工业废水好氧处理生物膜法市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

5.2生物膜法生物膜法5.2.1生物膜法去除对象生物膜法去除对象生物膜法是土壤自净过程人工强化，主要去除废水中溶解性和胶体状有机污染物，同时对废水中氨氮还含有一定硝化能力。10/10/1第1页主要生物膜法有：生物接触氧化法；生物转盘；生物滤池：(普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池)；生物流化床；曝气生物滤池(BAF)。10/10/2第2页5.2.2生物膜结构5.2.2.1 形成生物膜前提条件：形成生物膜前提条件：起支撑作用、供微生物附着生长载体载体；（生物滤池滤料；接触氧化填料；生物流化床载体）供微生物生长所需营养物质营养物质；作为接种微生物微生物。10/10/3第3页5.2.2.2生物膜结构生物膜形成生物膜成熟30d10/10/4第4页5.2.2.3生物膜更新与脱落1)厌氧膜出现：厌氧膜出现：生物膜厚度不停增加，氧气不能透入内部深处将转变为厌氧状态；好氧膜是有机物降解主要场所，普通厚度为2mm。2)厌氧膜加厚：厌氧膜加厚：3)生物膜更新：生物膜更新：10/10/5第5页生物膜性质：高度亲水，存在着附着水层；微生物高度密集：各种细菌以及微型动物，形成了有机污染物细菌原生动物后生动物食物链。10/10/6第6页5.2.3生物膜法工艺特点5.2.3.1微生物方面特征(1)微生物种类多样化：微生物种类多样化：相对稳定环境，相对较长SRT丝状菌可大量生长，无污泥膨胀之忧；线虫类、轮虫类等微型动物出现频率较高；藻类及昆虫类也会出现；生物膜上生物：类型广泛、种属繁多生物膜上生物：类型广泛、种属繁多10/10/7第7页生物膜和活性污泥中出现微生物在类型、种属和数量比较生物膜和活性污泥中出现微生物在类型、种属和数量比较种类种类泥法泥法膜法膜法种类种类泥法泥法膜法膜法细菌细菌+轮虫轮虫+真菌真菌+线虫线虫+藻类藻类+寡毛虫寡毛虫+鞭毛虫鞭毛虫+其它后其它后生动物生动物+肉足虫肉足虫+昆虫类昆虫类+纤毛虫纤毛虫+10/10/8第8页(2)生物膜上微生物食物链较长：生物膜上微生物食物链较长：动物性营养者所占百分比较大，微型动物存活率较高；出现寡毛虫、昆虫类，食物链长；污泥产量比活性污泥系统低。(3)能够存活世代时间较长微生物能够存活世代时间较长微生物 有利于硝化作用进行。10/10/9第9页5.2.3.2 处理工艺方面特征(1)对水质、水量变动又较强适应性；(2)剩下污泥沉降性能良好，易于固液分离；(3)能够处理低浓度污水；(4)不需污泥回流，易于维护运行，运行费用少。10/10/10第10页5.2.4 生物接触氧化工艺生物接触氧化法是一个介于活性污泥法与生物滤池之间生物膜法处理工艺；又称为淹没式生物滤池。10/10/11第11页基本原理与特点基本工艺流程进水进水初沉池初沉池生物接触氧化池生物接触氧化池空气空气剩下污泥剩下污泥二沉池二沉池出水出水回流污泥回流污泥？10/10/12第12页主要特点池内生物固体浓度（1020g/l）高于活性污泥法和生物滤池，含有较高容积负荷（可达3.06.0kgBOD5/m3.d）；不需要污泥回流，不会污泥膨胀，运行管理简单；对水量水质波动有较强适应能力；污泥产量低于活性污泥法。10/10/13第13页生物接触氧化池结构由池体、填料、布水系统和曝气系统等组成；填料高度普通为3.0m，填料层上部水层高约为0.5m，填料层下部布水区高度：为0.51.5m(考虑检修）；10/10/14第14页曝气装置与填料分设特点：特点：填料区水流稳定，有利于生物膜生长，但冲刷力不够，生物膜不易脱落。10/10/15第15页曝气装置设在填料底部特点：可充分利用池容，填料间紊流激烈，生物膜更新快，活性高，不易堵塞；但检修较困难。填料填料出水槽出水槽进水槽进水槽曝气管曝气管惯用形式：惯用形式：鼓风曝气系统鼓风曝气系统10/10/16第16页生物接触氧化法填料填料是微生物载体，其特征对池中生物量、氧利用率、水流条件和废水与生物膜接触反应情况等有较大影响；填料选择：考虑填料比表面积、生物附着性、是否易于堵塞等。分为硬性填料、软性填料、半软性填料弹性填料、组合填料及球状悬浮型填料等。10/10/17第17页半软性填料半软性填料软性填料软性填料10/10/18第18页弹性填料弹性填料组合填料组合填料10/10/19第19页球状悬浮型填料 蜂窝填料 10/10/20第20页生物接触氧化池计算与设计普通标准：普通标准：普通采取有机负荷法有机负荷法进行设计；有机负荷最好经过试验确定，处理城市污水时可采取1.01.8kgBOD5/m3.d；废水在池中水力停留时间水力停留时间不应小于1.0h（按填料体积计算）；进水BOD5浓度过高时，应考虑出水回流出水回流；10/10/21第21页设计计算有效容积(即填料体积)V：式中Q均日流量，m3/d；Si进水BOD5浓度，mg/l；Se出水浓度，mg/l；LvBOD5填料有机容积负荷，kgBOD5/m3.d10/10/22第22页有效接触时间（与填料接触时间）t：接触时间确实定：应依据水质、处理程度要求、填料种类，经过试验或同类工厂运行资料来确定。城市污水或类似工业废水，浓度低，可生化性好，t0.81.2h;COD500mg/Lt=34hCOD1000mg/Lt=1014h10/10/23第23页曝气量确定依据BOD5值大小来确定，比较合理。去除每kgBOD5需氧11.5kg氧气，除以氧气比重，再除以氧气在空气中所占百分比，再除以曝气器氧利用率，得出天天所需供气量，除以24h，再除以60得到每分钟所需空气量，依据空气量和压头来确定风机型号。依据气水比来确定，这是经验方法。10/10/24第24页池深确定池深(H)H=h0+h1+h2+h3式中：h0超高，普通取0.5m；h1填料层上部水深，普通为0.40.5m；h2填料高度，普通为3.0m；h3填料至池底高度，在0.51.5m之间。10/10/25第25页为确保布水、布气均匀性，单池面积不超出25m2，进气管长4m，管中心距0.8m。进水、出水设置进出水槽，方便均匀布水。为防短流，水与空气采取逆流接触（单格）。曝气管安装时要求水平，两端相差10m/s。其它设计常规10/10/26第26页5.2.5 生物转盘工艺生物转盘净化机理图生物转盘净化机理图 10/10/27第27页生物转盘净化原理伴随转盘旋转，盘上附着水层经过空气时，由空气供氧。转盘上附着生物膜上生长有大量短丝状菌，对有机物进行降解。盘转动时产生剪切力使过厚生物膜从盘面剥落，脱落生物膜由沉淀池去除。10/10/28第28页生物转盘组成废水处于半静止状态，而微生物则在转动盘面上；转盘40%面积浸没在废水中，盘面低速转动；盘面上生物膜厚度与废水浓度、性质及转速相关，普通0.10.5mm。生物转盘转速普通为18m/min；废水流动方式，有轴直角流与轴平行流。10/10/29第29页生物转盘主要特征节能，运行费用低；生物量多，适应性强，出水水质很好；生物膜上生物食物链长，污泥产量少，为活性污泥法1/2左右；管理简单，操作稳定可靠，无噪音；受气候影响较大，顶部需要覆盖，需要保暖；占地面积较大，投资较高。10/10/30第30页1、基本结构、基本结构滤料滤料布水器布水器承托层承托层排水系统排水系统进水进水出水出水5.2.6 生物滤池工艺10/10/31第31页生物滤池基本流程初沉池初沉池生物生物滤池滤池二沉池二沉池出水回流出水回流出水出水进水进水剩下污泥剩下污泥采取出水回流，而不采取污泥回流，从二沉池排出污泥作为剩下污泥进入污泥处理系统。10/10/32第32页生物滤池基本原理：含有污染物废水从上而下从长有丰富生物膜滤料空隙间流过，与生物膜中微生物充分接触，其中有机污染物被微生物微生物吸附吸附并降解，使得废水得以净化。主要净化功效是依靠滤料表面生物膜对生物膜对废水中有机物吸附氧化降解作用废水中有机物吸附氧化降解作用。10/10/33第33页生物滤池结构与组成生物滤池普通主要由池体、滤料、布水装置、排水系统等四部分组成。1、池体、池体圆形、方形、矩形池体；有孔洞池壁有利于滤料内部通风，但在冬季易受低温影响；池壁高于滤料0.5m；在严寒地域，需考虑防冻、采暖或防蝇办法。10/10/34第34页2、滤料滤料是生物膜赖以生长载体，其特征特征：有大表面积，有利于微生物附着；能使废水以液膜状均匀分布于其表面；有足够大孔隙率，使脱落生物膜能随水流到池底，同时确保良好通风；适合于生物膜形成与粘附，且不被微生物分解，不抑制微生物生长；有很好机械强度，不易变形和破碎。10/10/35第35页(1)普通生物滤池滤料：有碎石、卵石、炉渣等；滤 料 粒 径 为 2540mm，承 托 层 粒 径 为70100mm；滤料要尽可能均匀，以提升孔隙率；滤料粒径愈小，比表面积愈大；但粒径过小，孔隙率降低，滤料层易被生物膜堵塞；滤料孔隙率45%时，比表面积65100m2/m3。10/10/36第36页(2)高负荷生物滤池滤料：卵石、石英砂、花岗岩等，以表面光滑卵石为 好；粒 径 较 大，为 4070mm，承 托 层70100mm，孔隙率较高，能够预防堵塞和提升通风能力；塑料滤料：如聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等；形状有波纹板式、斜管式和蜂窝式等。10/10/37第37页(3)塔式生物滤池滤料：多采取质轻、比表面积大和孔隙率高人工合成滤料；比表面积为100220m2/m3，孔隙率大于94%。其其特特点点有有：质量轻、强度高、耐腐蚀、比表面积和孔隙率都较大，但造价较高，早期投资较大。10/10/38第38页3、布水装置目是将废水均匀地喷洒在滤料上。主要有两种：固定式布水装置、旋转式布水装置；普通生物滤池固定式布水装置；高负荷生物滤池和塔式生物滤池旋转布水装置10/10/39第39页固定式布水装置10/10/40第40页旋转布水器10/10/41第41页4、排水系统作用是搜集、排出处理后废水和确保良好通风。由渗水顶板、集水沟和排水渠所组成。渗水顶板用于支撑滤料，其排水孔总面积应大于滤池表面积20%；渗水顶板下底与池底之间净空高度普通应在0.6m以上，以利通风，普通在出水区四面池壁均匀布置进风孔。10/10/42第42页5.2.7 生物流化床工艺70年代开发新型生物膜法处理工艺。以比重大于1细小惰性颗粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等为载体。废水以较高上升流速使载体处于流化状态；生物固体浓度很高，传质效率也很高，是一个高效生物处理工艺。10/10/43第43页载体颗粒流化原理载体颗粒流化，是因为上升水流(或水流与气流)所造成。普通能够有以下三种状态：1)固定状态；2)流化状态；3)流失状态。10/10/44第44页生物流化床工艺类型依据供氧方式、脱膜方式及床体结构等不一样，可分为：两相生物流化床；三相生物流化床。10/10/45第45页两相生物流化床外设充氧设备和脱膜设备，在床体内只有液、固两相；进入反应器之前，废水中DO可达89mg/L(以纯氧为气源时，可达3040mg/L)。10/10/46第46页 直接向反应器内充氧，床体内有气、固、液三相共存；气体搅动猛烈，载体颗粒之间摩擦猛烈，可使表层生物膜自行脱落，所以无需体外脱膜装置。三三相相生生物物流流化化床床10/10/47第47页生物流化床特点生物固体浓度高(1020g/l)，所以容积负荷较高(78kgBOD5/m3.d以上)，水力停留时间可大大缩短，基建费用较小；无污泥膨胀或其它生物膜法中滤料堵塞；能适应不一样浓度废水，能承受较大冲击负荷；容积负荷和床体高度较大，占地面积较小。10/10/48第48页思索题形成生物膜前提条件是什么？生物膜法在微生物方面和处理工艺方面特征有哪些？曝气装置设在填料底部生物接触氧化工艺特点是什么？生物转盘净化原理是什么？10/10/49第49页