系统5，处置水直接由滤池出水回流，生物污泥那么从二次沉淀池回流，然后两者同步回流初次沉淀池。 水污染控水污染控制工程制工程水污染控水污染控制工程制工程外

11、形种类特性和陈列比外表积m2/m3孔隙率%)波纹塑料薄板制成110.6m8598聚苯乙烯薄片做成严密装填110.55m18794管式塑料管状延续，长度方向与程度成直角陈列22094蜂窝聚笨乙烯薄片110.55m8294 1生物膜量生物滤池滤料外表生成的生物膜污泥，相当于活性污泥法曝气池中的活性污泥。相对于曝气池内混合液浓度，单位容积滤料的生物膜分量，可以用以表示生物滤池内的生物量。生物膜污泥量，是难于准确计算的 关于生物膜好氧层的厚度，多数专家以为是在2mm左右，含水率按98%思索。2生物滤池的需氧量PbBODaOr2kg/m3滤料 其中，a每kgBOD5完全降解所需的氧(kg)， 对城市污水

12、，此值在1.46左右； BODr在生物滤池上去除的BOD5值； b单位分量活性生物膜的需氧量，此 值大致是0.18kg/kg活性生物膜； P每m3滤料上覆盖着的活性生物膜量kg/m3滤料。水污染控水污染控制工程制工程3、生物滤池的供氧池内、外温差与空气流速的关系，可按下面的阅历公式确定 15. 0075. 0Tv其中，v 空气流速m/min； T滤池内、外温差； 这里0.075及0.15均为阅历数值水污染控水污染控制工程制工程滤池池体的工艺计算与设计：滤池池体的负荷率计算法，按日平均污水量进展。高负荷生物滤池池体的工艺计算以处置水水质到达一定要求为前提，常用的负荷率有BOD容积负荷率、BOD-

13、面积负荷率及水力负荷率。经处置水稀释后，进人滤池污水的BOD5值为:eaSS其中，Sa向滤池喷洒污水的BOD 值，mg/LSe滤池处置水的BOD值，mg/L 系数。水污染控水污染控制工程制工程进人的污水，要求其BOD5值必需低于200mg/L，否那么应采取处置水回流措施。回流比可经过计算确定。在进展工艺计算前，首先该当确定进入滤池的污水经回流水稀释后的稀释倍数。回流稀释倍数n：eaaSSSSn0其中S0原水的BOD5值，mg/L。VaNSnQV) 1( DVA 其中，NVBOD容积负荷率，g BOD5/( m2滤料d)；Q原污水日平均流量，m3/d。D滤料层高度，m。 AaNSnQA) 1(

14、ADVqNnQA) 1( 其中，Nq滤池外表水力负荷，m3污水/( m2滤池面积d) 水污染控水污染控制工程制工程322110294KDqh旋转布水器的计算与设计确定旋转布水器的直径(D)确实定：布水横管的数目及其管径(D)确实定：布水横管参数确实定 ：mmDD200vqD4111Dam旋转布水器每分钟的旋转周数 ：布水器任务水头的计算 ：261078.34ddmn321hhhH4262210256dmqh46231081Dqh水污染控水污染控制工程制工程水污染控水污染控制工程制工程在构造方面塔式生物滤池构造表示图1-塔身；2-滤料；3-格栅；4-检修口；5-布水器；6-通风孔；7-集水槽塔滤

15、的滤料容积: ：滤塔的外表面积 ：塔滤的水力负荷 ：aaNQSVHVA AQqq水力负荷，m3/(m2d)。 A滤塔的外表面积，m2；H滤塔的任务高度，mV滤料的容积，m3；Sa进水BOD5，也可按BODu计算，g/m3；Q污水流量，按平均日污水量计算，m3/d；NaBOD-容积负荷或BODu-容积允许负荷，gBOD5/水污染控水污染控制工程制工程生物转盘处置系统中，除中心安装生物转盘外，还包括污水预处置设备和二沉池:二沉池的作用是去除经生物转盘处置后的污水所挟带的零落生物膜。生物转盘构造图生物转盘构造图 水污染控水污染控制工程制工程在转盘上附着的生物膜与污水以及空气之间进展着多种物质的传送，

16、除有机物(BOD,CODe)与O2外，还进展着其他物质，如CO2,NH3等的传送 生物转盘净化反响过程与物质传送表示图生物转盘净化反响过程与物质传送表示图 水污染控水污染控制工程制工程生物转盘设备是由盘片、转轴和驱动安装以及接触反响槽生物转盘设备是由盘片、转轴和驱动安装以及接触反响槽4部分所组成的。部分所组成的。盘片接触反响槽转轴驱动安装1 盘片的外形 2 盘片直径 3 盘片间距 4盘片资料 对多级生物转盘，接触反响槽分为假设干格，格与格之间设导流槽。转轴的直径普通介于5080mm。长度普通在0.77.0m之间，不能太长。对大型转盘，普通一台转盘设一套驱动安装，对于中小型转盘，可由一套驱动安装

17、带动34级转盘转动。水污染控水污染控制工程制工程水污染控水污染控制工程制工程单轴四级生物转盘平面与剖面表示图多轴多级(三级)生物转盘平面与剖面表示图水污染控水污染控制工程制工程水污染控水污染控制工程制工程生物转盘二级处置流程 这一流程处置高浓度有机污水作用明显，可以将BOD值由数千mg/L降至20mg/L。 逐级减少的生物转盘工艺流程污水经处置，BOD值逐级降低，因此，也可以像图6-21，采用逐级减少的生物转盘工艺流程。微生物浓度较高耐冲击负荷 生物相分级 污泥龄长 产生的污泥量较少 动力耗费低 维护管理简单二次污染小 生物转盘的流态，应按完全混合推流来思索 水污染控水污染控制工程制工程1 各

18、项参数的物理意义及其计算公式各项参数的物理意义及其计算公式容积面积比(G值)BOD面积负荷率NA 水力负荷率Nq 平均接触时间ta 310AVGAQSNA0310AQNq24QVtaG 、NA、Nq及ta各参数间的相互关系以下三式：24qaNGtqANSN024aqtGN水污染控水污染控制工程制工程处置水水质BOD-面积负荷率BDD560mg/L2040g/m2dBDD530mg/L1020g/m2d2 BOD-面积负荷率值确实定面积负荷率值确实定下表列举了国内处置生活污水，根据处置效果所采用的BOD-面积负荷率值。 在国外，还有一种做法，根据污水去除率的不同，按每一位居民该当承当的盘面面积来

19、确定转盘面积，其值列举于下表。BOD5去除率(%)转盘级数每位居民承当的盘面80三级1m290四级2m295四级3m2水污染控水污染控制工程制工程处置水BOD值与BOD-面积负荷率之间的关系(根据原联邦德国斯梯尔公司资料)水污染控水污染控制工程制工程3 水力负荷率值确实定水力负荷率值确实定 在不同的原污水BOD5浓度值的条件下，水力负荷率与去除率之间的关系，计算转盘时此图可供参考。 水温修正系数图 水污染控水污染控制工程制工程在原污水中不同的溶解性BOD5值的条件下，水力负荷率与处置水溶解性BOD5值及全BOD5值的关系。在普通情况下，溶解性BOD5值大约为为全BOD5值的50%左右。这是用美

20、国大量实践运转数据所整理出的计算图表。 水污染控水污染控制工程制工程4 计算公式计算公式 1转盘总面积 ：按BOD5-面积负荷率进展计算ANQSA0按水力负荷率计算qNQA 2转盘总片数采用的转盘为圆形时转盘为多边形或波纹板时22637. 024DADAMaAM2其中，A转盘的总 面积，m2；Q平均日的污水量，m3/d；S0原污水的BOD值，g/ m3；NABOD-面积负荷，gBOD5/m2d)。Nq水力负荷率值，m3/m2d)W转盘的总片数；D圆形转盘的直径。 a每片多边形转盘或波纹板转盘的面积。水污染控水污染控制工程制工程3每台转盘的转轴长度KbdmL)(其中，L每台(级)转盘的转轴长度，

21、m；m每台(级)转盘的盘片数；d盘片间距，m；b盘片厚度，此值与所采用的盘材有关，根据详细情况，普通取值为0.0010.013m；K污水流动的循环沟道的系数，取值1.2。4接触反响槽容积此值与槽的方式有关，当采用半圆形接触反响槽时 lDV2)2)(335. 0294. 0(总有效容积V为： 净有效容积V为：)()2)(335. 0294. 0(2mblDV其中，盘片边缘与接触 反响槽内壁之间的净距；当r/D=0.1时，系数取0.294当r/D=0.06时，系数取0.335 R转轴中心距水面的高度，普通可取150300mm。5转盘的旋转速度 qNDn19 . 037. 6min6电机功率mdnR

22、Np1085. 3min4其中，R转盘的半径，cm；M根转轴上的盘片数；同一电动机带动的转轴数；生物膜厚度系数水污染控水污染控制工程制工程 生物接触氧化处置技术，是在池内充填填料，曾经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。 这种技术又称为“淹没式生物滤池。在曝气池内充填供微生物栖息的填料，然后采取与在曝气池内充填供微生物栖息的填料，然后采取与曝气池一样的曝气方法，向微生物提供其所需求的曝气池一样的曝气方法，向微生物提供其所需求的氧，并起到搅拌与混协作用，这种技术又

23、称为氧，并起到搅拌与混协作用，这种技术又称为“接接触曝气法。触曝气法。另一种技另一种技术是术是水污染控水污染控制工程制工程水污染控水污染控制工程制工程接接触触氧氧化化池池的的根根本本构构造造图图 水污染控水污染控制工程制工程接触氧化池按水流循环方式 按曝气安装的位置 分流式 直流式 填料内循环外循环式国外多采用分流式国外多采用分流式 如右图如右图中心曝气型中心曝气型单侧曝气型单侧曝气型 分流式接触曝气池根据曝气安装的位置 中心曝气外表机械曝气安装型接触氧化池鼓风曝气单侧曝气式接触氧化池 水污染控水污染控制工程制工程国内多采用直流式的接触氧化池国内多采用直流式的接触氧化池鼓风曝气直流图 外循环直

24、流式接触氧化池 水污染控水污染控制工程制工程以多段(二段)串联生物接触氧化为主体的生活污水处置设备系统 水污染控水污染控制工程制工程1 一段一段(级级)处置流程处置流程2 二段二段(级级)处置流程处置流程水污染控水污染控制工程制工程三多段三多段(级级)处置流程处置流程水污染控水污染控制工程制工程工艺方面工艺方面运转方面运转方面功能方面功能方面生物接触氧化处置技术，在工艺、功能以及生物接触氧化处置技术，在工艺、功能以及运转等方面具有以上主要特征运转等方面具有以上主要特征 不会产生污泥膨胀景象 可以维持较高浓度的活性生物量 填料外表构成一个呈立体构造的密集的生物网 对冲击负荷顺应才干顺应力强 操作

25、简单、运转方便、易于维护管理 不需求污泥回流，不产生污泥膨胀景象。也不产生滤池蝇 污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于污泥沉淀 生物接触氧化处置技术具有多种净化功能，如适当的运转方法，还可以用以脱氮，可以作为三级处置技术水污染控水污染控制工程制工程按按BOD-BOD-容积负荷率计算填料体积容积负荷率计算填料体积 污水类型BOD负荷kgBOD/m3d)城市污水二级处置3.04.0印染度水1.02.0农药废水2.02.5酵母废水6.08.0涤纶废水1.52.0国内接触氧化池填料体积计算BOD-容积负荷率值的建议值 水污染控水污染控制工程制工程污水类型处置水 BODmg/LBOD-容积负荷率kgBOD/

26、m3d)城市污水305.0城市污水102.0印染废水201.0印染废水502.5粘胶废水101.5粘胶废水203.0BOD-BOD-容积负荷率与处置水水质关系数据容积负荷率与处置水水质关系数据城市污水二级处置，采用的BOD-容积负荷率普通为1.220 kgBOD/m3d) ,当要求处置水BOD值到达3Omg/L以下时，负荷率为0.8 kgBOD/m3d)。城市污水三级处置，采用的BOD-容积负荷率普通为0.120.18 kgBOD/m3d) ,当要求处置水BOD值到达10mg/L以下时，负荷率为0.2 kgBOD/m3d)。水污染控水污染控制工程制工程水污染控水污染控制工程制工程1生物接触氧化池填料的容积WNQSW0