生物膜与生物膜法电子教案

1、国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库水处理工程技术教案知识点生物膜与生物膜法学时1学时教学内容生物膜法；生物膜法的分类；生物膜处理法的特征教学重点生物膜法；生物膜法的分类教学难点生物膜法生物膜处理法的特征参考资料给水排水设计手册 第一册 建筑工业出版社流体力学泵与风机 电力工业出版社室外排水设计规范 中国计划出版社环保设计基础 中国矿业出版社网易土木 1）生物膜废水通过滤池时，滤料截留了废水中的悬浮物质，并把废水中的胶体物质吸附在自己的表面，它们中的有机物使微生物很快繁殖起来，这些微生物又进一步吸附了废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的物质，填料表面逐渐形成了一层生物膜。生物膜主要由细菌的菌胶

2、团和大量的真菌菌丝组成，其中还有许多原生动物和较高等动物生长。在生物滤池表面的滤料中，常常存在着一些褐色或其它颜色的菌胶团。也有的滤池表层有大量的真菌菌丝存在，因此形成一层灰白色的粘膜。下层滤料生物膜则呈黑色。在春夏秋三季，滤池中容易滋生灰蝇，它们的幼虫色白透明，头粗尾细，常分布在滤料表面，成虫后即在滤池及其周围栖翔。2）生物膜法生物膜法，即采用生物膜处理污水的方法。生物膜法的基本流程如图4.3.1所示，污水经沉淀池去除悬浮物后进入生物膜反应池，去除有机物。生物膜反应池出水入二沉池去除脱落的生物体，澄清液排放。污泥浓缩后运走或进一步处置。空气初沉池生物膜反应池二沉池污水净化水排放污泥图4.3.

3、1生物膜法基本流程图4.3.2 生物膜结构及其工作示意图图4.3.2是生物膜一小块滤料放大了的示意图。它可以帮助分析理解生物膜对污水的净化作用。从图中可以看出，滤料表面的生物膜可分为厌氧层和好氧层。由于生物膜的吸附作用，在好氧层表面有一层附着水层，在附着水层外部，是流动水层。即是进入生物处理池中待处理污水，有机物浓度较高。因此，当流动水流经滤料表面时，有机物就会从运动着的污水中通过扩散作用转移到附着水层中去，并进一步被生物膜所吸附。同时空气中的氧也通过流动水、附着水进入生物膜的好氧层中；生物膜中的微生物在氧的参与下对有机物进行氧化分解和机体新陈代谢，其代谢产物如CO2、H2O等无机物又沿着相反

4、的方向从生物膜经过附着水排到流动水层及空气中去，使污水得到净化。同时，微生物不断繁殖，生物膜厚度不断增加。造成厌氧层厚度不断增加。内部厌氧层的厌氧菌用死亡的好氧菌及部分有机物进行厌氧代谢；代谢产物如有机酸、H2S、NH3等转移到好氧层或流动水层中。当厌氧层还不厚时，好氧层仍能保持净化功能；但当厌氧层过厚，代谢产物过多时，二层间将失去平衡，好氧层上的生态系统遭到破坏，生物膜就呈老化状态从而脱落（自然脱落），再行开始增长新的生物膜。在生物膜成熟后的初期，微生物好氧代谢旺盛，净化功能最好，在膜内出现厌氧状态时，净化功能下降，而当生物膜脱落时降解效果最差。生物膜就是通过吸附氧化增厚脱落过程而不断地对有

5、机污水进行净化的。但好氧代谢起主导作用，是有机物去除的主要过程。3）生物膜法的分类按生物膜与污水的接触方式不同，生物膜法可分为充填式和浸没式两类。充填式生物膜法的填料（载体）不被污水淹没，自然通风或强制通风供氧，污水流过填料表面或盘片旋转浸过污水，如生物滤池和生物转盘等。浸没式生物膜法的填料完全浸没于水中，一般采用鼓风曝气供氧，如接触氧化和生物流化床等。4）生物膜处理法的特征（1）微生物相方面的特征参与净化反应的微生物多样化。生物膜中微生物附着生长在滤料表面上，生物固体平均停留时间较长，因此在生物膜上可生长世代期较长的微生物，如硝化菌等。在生物膜中丝状菌很多，有时还起主要作用。由于生物膜是固着

6、生长在载体表面，不存在污泥膨胀的问题，因此丝状菌的优势得到了充分的发挥。此外，线虫、轮虫类以及寡毛类微型动物出现的频率也较高。生物的食物链较长。在生物膜上生长繁育的生物中，微型动物存活率较高。在捕食性纤毛虫、轮虫类、线虫类之上栖息着寡毛类和昆虫，因此，生物膜上形成的食物链较长。生物膜处理系统内产生的污泥量也少于活性污泥处理系统。硝化菌得以增长繁殖因此，生物膜处理法的各项处理工艺都具有一定的硝化功能，采取适当的运行方式，还可以使污水反硝化脱氮。各段具有优势菌种。由于生物滤池污水是自上而下流动，逐步得以净化，由于上下水质不断发生变化，因此对生物膜上微生物种群发生了很大影响。在上层大多是以摄取有机物

7、为主的异养微生物，底部则是以摄取无机物为主的自养型微生物。（2）处理工艺方面的特征运行管理方便、耗能较低生物处理法中丝状菌起一定的净化作用，但丝状菌的大量繁殖，会降低污泥或生物膜的密度，如果在活性污泥法运行管理中，而丝状菌增加能导致污泥膨胀，丝状菌在生物膜法中无不良作用。相对于活性污泥法，生物膜法处理污水的能耗低。具有硝化作用在污水中起硝化作用的细菌属自养型细菌，容易生长在固体介质表面上被固定下来，故用生物膜法进行污水的硝化处理，能取得好的效果，且较为经济。抗冲击负荷能力强污水的水质、水量时刻在变化、当短时间内变化较大时，即产生了冲击负荷，生物膜法处理污水对冲击负荷的适应能力较强，处理效果较为稳定。有毒物质对微生物有伤害作用，一旦进