曝气生物滤池省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

曝气生物滤池曝气生物滤池曝气生物滤池曝气生物滤池第一节第一节第一节第一节 曝气生物滤池特点及结构曝气生物滤池特点及结构曝气生物滤池特点及结构曝气生物滤池特点及结构一概述一概述一概述一概述 曝曝曝曝气气气气生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池(biological(biological(biological(biological aerated aerated aerated aerated filter)filter)filter)filter)简简简简称称称称BAFBAFBAFBAF,是是八八十十年年代代末末九九十十年年代代初初在在普普通通生生物物滤滤池池基基础础上上，并并借借鉴鉴给给水水滤滤池池工工艺艺而而开开发发污污水水处处理理新新工工艺艺，最最初初用用于于污污水水三三级级处处理理，后后发发展展成成直直接接用用于于二二级级处处理理。自自八八十十年年代代在在欧欧洲洲建建成成第第一一座座曝曝气气生生物物滤滤池池污污水水处处理理厂厂后后，当当前前世世界界上上已已经经有有数数千千座座该工艺污水处理厂。该工艺污水处理厂。该该该该技技技技术术术术应应应应用用用用范范范范围围围围：水水体体富富营营养养化化、城城市市污污水水、小小区区生生活活污污水水、生生活活杂杂排排水水和和食食品品加加工工废废水水、酿酿造造和和造造纸纸等等高高浓浓度度废废水水处处理理，同同时时也也可可进进行行中中水水处处理。理。第1页 该该该该技技技技术术术术基基基基本本本本特特特特点点点点：含含有有去去除除SSSS、CODCOD、BODBOD5 5、硝硝化化、脱脱氮氮作作用用，其其最最大大特特点点是是集集生生物物氧氧化化和和截截留留悬悬浮浮固固体体于于一一体体，节节约约了了后后续续二二次次沉沉淀淀池池，在在确确保保处处理理效效果果前前提提使使处处理理工工艺艺简简化化。另另外外，曝曝气气生生物物滤滤池池工工艺艺有有机机物物容容积积负负荷荷高高、水水力力负负荷荷大大、水水力力停停留留时时间间短短、所所需需基基建建投投资资少少、能能耗耗及及运运行行成成本本低，同时该工艺出水水质高。低，同时该工艺出水水质高。结结结结构构构构概概概概述述述述：曝曝气气生生物物滤滤池池是是普普通通生生物物滤滤池池一一个个变变形形形形式式，也也可可看看成成是是生生物物接接触触氧氧化化法法一一个个特特殊殊形形式式，即即在在生生物物反反应应器器内内装装填填高高比比表表面面积积颗颗粒粒填填料料，以以提提供供微微生生物物膜膜生生长长载载体体，并并依依据据污污水水流流向向不不一一样样分分为为下下向向流流或或上上向向流流，污污水水由由上上向向下下或或由由下下向向上上流流过过滤滤料料层层，在在滤滤料料层层下下部部鼓鼓风风曝曝气气，使使空空气气与与污污水水逆逆向向或或同同向向接接触触，使使污污水水中中有有机机物物与与填填料料表表面面生生物物膜膜经经过过生生化化反反应得到降解，填料同时起到物理过滤作用。应得到降解，填料同时起到物理过滤作用。第2页二二二二.曝气生物滤池结构曝气生物滤池结构曝气生物滤池结构曝气生物滤池结构 BAFBAFBAFBAF可可分分为为上上向向流流和和下下向向流流滤滤池池，但但除除污污水水在在滤滤池池中中流流向向不不一一样样外外，其其池池型型结结构构基基本本相相同同。早早期期曝曝气气生生物物滤滤池池大大多多都都是是下下向向流流态态，但但伴伴随随上上向向流流态态比比下下向向流流滤滤池池众众多多优优点点被被人人们们所所认认同同，所所以以近近年年来来绝绝大大多多数数采采取取上上向向流曝气生物滤池结构。流曝气生物滤池结构。下列图即为经典曝气生物滤池结构图。下列图即为经典曝气生物滤池结构图。第3页 从从上上图图可可看看出出，曝曝气气生生物物滤滤池池结结构构形形式式与与普普通通快快滤滤池池类类似似，其其主主主主体体体体由由由由滤滤滤滤池池池池池池池池体体体体、滤滤滤滤料料料料层层层层、承承承承托托托托层层层层、布布布布水水水水系系系系统统统统、布布布布气气气气系系系系统统统统、反反反反冲冲冲冲洗洗洗洗系系系系统统统统、出出出出水水水水系系系系统、管道和自控系统组成统、管道和自控系统组成统、管道和自控系统组成统、管道和自控系统组成。1 1 1 1滤池池体滤池池体滤池池体滤池池体 滤滤滤滤池池池池池池池池体体体体作作作作用用用用：容容纳纳被被处处理理水水量量和和围围挡挡滤滤料料，并并承承托托滤滤料料和和曝曝气气装装置置重量。重量。池池池池型型型型：生生物物滤滤池池形形形形状状状状有有圆圆形形、正正方方形形和和矩矩形形三三种种，结结结结构构构构形形形形式式式式有有钢钢制制设设备备和和钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构等等。普普通通当当处处理理水水量量较较小小、池池体体容容积积较较小小并并为为单单座座池池时时，采采取取圆圆形形钢钢结结构构为为多多；当当处处理理水水量量和和池池容容较较大大，选选取取池池体体数数量量较较多多并并考考虑虑池池体体共共壁壁时时，采采取取矩矩形形和和方方形形钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构较较经经济济。滤滤池池平平面面尺尺寸寸以以满满足足所所要要求求流流态态，布布水水布布气气均均匀匀，填填料料安安装装和和维维护护管管理理方方便便，尽尽可可能能同同其它处理构筑物尺寸相匹配等为标准。其它处理构筑物尺寸相匹配等为标准。第4页 2 2 2 2 滤料滤料滤料滤料 从从生生物物滤滤池池处处理理污污水水发发展展情情况况来来看看，接接触触填填料料选选取取较较为为主主要要。国国内内外外通通常常采采取取接接触触填填料料形形状状有有蜂蜂窝窝管管状状、束束状状、波波纹纹状状、圆圆形形辐辐射射状状、盾盾状状、网网状状、筒筒状状、规规则则粒粒状状与与不不规规则则粒粒状状等等，所所用用材材质质除除粒粒状状滤滤料料外外，基基本本上上采采取取玻玻璃璃钢钢、聚聚氯氯乙乙烯烯、聚聚丙丙烯烯、维维尼尼纶纶等等。因因为为制制作作加加工工和和价价格格原原因因，国国内内当当前前采采取取接接触触填填料料主主要要有有玻玻璃璃钢钢或或塑塑料料蜂蜂窝窝填填料料、立立体体波波状状填填料料、软软性性纤纤维维填填料料、半软性填料以及粒状滤料等。半软性填料以及粒状滤料等。BAFBAFBAFBAF工艺采取粒状滤料，性能结构后述。工艺采取粒状滤料，性能结构后述。工艺采取粒状滤料，性能结构后述。工艺采取粒状滤料，性能结构后述。3 3 3 3承托层承托层承托层承托层 承承托托层层主主要要是是为为了了支支撑撑滤滤料料，预预防防滤滤料料流流失失和和堵堵塞塞滤滤头头，同同时时还还能能够够保保持持反反冲冲洗洗稳稳定定进进行行。承承托托层层惯惯用用材材质质为为卵卵石石或或磁磁铁铁矿矿，为为确确保保承承托托层层稳稳定定，并并对对配配水水均均匀匀性性起起充充分分作作用用，要要求求材材质质含含有有良良好好机机械械强强度度和和化化学学稳稳定定性性，形形状应尽可能靠近圆形，工程中普通选取鹅卵石作为承托层。状应尽可能靠近圆形，工程中普通选取鹅卵石作为承托层。第5页 4 4 4 4布水系统布水系统布水系统布水系统（1 1 1 1）布水系统主要包含：布水系统主要包含：布水系统主要包含：布水系统主要包含：滤池最下部滤池最下部配水室配水室配水室配水室和和滤板上配水滤头滤板上配水滤头滤板上配水滤头滤板上配水滤头。（2 2 2 2）配水室作用：配水室作用：配水室作用：配水室作用：a.a.a.a.使使某某一一短短时时段段内内进进入入滤滤池池污污水水能能在在配配水水室室内内混混合合均均匀匀，依依靠靠承承托托滤滤板板和和滤滤头头阻阻力力作作用用使使污污水水在在滤滤板板下下均均匀匀、均均质质分分布布，并并经经过过滤滤板板上上滤滤头头而而均均匀流入滤料层；匀流入滤料层；b.b.b.b.该该布布水水系系统统除除作作为为滤滤池池正正常常运运行行时时布布水水用用外外，也也作作为为定定时时对对滤滤池池进进行行反反冲冲洗洗时时布布水水用用。在在气气、水水联联合合反反冲冲洗洗时时，缓缓冲冲配配水水区区还还起起到到均均匀匀配配气气作作用，气垫层也在滤板下区域中形成。用，气垫层也在滤板下区域中形成。对对对对于于于于下下下下向向向向流流流流滤滤滤滤池池池池，该该布布水水系系统统主主要要用用作作滤滤池池反反冲冲洗洗布布水水和和搜搜集集净净化化水水用。配水滤头见图用。配水滤头见图2 2。第6页 滤滤滤滤池池池池反反反反冲冲冲冲洗洗洗洗：滤滤池池在在运运行行时时生生物物滤滤料料层层截截留留部部分分悬悬浮浮物物、生生物物絮絮凝凝吸吸附附部部分分胶胶体体颗颗粒粒和和微微生生物物膜膜在在新新陈陈代代谢谢过过程程中中增增殖殖老老化化脱脱落落微微生生物物膜膜，这这些些物物质质过过多多存存在在显显著著地地增增加加了了曝曝气气生生物物滤滤池池过过滤滤阻阻力力，会会使使处处理理能能力力减减小小和和处处理理出出水水水水质质下下降降，所所以以运运行行一一定定时时间间必必须须对对滤滤池池进进行行反反冲冲洗洗，将将这这些些物物质质经经过过反反冲冲洗洗随随冲冲洗洗水水排排出出滤滤池池外外，确确保保滤滤池池正正常常运运行行。普普通通冲冲洗洗周周期期比比较较长长，运运行行1 12 2天左右才冲洗一次，天左右才冲洗一次，假假假假如如如如布布布布水水水水系系系系统统统统设设设设计计计计不不不不合合合合理理理理或或或或安安安安装装装装达达达达不不不不到到到到要要要要求求求求，使使使使反反反反冲冲冲冲洗洗洗洗时时时时配配配配水水水水不不不不均均均均匀匀匀匀，将产生以下不良后果：将产生以下不良后果：将产生以下不良后果：将产生以下不良后果：（1 1 1 1）使使使使整整整整个个个个生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池冲冲冲冲洗洗洗洗不不不不均均均均匀匀匀匀，部部部部分分分分区区区区域域域域冲冲冲冲洗洗洗洗强强强强度度度度大大大大，部部部部分分分分区区区区域域域域冲冲冲冲洗洗洗洗强强强强度度度度小小小小。运运行行时时滤滤料料层层内内截截留留大大量量悬悬浮浮物物质质，这这些些物物质质存存在在显显著著地地增增加加了了生生物物滤滤池池过过滤滤能能力力，使使处处理理能能力力下下降降；同同时时也也使使水水溶溶液液主主体体溶溶解解氧氧和和生生物物易易降降解解有有机机物物与与生生物物膜膜上上微微生生物物之之间间传传质质效效率率下下降降，影影响响生生物物滤滤池池对对有有机机物物去去除除效效率率。反反冲冲洗洗目目标标就就是是使使这这些些物物质质随随反反冲冲洗洗水水排排掉掉，确确保保生生物物滤滤池池正正常常稳稳定定运运行行，假假如如反反冲冲洗洗布布水水不不均均匀匀，使使部部分分区区域域反反冲冲洗洗达达不不到到要要求求，该该区区域域生生物物滤料中杂质冲洗不洁净，将影响生物滤池对污染物去除效果。滤料中杂质冲洗不洁净，将影响生物滤池对污染物去除效果。第7页 （2 2 2 2）冲冲冲冲洗洗洗洗强强强强度度度度大大大大区区区区域域域域，因因因因为为为为水水水水流流流流速速速速度度度度过过过过大大大大，会会会会冲冲冲冲动动动动承承承承托托托托层层层层，引引引引发发发发生生生生物物物物滤滤滤滤料料料料与与与与承承承承托托托托层层层层混混混混合合合合，甚甚甚甚至至至至引引引引发发发发生生生生物物物物滤滤滤滤料料料料流流流流失失失失，有有有有时时时时也也也也会会会会引引引引发发发发布布布布气气气气系系系系统统统统松松松松动动动动，对曝气生物滤池造成极大危害。对曝气生物滤池造成极大危害。对曝气生物滤池造成极大危害。对曝气生物滤池造成极大危害。除上述采取滤板和配水滤头配水方式以外，国内也有小型曝气生物滤池除上述采取滤板和配水滤头配水方式以外，国内也有小型曝气生物滤池采取栅型承托板和穿孔布水管（管式大阻力配水方式）配水形式。曝气生物采取栅型承托板和穿孔布水管（管式大阻力配水方式）配水形式。曝气生物滤池普通采取管式大阻力配水方式，其形式如图滤池普通采取管式大阻力配水方式，其形式如图3 3 所表示。所表示。第8页第9页5 5 5 5布气系统布气系统布气系统布气系统 布气系统包含：布气系统包含：布气系统包含：布气系统包含：工艺曝气系统工艺曝气系统和进行气和进行气-水联合水联合反冲洗时供气系统反冲洗时供气系统。a.a.a.a.工艺曝气系统：工艺曝气系统：工艺曝气系统：工艺曝气系统：是是保保持持曝曝气气生生物物滤滤池池中中足足够够溶溶解解氧氧并并维维持持曝曝气气生生物物滤滤池池内内生生物物膜膜高高活活性性、对对有有机机物物和和氨氨氮氮高高去去除除率率必必备备条条件件。普普通通采采取取鼓鼓风风曝曝气气形形式式，良良好好充充氧氧方方式式应应有有高高氧氧吸吸收收率。率。最最简简单单曝曝气气装装置置可可采采取取穿穿孔孔管管。穿穿孔孔管管属属大大、中中气气泡泡型型，但但氧氧利利用用率率较较低低，仅仅为为3%3%4%4%，其其优优点点是是不不易易堵堵塞塞，造造价价低低。在在实实际际应应用用中中有有充充氧氧曝曝气气与与反反冲冲洗洗曝曝气气共共用用同同一一套套布布气气管管形形式式，但但因因为为充充氧氧曝曝气气需需气气量量比比反反冲冲洗洗时时需需气气量量小小，所所以以配配气气不不易易均均匀匀。共共用用同同一一套套布布气气管管即即使使能能降降低低投投资资，但但运运行行时时不不能能同同时时满满足足二二者者需需要要，影影响响曝曝气气生生物物滤滤池池稳稳定定运运行行。在在实实践践中中发发觉觉此此方方法法利利少少弊弊多多，最最好好将将二二者者分分开开，单单独独设设置置一一套套曝曝气气管管，以以保保持持正正常常运运行行；同同时时另另设设置置一一套套反反冲冲洗洗布布气气管管，以以满满足足反反冲冲洗洗布布气气要求。要求。第10页 现现在在国国内内外外曝曝气气生生物物滤滤池池惯惯用用生生物物滤滤池池专专用用曝曝气气器器作作为为滤滤池池空空气气扩扩散散装装置置，如如德德国国PHILLIP PHILLIP MLLERMLLER企企业业 OXAZUROXAZUROXAZUROXAZUR空空空空气气气气扩扩扩扩散散散散器器器器、华华骐骐环环境境保保护护企企业业单单单单孔孔孔孔膜膜膜膜空空空空气气气气扩扩扩扩散散散散器器器器专专利利产产品品。单单孔孔膜膜空空气气扩扩散散器器按按一一定定间间隔隔安安装装在在空空气气管管道道上上，空空气气管管道道又又被被固固定定在在承承托托滤滤板板上上，单单孔孔膜膜空空气气扩扩散散器器普普通通都都设设计计安安装装在在滤滤料料承承托托层层里里，距距承承托托板板约约0.10.10.15m0.15m，使使空空气气经经过过扩扩散散器器并并流流过过滤滤料料层层时时可可到到达达30%30%以以上上氧氧利利用用率率。该该种种扩扩散散器器另另一一个个特特点点是是不不轻轻易易堵堵塞塞，即即使使堵堵塞塞也也可可用用水水进进行行冲冲洗洗。单单孔孔膜膜空空气气扩扩散散器器见见图图4,4,滤滤板板、滤滤头头、单单孔孔膜膜空气扩散器总成见图空气扩散器总成见图5 5。第11页第12页第13页第14页6.6.6.6.反冲洗系统反冲洗系统反冲洗系统反冲洗系统 曝曝气气生生物物滤滤池池反反冲冲洗洗系系统统与与给给水水处处理理中中V V型型滤滤池池类类似似，采采取取气气水水联联合合反反冲冲洗洗，其其其其目目目目标标标标是是是是：去去除除生生物物滤滤池池运运行行过过程程中中截截留留各各种种颗颗粒粒及及胶胶体体污污染染物物以以及及老老化化脱脱落落微微生生物物膜膜。曝曝气气生生物物滤滤池池气气水水联联合合反反冲冲洗洗经经过过滤滤板板及固定其上配水长柄滤头实现。及固定其上配水长柄滤头实现。反反反反冲冲冲冲洗洗洗洗过过过过程程程程程程程程序序序序：先先降降低低滤滤池池内内水水位位并并单单独独气气洗洗，而而后后采采取取气气水水联联合合反反冲冲洗洗，最最终终再再单单独独采采取取水水洗洗。在在反反冲冲洗洗过过程程中中必必须须掌掌握握好好冲冲洗洗强强度度和和冲冲洗洗时时间间，既既要要到到达达使使截截留留物物质质冲冲洗洗出出滤滤池池，又又要要防防止止对对滤滤料料过过分分冲冲刷，使生长在滤料表面微生物膜脱落而影响处理效果。刷，使生长在滤料表面微生物膜脱落而影响处理效果。反反反反冲冲冲冲洗洗洗洗时时时时刻刻刻刻测测测测定定定定：可可经经过过运运行行时时间间、滤滤料料层层阻阻力力损损失失、水水质质参参数数等等来来完完成成，普普通通是是由由在在线线检检测测仪仪表表将将检检测测数数据据反反馈馈给给PLCPLC，并并由由PLCPLC系系统统来来自自动控制和操作。动控制和操作。第15页7.7.7.7.出水系统出水系统出水系统出水系统 出出水水系系统统有有采采取取周周围围出出水水和和采采取取单单侧侧堰堰出出水水等等。在在大大、中中型型污污水水处处理理工工程程中中，为为了了工工艺艺布布置置方方便便，普普通通采采取取单单侧侧堰堰出出水水较较多多，并并将将出出水水堰堰口口处处设设计计为为6060。斜斜坡坡，以以降降低低出出水水口口处处水水流流流流速速；在在出出水水堰堰口口处处设设置置栅栅形形稳稳流流板板以以将将反反冲冲洗洗时时有有可可能能被被带带至至出出水水口口处处陶陶粒粒与与稳稳流流板板碰碰撞撞，造造成成流流速速降降低低而而在在该该处处沉降，并沿斜坡下滑回滤池中。沉降，并沿斜坡下滑回滤池中。第16页8.8.8.8.管道和自控系统管道和自控系统管道和自控系统管道和自控系统 曝曝气气生生物物滤滤池池既既要要完完成成有有机机污污染染物物降降解解功功效效，也也要要完完成成对对污污水水中中各各种种颗颗粒粒及及胶胶体体污污染染物物以以及及老老化化脱脱落落微微生生物物膜膜截截留留功功效效，同同时时还还要要完完成成实实现现滤滤池池本本身身反反冲冲洗洗，这这几几个个方方式式交交替替运运行行。对对于于小小型型工工业业废废水水处处理理中中，滤滤池池控控制制能能够够简简单单些些，甚甚至至能能够够采采取取手手动动控控制制；而而对对于于城城镇镇污污水水处处理理厂厂，因因为为污污水水处处理理模模较较大大，普普通通有有若若干干组组滤滤池池模模块块拼拼装装而而成成，而而且且在在运运行行中中还还要要依依据据需需要要进进行行若若干干组组滤滤池池之之间间切切换换，若若采采取取手手动动控控制制则则工工作作量量较较大大且且较较难难完完成成。为为提提升升滤滤池池处处理理能能力力和和对对污污染染物物去去除除效效果果，所所以以必必须须有有PLCPLC控控制制系系统统来来自自动动完完成成对对滤滤池池运行控制，需要设计必要自控系统。运行控制，需要设计必要自控系统。第17页 三曝气生物滤池与普通生物滤池工艺性能比较三曝气生物滤池与普通生物滤池工艺性能比较三曝气生物滤池与普通生物滤池工艺性能比较三曝气生物滤池与普通生物滤池工艺性能比较1.1.1.1.普通生物滤池缺点普通生物滤池缺点普通生物滤池缺点普通生物滤池缺点:它它采采取取污污水水下下向向流流过过滤滤，经经过过滤滤池池下下部部通通风风孔孔自自然然通通风风供供氧氧，气气、水水逆逆向向而而行行，而且不具备反冲洗系统。而且不具备反冲洗系统。因为上述结构形式因为上述结构形式,普通生物滤池在运行中会产生以下缺点普通生物滤池在运行中会产生以下缺点普通生物滤池在运行中会产生以下缺点普通生物滤池在运行中会产生以下缺点:(1)(1)(1)(1)采采取取污污水水下下向向流流过过滤滤和和自自然然通通风风供供氧氧，在在运运行行中中整整个个滤滤池池高高度度上上供供气气气气压压分分布布不不均均，轻轻易易形形成成沟沟流流或或短短流流，同同时时在在滤滤料料中中轻轻易易形形成成气气泡泡，造造成成局局部部气气堵堵现现象象，从而影响处理效果；从而影响处理效果；(2)(2)(2)(2)采采取取污污水水下下向向流流过过滤滤和和自自然然通通风风供供氧氧，气气、水水为为逆逆向向流流，空空气气在在一一定定程程度度上上阻阻止止水水流流将将污污水水中中固固体体物物质质带带入入滤滤床床深深处处，从从而而使使固固体体物物质质聚聚积积在在滤滤池池表表层层，使使滤池轻易堵塞；滤池轻易堵塞；(3)(3)(3)(3)因因为为采采取取自自然然通通风风供供氧氧，通通风风供供氧氧情情况况好好坏坏受受制制于于池池内内温温度度与与气气温温之之差差、滤滤池池高高度度、滤滤料料孔孔隙隙率率及及风风力力，不不能能给给滤滤池池提提供供较较稳稳定定、均均匀匀通通风风量量；滤滤池池堵堵塞塞会会影响自然通风，使滤池供氧不足造成微生物缺氧现象，严重影响处理效果；影响自然通风，使滤池供氧不足造成微生物缺氧现象，严重影响处理效果；(4)(4)(4)(4)普普通通生生物物滤滤池池不不具具备备反反冲冲洗洗系系统统，在在滤滤池池堵堵塞塞时时不不能能及及时时将将引引发发堵堵塞塞脱脱落落微生物膜和其它杂物清理出滤池。微生物膜和其它杂物清理出滤池。第18页2.2.2.2.上向流曝气生物滤池特点上向流曝气生物滤池特点上向流曝气生物滤池特点上向流曝气生物滤池特点 (1)(1)(1)(1)上上向向流流曝曝气气生生物物滤滤池池在在结结构构上上采采取取气气水水平平行行上上向向流流态态，同同时时采采取取强强制制鼓鼓风风曝曝气气技技术术，使使得得气气、水水进进行行极极好好均均分分，预预防防了了气气泡泡在在滤滤料料中中凝凝结结，氧氧气气利利用用率率高高，能能耗耗低低；与与普普通通生生物物滤滤池池污污水水下下向向流流态态相相反反，气气、水水平平行行上上向向流流态态连连续续在在整整个个滤滤池池高高度度上上提提供供正正压压条条件件，能能够够更更加加好好地地防防止止形形成成沟沟流或短流；流或短流；(2)(2)(2)(2)采采取取气气水水平平行行上上向向流流，使使空空间间过过滤滤能能被被更更加加好好地地利利用用，空空气气能能将将污污水水中中固固体体物物质质带带入入滤滤床床深深处处，在在滤滤池池中中能能得得到到高高负负荷荷、均均匀匀固固体体物物质质，延延长反冲洗周期，降低清洗时间和清洗时水、气量。长反冲洗周期，降低清洗时间和清洗时水、气量。第19页（3 3 3 3）采取强制鼓风曝气代替普通生物滤池自然通风供氧。采取强制鼓风曝气代替普通生物滤池自然通风供氧。采取强制鼓风曝气代替普通生物滤池自然通风供氧。采取强制鼓风曝气代替普通生物滤池自然通风供氧。强制鼓风曝气是由罗茨鼓风机提供压缩空气并由空气管道输送至强制鼓风曝气是由罗茨鼓风机提供压缩空气并由空气管道输送至BAFBAF，然后由设置于滤料层中布气管使空气均匀经过滤料层。然后由设置于滤料层中布气管使空气均匀经过滤料层。二者作用均是使空二者作用均是使空气中氧转移到污水与微生物混合液中，以供给微生物氧源。气中氧转移到污水与微生物混合液中，以供给微生物氧源。不过，采取不过，采取自自自自然通风供氧受制于各种外部条件然通风供氧受制于各种外部条件然通风供氧受制于各种外部条件然通风供氧受制于各种外部条件，使通风量或供氧量不稳定且不均匀，不，使通风量或供氧量不稳定且不均匀，不能给微生物提供稳定可靠并足够氧源，从而不能满足其在代谢过程中所需能给微生物提供稳定可靠并足够氧源，从而不能满足其在代谢过程中所需氧量，使得滤池有机负荷较低，普通氧量，使得滤池有机负荷较低，普通BODBOD5 5负荷为负荷为0.20.20.5kg BOD0.5kg BOD5 5/m/m3 3dd。采取自然通风供氧时，当污水采取自然通风供氧时，当污水CODCOD浓度大于浓度大于400400500mg/l500mg/l时，因为供氧量不时，因为供氧量不足可能造成产生滤池厌氧现象，影响处理效果，同时也限制了浓度较高废足可能造成产生滤池厌氧现象，影响处理效果，同时也限制了浓度较高废水采取生物滤池工艺可能性。水采取生物滤池工艺可能性。而强制曝气供氧量可依据污水进水浓度进行而强制曝气供氧量可依据污水进水浓度进行而强制曝气供氧量可依据污水进水浓度进行而强制曝气供氧量可依据污水进水浓度进行大小调整，使微生物在任何时候都能有足够氧源，且受外部条件制约较少。大小调整，使微生物在任何时候都能有足够氧源，且受外部条件制约较少。大小调整，使微生物在任何时候都能有足够氧源，且受外部条件制约较少。大小调整，使微生物在任何时候都能有足够氧源，且受外部条件制约较少。同时，采取强制曝气供氧可提升滤池有机负荷，使得同时，采取强制曝气供氧可提升滤池有机负荷，使得BODBOD5 5负荷可高达负荷可高达5 56kg BOD6kg BOD5 5/m/m3 3dd，进水，进水CODCOD浓度允许到达浓度允许到达100010001500mg/l1500mg/l而不会产生滤池厌而不会产生滤池厌氧现象。氧现象。第20页 (4)(4)(4)(4)普普普普通通通通生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池不不不不具具具具备备备备滤滤滤滤床床床床反反反反冲冲冲冲洗洗洗洗系系系系统统统统，不不不不能能能能使使使使截截截截留留留留SSSSSSSS和和和和脱脱脱脱落落落落生生生生物膜及时排出池外。物膜及时排出池外。物膜及时排出池外。物膜及时排出池外。曝曝气气生生物物滤滤池池设设置置反反冲冲洗洗系系统统能能够够在在需需要要时时经经过过人人工工或或自自动动利利用用适适量量水水、气气量量来来对对滤滤料料进进行行清清洗洗，使使滤滤料料上上多多出出增增厚厚微微生生物物膜膜和和截截留留在在滤滤层层中中已已脱脱落落微微生生物物膜膜和和固固体体物物质质被被冲冲洗洗出出滤滤池池外外，使使滤滤池池保保持持通通畅畅、不不堵堵塞塞，以以确确保保污污水水处处理理时时滤滤层层中中水水、气气正正常常流流通通。反反冲冲洗洗所所用用水水普普通通为为滤滤池池正正常常运行时出水，被储存在清水池中备用。运行时出水，被储存在清水池中备用。第21页第22页第23页四四四四.曝气生物滤池与其它处理工艺比较曝气生物滤池与其它处理工艺比较曝气生物滤池与其它处理工艺比较曝气生物滤池与其它处理工艺比较 除除了了曝曝气气生生物物滤滤池池本本身身优优点点之之外外，曝曝曝曝气气气气生生生生物物物物滤滤滤滤池池池池与与与与其其其其它它它它生生生生物物物物处处处处理理理理方方方方法法法法相相相相比还含有以下几个优点：比还含有以下几个优点：比还含有以下几个优点：比还含有以下几个优点：1 1 1 1）较小池容和占地面积较小池容和占地面积较小池容和占地面积较小池容和占地面积 曝曝气气生生物物滤滤池池BODBOD5 5容容积积负负荷荷可可到到达达5 56kgBOD6kgBOD5 5/m/m3 3.d.d，是是常常规规活活性性污污泥泥法法或或接接触触氧氧化化法法6 61212倍倍，所所以以它它池池容容和和占占地地面面积积只只有有活活性性污污泥泥法法或或接接触触氧氧化化法法1/101/10左右，大大节约了占地面积和大量土建费用。左右，大大节约了占地面积和大量土建费用。2 2 2 2）高质量处理出水高质量处理出水高质量处理出水高质量处理出水 在在BODBOD5 5容容积积负负荷荷为为6kgBOD6kgBOD5 5/m/m3 3.d.d时时，其其出出水水SSSS和和BODBOD5 5可可保保持持在在8mg/l8mg/l以以下下，CODCODcrcr可保持在可保持在40mg/l40mg/l以下，远远低于国家污水综合排放标准之一级标准。以下，远远低于国家污水综合排放标准之一级标准。3 3 3 3）简化处理流程简化处理流程简化处理流程简化处理流程 因因为为曝曝气气生生物物滤滤池池对对SSSS生生物物截截流流作作用用，使使出出水水中中活活性性污污泥泥极极少少，故故不不需需设置二沉池和污泥回流泵房，处理流程简化，使占地面积深入降低。设置二沉池和污泥回流泵房，处理流程简化，使占地面积深入降低。第24页 4 4 4 4）基建费用、运转费用节约基建费用、运转费用节约基建费用、运转费用节约基建费用、运转费用节约 因因为为该该技技术术流流程程短短、池池容容积积小小和和占占地地省省，使使基基建建费费用用大大大大低低于于常常规规二二级生物处理。同时，粒状填料使得充氧效率提升，可节约能源消耗。级生物处理。同时，粒状填料使得充氧效率提升，可节约能源消耗。5)5)5)5)管理简单管理简单管理简单管理简单 曝曝气气生生物物滤滤池池抗抗冲冲击击负负荷荷能能力力很很强强，没没有有污污泥泥膨膨胀胀问问题题，微微生生物物也也不不会会流流失失，能能保保持持池池内内较较高高微微生生物物浓浓度度，所所以以日日常常运运行行管管理理简简单单，处处理理效效果果稳定。稳定。6 6 6 6）设施可间断运行）设施可间断运行）设施可间断运行）设施可间断运行 因因为为大大量量微微生生物物生生长长在在粒粒状状填填料料粗粗糙糙多多孔孔内内部部和和表表面面，微微生生物物不不会会流流失失，即即使使长长时时间间不不运运转转也也能能保保持持其其菌菌种种，如如长长时时间间停停顿顿不不用用后后再再使使用用，其其设施可在几天内恢复正常运行。设施可在几天内恢复正常运行。第25页第26页第27页第28页第29页第二节 微生物膜在滤料载体表面固定 微生物膜形成首先须在载体表面附着，然后才能在适宜生存条件下进行新陈代谢并增殖，最后形成具有一定厚度和密度微生物膜。所以，微生物在载体表面附着过程是生物膜形成关键步骤，它将直接影响生物膜生物及生理功效以及生物滤池启动运行周期。一 微生物膜固定过程 微生物在载体表面附着固定过程可以看作为载体表面与微生物表面间相互作用，微生物在载体表面附着固定一方面取决于微生物表面特征，其次依赖于所用载体表面物理化学特征。微生物在载体表面附着、固定过程包括以下步骤：液相中悬浮微生物向载体表面运送可逆附着不可逆附着固定微生物增长并形成生物膜。第30页 1悬浮微生物向载体表面运送 微生物从液相向载体表面运送主要是经过以下两种方式完成：1）主动运送：微生物借助于水力动力学及各种扩散力向载体表面迁移；2）被动运送：它是由布朗运动、微生物自身运动、重力或沉降作用完成。一般来说，主动运送是微生物从液相转移到载体表面主导力量，特别是在动态环境中，它是微生物长距离移动主导力量。其次，微生物个体一般都非常小，通常在1m左右，所以微生物个体可按胶体粒子处理，微生物自身布朗运动增加了微生物与载体表面接触机会。第31页2 2可逆附着过程可逆附着过程可逆附着过程可逆附着过程 微微生生物物被被运运输输到到载载体体表表面面后后，二二者者间间将将直直接接发发生生接接触触，经经过过各各种种物物理理或或化化学学力力作作用用使使微微生生物物附附着着固固定定于于载载体体表表面面。在在微微生生物物与与载载体体表表面面接接触触最最初初阶阶段段，微微生生物物与与载载体体间间首首先先形形成成是是可可可可逆逆逆逆附附附附着着着着，微微生生物物在在载载体体表表面面可可逆逆附附着着实实际际上上反反应应是是一一个个附附附附着着着着与与与与脱脱脱脱析析析析双双向向动动态态过过程程，因因为为环环境境中中存存在在水水水水力力力力学学学学力力力力或或或或是是是是简简简简单单单单布布布布朗朗朗朗运运运运动动动动或或或或是是是是微微微微生生生生物物物物本本本本身身身身运运运运动动动动都都可可能能使使已已附附着着在在载载体体表表面面微微生生物物重重新新返返回回悬悬浮浮液液相相中中去去。普普通通来来讲讲，造造成成这这种种可可逆逆附附着着过过程程力力主主要要是是物物理理及及化化学学相相互互作作用用，在在这这一一阶阶段段微微生生物物增增加加不不起起主主要要作作用用。在在可可逆逆附附着着过过程程中中可可能能起起作作用用各各种种物物理理及及化化学学力力主主要要为为：范范德德华华力力、异异电电引引力力、热热力力学学力力、表表面面张张力力、表表面面自由能、表面临界张力。自由能、表面临界张力。第32页3 3 不可逆附着过程不可逆附着过程不可逆附着过程不可逆附着过程 不不可可逆逆附附着着过过程程是是可可逆逆附附着着过过程程延延续续，这这这这种种种种不不不不可可可可逆逆逆逆附附附附着着着着过过过过程程程程通通通通常常常常是是是是因因因因为为为为微微微微生生生生物物物物分分分分泌泌泌泌一一一一些些些些粘粘粘粘性性性性代代代代谢谢谢谢物物物物质质质质所所所所造造造造成成成成，如如如如多多多多聚聚聚聚糖糖糖糖等等等等。这这些些体体外外多多聚聚糖糖类类物物质质起起到到了了生生物物粘粘结结作作用用，所所以以这这阶阶段段附附着着微微生生物物不不易易被被中中等等水水力力剪剪切切力力所所冲冲刷刷掉掉。在在实实际际运运行行中中，若若能能够够确确保保微微生生物物与与载载体体间间接接触触时时间间充充分分，即即微微生生物物有有时时间间进进行行生生理理代代谢谢活活动动，那那么么不不可可逆逆附附着着固固定定过过程程就就可可发发生生。实实际际上上，可可逆逆和和不不可可逆逆附附着着区区分分就就在在于于是是否否有有生生物物聚聚合合物物参参加加微微生生物物与与载载体体表面间相互作用，不可逆附着是形成生物膜群落基础。表面间相互作用，不可逆附着是形成生物膜群落基础。4 4固定微生物增加固定微生物增加固定微生物增加固定微生物增加 经经过过不不可可逆逆附附着着过过程程后后，微微生生物物在在载载体体表表面面取取得得一一个个相相对对稳稳定定生生存存环环境境，它它将将利利用用周周围围环环境境所所提提供供其其生生存存所所需需营营养养物物质质不不停停进进行行新新陈陈代代谢谢，不不停繁殖，逐步形成成熟微生物膜。停繁殖，逐步形成成熟微生物膜。第33页三三三三 微生物膜分析技术微生物膜分析技术微生物膜分析技术微生物膜分析技术（一）生物膜剥落（一）生物膜剥落（一）生物膜剥落（一）生物膜剥落 与活性污泥法中微生物存在形式不一样，生物膜是固定在载体表面，与活性污泥法中微生物存在形式不一样，生物膜是固定在载体表面，极难测定其重量。普通惯用方法是在分析以前，首先将生物膜从载体表面极难测定其重量。普通惯用方法是在分析以前，首先将生物膜从载体表面剥落下来。生物膜剥落技术在多项分析中起着关键作用，剥落下来。生物膜剥落技术在多项分析中起着关键作用，剥落回收率高低剥落回收率高低直接影响其它分析准确度，直接影响其它分析准确度，当前比较有效剥落方法包含当前比较有效剥落方法包含机械剥落、超声波机械剥落、超声波机械剥落、超声波机械剥落、超声波剥落、超声波剥落、超声波剥落、超声波剥落、超声波+化学剥落。化学剥落。化学剥落。化学剥落。1 1 机械剥落机械剥落机械剥落机械剥落 对于形状规则、表面光滑载体可靠虑用简单剥落法使生物膜脱离载体表对于形状规则、表面光滑载体可靠虑用简单剥落法使生物膜脱离载体表面，这种方法简单又易于操作，面，这种方法简单又易于操作，但不适用表面含有孔隙或粗糙度较大载体。但不适用表面含有孔隙或粗糙度较大载体。2 2超声波剥落超声波剥落超声波剥落超声波剥落 对于形状不规则载体，可先将生物载体置于水中然后利用超声波冲击对于形状不规则载体，可先将生物载体置于水中然后利用超声波冲击剥落生物膜。剥落生物膜。第34页3 3超声波超声波超声波超声波+化学剥落化学剥落化学剥落化学剥落 生物膜与载体之间通常是由体外多聚物所胶联，在这种情况下，若使用生物膜与载体之间通常是由体外多聚物所胶联，在这种情况下，若使用单纯超声波进行生物膜脱落，普通需要超声波功率较高，作用时间较长。考单纯超声波进行生物膜脱落，普通需要超声波功率较高，作用时间较长。考虑到生物膜体外多聚物特征，有些人提出可将生物载体首先置于虑到生物膜体外多聚物特征，有些人提出可将生物载体首先置于1M1M碱液中，碱液中，并在并在60608080保持保持30min30min水溶。经过这么处理后生物膜与载体表面胶联程度大水溶。经过这么处理后生物膜与载体表面胶联程度大大降低，这时再经超声波处理，可在较低功率和较短时间下得到非常好剥落大降低，这时再经超声波处理，可在较低功率和较短时间下得到非常好剥落效果。效果。(二）生物膜干重二）生物膜干重二）生物膜干重二）生物膜干重 生物膜干重测量方法以下：首先从生物膜反应器中取出一定量生物膜载生物膜干重测量方法以下：首先从生物膜反应器中取出一定量生物膜载体，用蒸馏水轻轻冲洗，方便去除表层未固定生物量。经洗涤后生物膜载体体，用蒸馏水轻轻冲洗，方便去除表层未固定生物量。经洗涤后生物膜载体便可用上述生物膜剥落方法中一个进行生物膜剥落。剥落后，含有生物膜溶便可用上述生物膜剥落方法中