生物膜专题培训市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

生物膜法污水处理设备生物膜 使各种细菌和菌类一类微生物和原生动物、后生动物一类微型动物吸附在滤料或一些载体上生长繁育，并在其上形成膜状生物污泥膜状生物污泥。第1页 生物膜结构v生长过程：1.初步形成初步形成2.成熟（成熟（厌氧膜出现厌氧膜出现）3.生物膜更新与脱落生物膜更新与脱落空空气气滤料滤料或填料或填料或载体或载体生物膜生物膜附着附着水层水层流动流动水层水层厌厌氧氧膜膜好好氧氧膜膜第2页生物膜结构示意图空空气气滤料滤料或填料或填料或载体或载体生物膜生物膜附着附着水层水层流动流动水层水层厌厌氧氧膜膜好好氧氧膜膜厌氧膜出现：厌氧膜出现：生物膜厚度不停增加，氧气不能进入内部深处将转变为厌氧状态；成熟生物膜由厌氧膜厌氧膜和好好氧膜氧膜组成；好氧膜好氧膜是有机物降解主要场所，普通厚度为2mm。第3页生物膜更新与脱落生物膜更新与脱落v厌氧膜加厚：厌氧膜加厚：v厌氧代谢产物增多，代谢产物向外溢出过程势必经过好氧层，使好氧层生态系统稳定状态被破坏；v厌氧代谢产物增多，产生气体会减弱生物膜附着能力；v生物膜更新：生物膜更新：v老化膜脱落，新生膜会重新生长；v新生膜含有更强净化功效。第4页生物膜处理污水过程滤料滤料或填料或填料或载体或载体生物膜生物膜空空气气附着附着水层水层流动流动水层水层CO2O2O2O2BOD5BOD5H2ONH3BOD5CH4、H2S、NH3厌厌氧氧膜膜好好氧氧膜膜生物膜结构示意图第5页氧传递：空气流动水层附着水层好氧层污染物传递：流动水层附着水层好氧层 代谢产物传递：液态或固态代谢产物经过附着水层进入流动水层后，随水排走；CO2、CH4等气态代谢产物则从水层中逸出，进入空气。生物膜处理污水过程第6页 生物膜法定义：生物膜法是指使废水流过生长在固定载体上 生物膜，利用生物氧化作用和各相间物质交 换，降解废水中有机污染物生化处理方法。又称固定膜法，也称生物过滤法。处理对象：废水中溶解性和胶体状有机污染物及氮、磷等；生活污水或城市废水；以及工业废水。第7页生物膜法类型：生物膜法类型：（1 1）润壁型生物膜法）润壁型生物膜法废水和空气沿固定或转动接触介质表面生物膜流过，如生物滤池和生物转盘等；（2 2）浸没型生物膜法）浸没型生物膜法生物膜载体完全浸没在水中，经过鼓风曝气供氧。如载体固定，称为接触氧化法；如载体流化则称为生物流化床。生物膜法生物膜法润壁型生物膜法润壁型生物膜法浸没型生物膜法浸没型生物膜法生物滤池生物滤池生物转盘生物转盘接触氧化法接触氧化法生物流化床生物流化床第8页 生物膜法主要特征微生物方面特征 微生物种类多样化；生物膜上微生物食物链较长；能够存活世代时间较长微生物(2)工艺运行特征 适应性强（对水质、水量等改变）；污泥沉降性能良好，易于分离；能够处理低浓度污水；易于维护运行，运行费用少。第9页 生物膜法与活性污泥法比较相同点：都属于好氧微生物处理过程，微生物氧化分解有机污染物过程都需要充分氧气。不一样点：活性污泥处理法起氧化分解作用是活性污泥，活性污泥呈悬浮态，需要不停进行搅拌、充氧；生物膜处理法起氧化分解作用是生物膜，生物膜必须附着在滤料或一些载体上。第10页概念：概念：是以土壤自净原理为依据，在污水浇灌实践基础上经较原始间歇砂滤池和接触滤池发展起来人工生物处理设备。类型：（按负荷）类型：（按负荷）低负荷生物滤池（普通生物滤池）；高负荷生物滤池；塔式生物滤池。第11页第12页结构：v池体v滤料v布水装置v排水系统第13页1、池体 池体形式：方形或矩形 池壁形式：带有孔洞或不带孔洞 超高要求：池壁高于滤料0.5m0.9m。其它考虑：防冻、采暖、防蝇等第14页2、滤料是生物膜赖以生长基础选择滤料依据：质地坚硬，耐腐蚀，抗冰冻。含有较大比表面积大；含有较大空隙率；适于生物膜形成与粘附，且应该既不被微生物分解，又不抑制微生物生长；就地取材，便于加工、运输。单位容积滤料所含有表面积 单位容积滤料中空隙占总体积百分比第15页v滤料：多采取实心拳状实心拳状滤料,总厚度为1.52.0m。工作层：厚度为1.31.8m，滤料粒径为2540mm；承托层：厚度为0.2m，滤料粒径为70100mm。第16页3、布水装置作用：向滤料表面均匀地布洒废水；要求：能够适应水量改变；不易堵塞，易于清通，不受风、雪等影响。固定式布水装置 第17页固定式布水装置 第18页布水装置特点v固定式布水装置运行方便，易于管理和受气候影响较小，间断布水，布水不均匀，配水水头较高（配水面高0.92.1m），当前应用较少。第19页4、排水系统处于滤床底部作用：搜集和排出出水，并确保良好通风；组成：由渗水装置、集水沟和排水渠组成；渗水装置：用于支撑滤料，其排水孔总面积应 大于滤池表面积20%；渗水装置下底与池底之间净空高度普通大于 0.4mm以上，以利通风，普通在出水区四面池壁均匀 布置进风孔。第20页第21页第22页优点：处理效果良好，BOD5去除率能够到达95；运行稳定，易于管理。v缺点：占地面积大、不适合处理量大污水；滤料易于堵塞；喷嘴喷洒污水，散发恶臭气味；产生滤池蝇，恶化环境卫生。普通生物滤池优缺点普通生物滤池优缺点第23页结构特点：池体：普通采取圆形滤料：粒状滤料：普通为石质，滤料层高度普通为2.0m。工作层：厚度1.8m，滤料粒径为4070mm；承托层：厚度0.2m，滤料粒径为70100mm。塑料滤料：滤床高度可达4m；普通为聚氯乙烯、聚 苯乙烯、聚丙烯等，形状有波纹板状、列管状和蜂窝状等。布水系统：多采取旋转式布水装置。第24页基本结构：第25页第26页高负荷生物滤池第27页高负荷生物滤池滤料第28页高负荷生物滤池滤料第29页第30页v旋转布水器优点是布水比较均匀，淋水周期短，水力冲刷作用强；缺点时喷水孔易堵，低温时要采取防冻办法，仅适合用于圆形池。第31页高效生物滤池特征：v大幅提升了滤池负荷，其BOD容积负荷高于普通生物滤池68倍，水力负荷高达10倍。v进入高负荷生物滤池BOD5值必须低于200mg/L，不然必须要用处理水回流加以稀释。均化和稳定进水水质；均化和稳定进水水质；加大水力负荷，及时冲刷过厚和老化生物加大水力负荷，及时冲刷过厚和老化生物膜，加速生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生膜，加速生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生物膜保持较高活性；物膜保持较高活性；抑制滤池蝇过分滋长；抑制滤池蝇过分滋长；减轻散发恶臭气味。减轻散发恶臭气味。第32页高负荷生物滤池流程系统有利于生物膜接种，促进生物膜更新；有利于改进初沉池沉淀效果。可防止加大首次沉淀池容积，生物污泥由二次沉淀池回流首次沉淀池，以提升首次沉淀池沉淀效果。既提升了初沉池沉淀效果，又加大了滤池水力表面负荷。第33页设中间沉淀池目标是减轻二段滤池负荷。第34页二级串联工作生物滤池特点：v优点：滤池深度可适当减小，通风条件好，两次撒水充 氧，出水水质很好。v缺点：增加了提升泵，加大了占地面积，增加了能耗。第35页第36页结构特点：结构特点：滤池总高度为824m，直径13.5m呈塔状；在平面上塔式生物滤池多呈圆形。由塔身、滤料、布水系统和通风及排水装置组成。（1）塔身主要作用：围挡滤料 塔高度在一定程度上影响塔滤对污水处理效果，（2）滤料:轻质滤料环氧树脂固化玻璃布蜂窝滤料（3）布水装置：大中型滤塔旋转布水器；小型滤塔固定式喷嘴布水系统。（4）通风：自然通风；机械通风。第37页第38页第39页第40页工艺特征：工艺特征：(1)高负荷：容积负荷为1.03.0kgBOD5/m3d；表面水力负荷为80200m3/m2d；BOD5去除率普通为6585%；(2)滤层内部分层：能承受较高有机污染物冲击负荷；第41页缺点：缺点：(1)当进水BOD浓度较高时，生物膜生长快速，易引发滤料堵塞；所以进水BOD浓度应控制在200mg/L以下，不然必须采取处理后水回流稀释办法；(2)基建投资大，BOD去除率低，只适合小型污水处理厂或小量污水处理。第42页集生物降解、固液分离于一体污水处理设备第43页第44页第45页第46页第47页第48页特征：特征：（1）气液在滤料间隙充分接触，因为气、液、固三相接触，氧转移率高，动力消耗低；（2）含有截留污水中悬浮物与脱落生物污泥功效，所以 无需设置沉淀池，占地面积小；（3）以3-5mm小颗粒作为滤料，比表面积大，微生物附着 能力强；（4）池内能够保持大量生物量，再因为截留作用，污水处 理效果良好；（5）勿需污泥回流，也无污泥膨胀顾虑，如反冲洗全部自 动化，维护管理也会非常方便。第49页影响生物滤池功效主要原因1、滤床比表面积和孔隙率2、滤床高度3、有机负荷与水力负荷4、供氧第50页1 1、滤床比表面积和孔隙率、滤床比表面积和孔隙率滤料比表面积愈大，生物膜表面积也愈大，生物膜量就愈多，净化功效就愈强；孔隙率大，则滤床不易堵塞，通风效果好，可为生物膜好氧代谢提供足够氧；滤床比表面积和孔隙率愈大，扩大了传质界面，促进了水流紊动，有利于提升净化功效。第51页2、滤床高度l滤床不一样高度，生物膜量、微生物种类、去除有机物速度等方面都是不一样；l有机物去除效果随滤床深度增加而提升，但去除速率却随深度增加而降低。第52页3 3、有机负荷与水力负荷、有机负荷与水力负荷BOD5容积负荷：指在确保出水达标排放前提下，每m3滤料在1d内所能接收BOD5量，单位为gBOD5/（m3滤料 d）。水力负荷：是指在确保出水达标排放前提下，每m3滤料或每m2滤池表面在1日内所能够接收污水水量，单位为m3/（m3滤料d）或m3/（m2滤池表面d）。有机负荷高，生物膜增加快，需要水力负荷就越高，普通是经过出水回流来处理。第53页4 4、供氧、供氧 普通是自然通风；影响滤池自然通风主要原因：池内温度与气温之差；池内、外温度差与空气流速之间存在以下关系：滤池高度；滤料孔隙率及风力等；滤池堵塞也会影响通风。第54页生物滤池运行与管理1、生物滤池挂膜阶段：培养与驯化2、生物滤池日常运行与管理 日常水质检测；能量消耗统计；机电设备养护与维修第55页3、常见问题及对策（1）滤池积水；原因：滤料粒径太小或不均匀；因为温度骤然改变使石质滤料破碎以致堵塞孔隙；预处理设备运行不正常，造成滤池进水中悬浮物量过高；生物膜过分剥落堵塞了滤料间孔隙；滤池有机负荷过高。第56页预防和补救方法有：耙松滤池表面石质滤料；用高压水流冲浇滤料表面；停顿在积水面积上布水器运行，让废水流将滤料上生物膜冲走；向滤池进水中投配游离氯（5mg/L），历时数小时，隔周投配，投配时间可在晚间流量低时以降低氯需要量；停顿滤池运转一时间，方便让积水滤干；对于有水封墙和能够封隹排水渠道滤池，可用废水淹没滤池并使其维持一天以上时间；如以上办法依然都无效时，就要考虑更换滤料了，这么做可能比清洗旧滤料更经济些。第57页（2）臭味问题；维持全部设备（包含沉淀池和废水系统）都保持在好氧状态；降低污泥和生物膜累积量；在低流量时向滤池进水短期加氯；采取滤池回流；清洗出现堵塞排水系统；清洗全部滤池通风道；把空气压入滤池排水系统以加大通风量；降低尤其大有机负荷；在滤池上加盖并对排放气体除臭。第58页（3）滤池灰蝇问题；连续地向滤池投配水；按照与降低积水相类似方法降低过量生物膜；每七天或每两周用废水淹没滤池一天；冲洗滤池内部曝露池墙表面；向废水中加氯，维持0.5-1mg/L余氯量；隔4-6周投加一次杀虫剂。第59页（4）滤池表面结冰问题；降低滤池废水回流次数；调整喷嘴和反射板以使滤池布水均匀；在滤池风向处设挡风屏；及时去除滤池表面所出现冰块。（5）蜗牛、苔藓和蟑螂；加氯10mg/L，使滤池出水中余氯量为0.51mg/L并维持几个小时；用最大回流量来冲洗滤池。第60页（6）旋转布水器孔口堵塞问题；清洗全部孔口；提升首次沉淀池对油脂和悬浮物去除效果；对滤池维持适当水力负荷；按要求定时对旋转臂进行加油。（7）生物膜异常脱落等。这一问题通常易于在高负荷滤池或塔滤进水中止再恢复时出现，所以，应该保持进水连续运行。第61页生物滤池与活性污泥法比较项目项目活性污泥法活性污泥法运行费运行费较高较高技术控制技术控制要求较高要求较高出水水质出水水质悬浮物较少悬浮物较少,硝化程度不高硝化程度不高生物膜法生物膜法基建费基建费低低较低较低低低气候影响气候影响较大较大较小较小较易控制较易控制灰蝇和臭味灰蝇和臭味蝇多、味大蝇多、味大无无负荷低时负荷低时,硝化程度较高硝化程度较高,但但悬浮物较高悬浮物较高剩下污泥量剩下污泥量少少大大泡沫问题泡沫问题极少极少较多较多第62页