生物處理技術(shù)在給水處理中的應用

1、主講人：鐘悅升 給水生物處理技術(shù)的介給水生物處理技術(shù)的介 紹紹 給水生物處理技術(shù)的工給水生物處理技術(shù)的工 藝藝 我國給水生物處理應用我國給水生物處理應用 現(xiàn)狀現(xiàn)狀 給水生物處理的背景給水生物處理的背景 隨著生產(chǎn)力的持續(xù)發(fā)展隨著生產(chǎn)力的持續(xù)發(fā)展,水體受到污染水體受到污染,使給水處理時使給水處理時 效果不佳。水質(zhì)惡化效果不佳。水質(zhì)惡化,以及對水質(zhì)要求的不斷提高以及對水質(zhì)要求的不斷提高,使使 得給水處理得給水處理 難度不斷增加。生物處理方法在常規(guī)物難度不斷增加。生物處理方法在常規(guī)物 理化學處理工藝前增設(shè)生物處理裝置或構(gòu)筑物理化學處理工藝前增設(shè)生物處理裝置或構(gòu)筑物, 去吸去吸 收利用水源水中污染物質(zhì)，

2、既改善了水的混凝沉淀收利用水源水中污染物質(zhì)，既改善了水的混凝沉淀 性能，又減少了水中性能，又減少了水中“三致三致”物前體物的量物前體物的量, 改善出改善出 水質(zhì)量水質(zhì)量;還減少了細菌在配水管網(wǎng)中重新滋生的可能。還減少了細菌在配水管網(wǎng)中重新滋生的可能。 生物處理的對象和目的生物處理的對象和目的 給水生物處理的主要對象是水中的有機物給水生物處理的主要對象是水中的有機物(包括藻包括藻 類及其代謝產(chǎn)物類及其代謝產(chǎn)物),通常用總有機碳通常用總有機碳(TOC)表示。它干表示。它干 擾水處理的正常運行擾水處理的正常運行,具體有這幾個表現(xiàn)具體有這幾個表現(xiàn) 有機物影響表現(xiàn)一：影響干擾常規(guī)處理工藝有機物影響表現(xiàn)一

3、：影響干擾常規(guī)處理工藝 如糖酸和藻的代謝產(chǎn)物糖醛酸能與常用的鋁、鐵如糖酸和藻的代謝產(chǎn)物糖醛酸能與常用的鋁、鐵 鹽混凝劑作用生成配位絡合物鹽混凝劑作用生成配位絡合物, 阻礙水中膠體顆粒阻礙水中膠體顆粒 的脫穩(wěn)的脫穩(wěn),使絮凝效果下降進而影響沉淀使絮凝效果下降進而影響沉淀, 且這種絡且這種絡 合物是電中性膠體合物是電中性膠體,它能穿透濾池，影響濾后水水它能穿透濾池，影響濾后水水 質(zhì)，使得混凝劑和消毒劑的用量高質(zhì)，使得混凝劑和消毒劑的用量高,也使殘留在水也使殘留在水 中的金屬離子中的金屬離子(鋁或鐵離子鋁或鐵離子)濃度升高濃度升高,長期飲用高長期飲用高 鋁離子濃度的水鋁離子濃度的水,對人腦部的生長發(fā)育

4、有不良影響。對人腦部的生長發(fā)育有不良影響。 有機物影響表現(xiàn)二：與氯作用生成消毒副產(chǎn)物有機物影響表現(xiàn)二：與氯作用生成消毒副產(chǎn)物 對受污染的水的處理需增加消毒劑的用量對受污染的水的處理需增加消毒劑的用量,如采用如采用 預加氯預加氯,中間加氯中間加氯,折點加氯。水中的部分有機物折點加氯。水中的部分有機物, 如酞基化合物、如酞基化合物、1.3酮酮(以及以及1.3雙氫芳香物質(zhì)雙氫芳香物質(zhì)), 經(jīng)鹵化反應生成三鹵甲烷經(jīng)鹵化反應生成三鹵甲烷;腐殖酸和富里酸也能與腐殖酸和富里酸也能與 氯作用生成三氯甲烷。三鹵甲烷及其系列鹵烴是氯作用生成三氯甲烷。三鹵甲烷及其系列鹵烴是 確認的致癌物質(zhì)。確認的致癌物質(zhì)。 有機物

5、影響表現(xiàn)三：導致管網(wǎng)中微生物滋生繁殖有機物影響表現(xiàn)三：導致管網(wǎng)中微生物滋生繁殖 殘留在飲水中的有機物殘留在飲水中的有機物,會導致配水管網(wǎng)中的微生物會導致配水管網(wǎng)中的微生物 滋生和繁殖滋生和繁殖,加快管道的腐蝕加快管道的腐蝕,使水產(chǎn)生臭味和色度。使水產(chǎn)生臭味和色度。 給水生物處理的目的是給水生物處理的目的是 去除這些有機物。借助去除這些有機物。借助 于異養(yǎng)菌的作用于異養(yǎng)菌的作用,把有機把有機 物變?yōu)楫愷B(yǎng)菌的營養(yǎng)物物變?yōu)楫愷B(yǎng)菌的營養(yǎng)物 質(zhì)用于細胞合成或作為質(zhì)用于細胞合成或作為 異養(yǎng)菌新陳代謝過程中異養(yǎng)菌新陳代謝過程中 的能量來源的能量來源,從而達到去從而達到去 除有機物的目的。除有機物的目的。 生

6、物膜處理污染水示意圖 生物膜處理污染水示意圖 給水生物處理工藝的局限性給水生物處理工藝的局限性 1.生物處理運行效果受到諸多因素的影響，特別生物處理運行效果受到諸多因素的影響，特別 是源水水質(zhì)、水溫、水量的變化，操作管理水平是源水水質(zhì)、水溫、水量的變化，操作管理水平 高低都直接影響處理效果。高低都直接影響處理效果。 2.與常規(guī)的處理工藝相比，生物處理方法需要較與常規(guī)的處理工藝相比，生物處理方法需要較 長的成熟期。長的成熟期。 3.生物處理對健康可能會產(chǎn)生不良影響。生物處理對健康可能會產(chǎn)生不良影響。 給水生物處理主要包括以下三個方面給水生物處理主要包括以下三個方面 1、強化傳統(tǒng)處理的生物作用、強

7、化傳統(tǒng)處理的生物作用 2、污染源水的生物預處理、污染源水的生物預處理 3、給水深度處理、給水深度處理 生物強化過濾生物強化過濾 生物強化過濾是一種將傳統(tǒng)的過濾技術(shù)與微生物生物強化過濾是一種將傳統(tǒng)的過濾技術(shù)與微生物 技術(shù)合二為一的新型過濾工藝，具有同時去除水技術(shù)合二為一的新型過濾工藝，具有同時去除水 中微量有機物、氨氮等物質(zhì)的功能。生物強化過中微量有機物、氨氮等物質(zhì)的功能。生物強化過 濾的主要工藝形式可以是原有的濾池，也可以是濾的主要工藝形式可以是原有的濾池，也可以是 生物活性濾池。生物活性濾池。 生物強化過濾生物強化過濾 進水中的污染物與濾池濾料接觸產(chǎn)生的物化和生進水中的污染物與濾池濾料接觸產(chǎn)

8、生的物化和生 化作用，可使水中的氨氮、亞硝酸鹽氮和有機物化作用，可使水中的氨氮、亞硝酸鹽氮和有機物 得到有效去除。濾池濾料通常為活性炭、無煙煤、得到有效去除。濾池濾料通常為活性炭、無煙煤、 陶粒、石英砂等，其中石英砂與活性炭、石英砂陶粒、石英砂等，其中石英砂與活性炭、石英砂 與無煙煤組合形成雙層濾料濾池的形式較多。與無煙煤組合形成雙層濾料濾池的形式較多。 該工藝稱為生物強化活性濾池該工藝稱為生物強化活性濾池(BEAF)。 生物預處理生物預處理 源水的生物預處理工藝指在常規(guī)凈水工藝前采源水的生物預處理工藝指在常規(guī)凈水工藝前采 用用 生物處理方法將水中的部分污染物去除的過程。生物處理方法將水中的部

9、分污染物去除的過程。 生物預處理可使常規(guī)處理更好地發(fā)揮作用，減輕生物預處理可使常規(guī)處理更好地發(fā)揮作用，減輕 常規(guī)處理及深度處理負擔，改善和提高給水水質(zhì)。常規(guī)處理及深度處理負擔，改善和提高給水水質(zhì)。 生物預處理生物預處理 污染源水生物預處理主要有以下幾種工藝：曝氣污染源水生物預處理主要有以下幾種工藝：曝氣 生物濾池、生物接觸氧化法，生物流化床，生物生物濾池、生物接觸氧化法，生物流化床，生物 沸石反應沸石反應 器，生物塔濾和生物轉(zhuǎn)盤等。在水源地器，生物塔濾和生物轉(zhuǎn)盤等。在水源地 附近，通過堤附近，通過堤 岸、沙丘等滲透的土地處理系統(tǒng)也岸、沙丘等滲透的土地處理系統(tǒng)也 能夠?qū)崿F(xiàn)一定的能夠?qū)崿F(xiàn)一定的 處

10、理效果。處理效果。 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（BAF）又名:淹沒式曝氣生物濾池 工作原理：濾池中填充生長著生物膜的濾料，濾工作原理：濾池中填充生長著生物膜的濾料，濾 池內(nèi)部曝氣，水流經(jīng)過時，利用生物膜氧化降解池內(nèi)部曝氣，水流經(jīng)過時，利用生物膜氧化降解 有機物，同時利用生物膜的絮凝作用和濾料的粒有機物，同時利用生物膜的絮凝作用和濾料的粒 徑截留懸浮物。運行一定時間后，因水頭損失的徑截留懸浮物。運行一定時間后，因水頭損失的 增加，需要對濾池進行反沖洗。增加，需要對濾池進行反沖洗。 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（BAF）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 分為緩沖配水區(qū)、承托層及濾料層、出水區(qū)；濾分為緩沖配水區(qū)、承托層及濾

11、料層、出水區(qū)；濾 池池為圓形、方形、矩形。池池為圓形、方形、矩形。 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（BAF）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu) 承托層及濾料層：濾料承托層及濾料層：濾料3-5mm，比表面積大，比表面積大， 微生物吸著能力強陶粒、焦炭等）微生物吸著能力強陶粒、焦炭等） 布水系統(tǒng)：配水室和濾板上的配水濾頭，布水系統(tǒng)：配水室和濾板上的配水濾頭， 或者采用管式大阻力配水系統(tǒng)或者采用管式大阻力配水系統(tǒng) ； 配水室：緩沖配水區(qū)和濾板組成；配水室：緩沖配水區(qū)和濾板組成； 布氣系統(tǒng)：正常運行曝氣和反沖洗時曝氣；布氣系統(tǒng)：正常運行曝氣和反沖洗時曝氣； 反沖洗系統(tǒng)：采用氣水聯(lián)合反沖洗；反沖洗系統(tǒng)：采用氣水聯(lián)合反沖洗； 出水系

12、統(tǒng)：周邊出水和單側(cè)堰出水等；出水系統(tǒng)：周邊出水和單側(cè)堰出水等； 管道和自控系統(tǒng)組成：管道和自控系統(tǒng)組成： 采用采用PL控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)。 曝氣生物濾池構(gòu)造 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（BAF）分類）分類 （1）下向流）下向流BAF（BIOCARBONE ） 工藝屬早期曝氣生物濾工藝屬早期曝氣生物濾 池，其缺點池，其缺點 是負荷不夠高，且大量被截留的是負荷不夠高，且大量被截留的 集中在濾池上端幾十集中在濾池上端幾十 厘米處，此處水頭損失占厘米處，此處水頭損失占 了整個濾池水頭損失的絕大部分。了整個濾池水頭損失的絕大部分。 同時納污能同時納污能 力不強，容易堵塞，運行周期短。力不強，容易堵塞，運

13、行周期短。 按水流方向 上向流：BIOSTYR、BIOFOR 下向流：BIOCARBONE 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（BAF）分類）分類 （2）上向流）上向流BAF BIOFOR 具有氧化降解、生物絮凝吸附、截留懸浮物的功能，集具有氧化降解、生物絮凝吸附、截留懸浮物的功能，集 生物作用與固生物作用與固 液分離作用于一身，不需后設(shè)二沉池。液分離作用于一身，不需后設(shè)二沉池。 曝氣裝置設(shè)于整個濾料下面曝氣裝置設(shè)于整個濾料下面 濾料在過濾時呈壓實狀態(tài)。濾料在過濾時呈壓實狀態(tài)。 氣水同向流（上向流），并以較高的濾速過濾氣水同向流（上向流），并以較高的濾速過濾 采用氣水采用氣水 聯(lián)合反沖洗，主要依賴氣體

14、的擦洗作用，反沖洗時濾料聯(lián)合反沖洗，主要依賴氣體的擦洗作用，反沖洗時濾料 基本不膨脹。反沖污泥最終回流入初沉池?；静慌蛎?。反沖污泥最終回流入初沉池。 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（BAF）分類）分類 BIOFOR特點：特點： 同向流，反沖洗方向同向流，反沖洗方向 與水流方向相同；與水流方向相同； 濾池內(nèi)不會出現(xiàn)負水濾池內(nèi)不會出現(xiàn)負水 頭及溝流現(xiàn)象；頭及溝流現(xiàn)象； 截留在底部的截留在底部的SS可在可在 氣泡上升過程中被帶入氣泡上升過程中被帶入 濾池中上部，加大納污率，濾池中上部，加大納污率， 延長運行周期。延長運行周期。 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（BAF）分類）分類 BIOSTYR 將脫氮功能

15、引入曝氣生物濾池（曝氣頭抬高，下面形成將脫氮功能引入曝氣生物濾池（曝氣頭抬高，下面形成 缺氧區(qū)）缺氧區(qū)） 特點：特點： 重力流反沖洗無需反沖泵，節(jié)省動力；重力流反沖洗無需反沖泵，節(jié)省動力； 濾頭布置在頂部，與處理水接觸不易堵，便于更換；濾頭布置在頂部，與處理水接觸不易堵，便于更換； 反硝化、硝化脫氮。反硝化、硝化脫氮。 效果：上向流（BIOFOR、BIOSTYR）優(yōu)于下向流； 曝氣生物濾池（曝氣生物濾池（BAF）主要設(shè)計參數(shù)）主要設(shè)計參數(shù) 水力負荷水力負荷 微污染水的水力負荷為微污染水的水力負荷為2-4m3(m2/h) 有機負荷有機負荷 微污染水的有機負荷微污染水的有機負荷0.1-0.5kgB

16、OD(m3d) 硝化負荷硝化負荷 濾料層高度濾料層高度 不宜小于不宜小于2m 濾料濾料 粒徑粒徑2-5mm，常用有陶粒、沸石、沙子、焦炭等，常用有陶粒、沸石、沙子、焦炭等 氣水比氣水比 G/W在在(0.5-1.2)/1 生物接觸氧化工藝生物接觸氧化工藝(BCO) 生物接觸氧化法：生物接觸氧化法：1971年開始于日本，年開始于日本， 應用領(lǐng)域應用領(lǐng)域 十分廣泛，是一種介于活性污泥法與生物濾池之十分廣泛，是一種介于活性污泥法與生物濾池之 間生物膜法處理工藝，兼有兩者優(yōu)點；又稱為淹間生物膜法處理工藝，兼有兩者優(yōu)點；又稱為淹 沒式生物濾池、接觸曝氣法。沒式生物濾池、接觸曝氣法。 生物接觸氧化工藝生物接

17、觸氧化工藝(BCO) 特征特征 （1）采用多種形式填料，微生物豐富，可生長氧化能力）采用多種形式填料，微生物豐富，可生長氧化能力 強強 的絲狀菌，可生長硝化菌；的絲狀菌，可生長硝化菌； （2）可起到類似）可起到類似“過濾過濾”的作用；的作用； （3）生物膜活性高，處理效率高，可承受較高負荷；）生物膜活性高，處理效率高，可承受較高負荷； （4）抗沖擊負荷，間歇運行仍能保持良好的處理效果；）抗沖擊負荷，間歇運行仍能保持良好的處理效果； 無需污泥回流，無污泥膨脹；污泥生成量少，污泥易沉淀。無需污泥回流，無污泥膨脹；污泥生成量少，污泥易沉淀。 生物接觸氧化工藝生物接觸氧化工藝(BCO) 原理原理 在池

18、內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并在池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并 以一定流速流經(jīng)填料，在填料上布滿生物膜，污水與以一定流速流經(jīng)填料，在填料上布滿生物膜，污水與 生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物新陳代謝功能作生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物新陳代謝功能作 用下，有機污染物得到去除，污水得到凈化用下，有機污染物得到去除，污水得到凈化淹沒式淹沒式 生物濾池；生物濾池； 采用與曝氣池相同的曝氣方法，向微生物提供其所需 的氧，并起到攪拌與混合作用，相當于在曝氣池內(nèi)充 填供微生物棲息的填料接觸曝氣法。 生物接觸氧化池構(gòu)造生物接觸氧化池構(gòu)造 接觸氧化池的主要部分 填料要求： 比表面積

19、大； 空隙率大； 水力阻力??； 強度大； 化學和生物穩(wěn)定 性好； 能經(jīng)久耐用。 填料池體布水布氣裝置 池體用于設(shè)置填 料、布水布氣裝置 和支撐填料的柵板 和格柵。 布氣管可布置在 池子中心、側(cè)面和 全池。 生物接觸氧化池構(gòu)造生物接觸氧化池構(gòu)造 接觸氧化池構(gòu)造示例 生物接觸氧化工藝填料生物接觸氧化工藝填料 酚醛樹脂蜂窩填料酚醛樹脂蜂窩填料聚乙烯蜂窩填料聚乙烯蜂窩填料半軟性填料半軟性填料 彈性立體填料彈性立體填料軟性纖維填料軟性纖維填料絲球形懸浮填料絲球形懸浮填料 生物接觸氧化工藝分類生物接觸氧化工藝分類 可分為直流式和分流式兩種可分為直流式和分流式兩種 分流式分流式 把水的曝氣和生物降解分開在兩

20、個隔室內(nèi)進行，把水的曝氣和生物降解分開在兩個隔室內(nèi)進行， 水流經(jīng)過曝氣后再流入充有填料的隔室與生物膜水流經(jīng)過曝氣后再流入充有填料的隔室與生物膜 接觸，完成降解過程。由于其水流緩慢，對生物接觸，完成降解過程。由于其水流緩慢，對生物 膜的沖刷力小，生物膜更新緩慢，適合低有機負膜的沖刷力小，生物膜更新緩慢，適合低有機負 荷（微污染）水的處理。荷（微污染）水的處理。 生物接觸氧化工藝分類生物接觸氧化工藝分類 直流式直流式 在促進膜的更新與維護膜的活性方面是一種良好在促進膜的更新與維護膜的活性方面是一種良好 的運行方式。直接在填料底部曝氣，充氧，從而的運行方式。直接在填料底部曝氣，充氧，從而 能在填料間

21、產(chǎn)生上向流，使填料各部分均勻地附能在填料間產(chǎn)生上向流，使填料各部分均勻地附 著生物膜。曝氣區(qū)域生物膜受到上升氣流的攪動，著生物膜。曝氣區(qū)域生物膜受到上升氣流的攪動， 便于脫落更新，使其保持較高的活性，又在一定便于脫落更新，使其保持較高的活性，又在一定 程度上克服填料的積泥現(xiàn)象。程度上克服填料的積泥現(xiàn)象。 生物接觸氧化組合工藝生物接觸氧化組合工藝 原水原水BCO混凝沉淀混凝沉淀過濾過濾消毒消毒 原水原水BCO混凝沉淀混凝沉淀過濾過濾活性炭吸附活性炭吸附 UF消毒消毒 原水原水混凝沉淀混凝沉淀BCO過濾過濾消毒消毒 原水原水混凝沉淀混凝沉淀BCO過濾過濾活性炭吸附活性炭吸附 UF消毒消毒 原水原水

22、臭氧臭氧BCO混凝沉淀混凝沉淀過濾過濾UF消毒消毒 移動床生物膜反應器（移動床生物膜反應器（MBBR） 是由挪威的是由挪威的KMT公司、挪威科技大學及挪威工業(yè)公司、挪威科技大學及挪威工業(yè) 與技術(shù)研究基金會于與技術(shù)研究基金會于20 世紀世紀80 年代合作開發(fā)的新年代合作開發(fā)的新 工藝工藝, 該工藝集懸浮生長的活性污泥法和附著生長該工藝集懸浮生長的活性污泥法和附著生長 的生物膜法的特點于一體的生物膜法的特點于一體, 吸收了傳統(tǒng)的生物流化吸收了傳統(tǒng)的生物流化 床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點, 是一種較先進的是一種較先進的 生物處理技術(shù)。近年來生物處理技術(shù)。近年來, 正逐步將

23、該工藝應用于微正逐步將該工藝應用于微 污染原水的生物預處理。污染原水的生物預處理。 移動床生物膜反應器工藝原理移動床生物膜反應器工藝原理 通過向反應器中投加一定數(shù)量的懸浮填料通過向反應器中投加一定數(shù)量的懸浮填料, 污水連續(xù)經(jīng)過污水連續(xù)經(jīng)過 反應器時反應器時, 比表面積較大的填料因攪拌比表面積較大的填料因攪拌( 好氧反應器為空氣好氧反應器為空氣 攪拌攪拌) 在水中自由運在水中自由運 動動, 并逐漸在其表面并逐漸在其表面 生長出生物膜生長出生物膜, 生物生物 膜中的異養(yǎng)和自養(yǎng)膜中的異養(yǎng)和自養(yǎng) 微生物利用水中的微生物利用水中的 營養(yǎng)物質(zhì)進行新陳營養(yǎng)物質(zhì)進行新陳 代謝代謝,進而達到去除水中污染物、凈化

24、水的目的。進而達到去除水中污染物、凈化水的目的。 移動床生物膜反應器特點移動床生物膜反應器特點 MBBR 中生物膜的載體中生物膜的載體( 懸浮填料懸浮填料) 是運動的是運動的,由于水的剪切由于水的剪切 力和載體運動所產(chǎn)生的摩擦力力和載體運動所產(chǎn)生的摩擦力, 填料表面填料表面( 特別是外表面的特別是外表面的) 生物膜會自然脫落生物膜會自然脫落, 部分污泥隨出水流出反應器部分污泥隨出水流出反應器, 部分污泥部分污泥 仍留在反應器中仍留在反應器中, 起到活性污泥的作用。因填料、水都是起到活性污泥的作用。因填料、水都是 運動的運動的, 故氣、水、固相之間故氣、水、固相之間 的傳質(zhì)較好的傳質(zhì)較好, 填料

25、上生物膜的填料上生物膜的 活性較高活性較高, 與普通活性污泥法與普通活性污泥法 和固定生物膜法相比和固定生物膜法相比, MBBR法法 的處理能力相對較強。的處理能力相對較強。 移動床生物膜反應器工藝結(jié)構(gòu)移動床生物膜反應器工藝結(jié)構(gòu) MBBR工藝結(jié)構(gòu)圖工藝結(jié)構(gòu)圖 移動床生物膜反應器工藝特點移動床生物膜反應器工藝特點 MBBR 工藝兼具傳統(tǒng)生物流化床和生物接觸氧化法兩者的工藝兼具傳統(tǒng)生物流化床和生物接觸氧化法兩者的 優(yōu)點優(yōu)點, 它既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余它既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余 污泥量少的特點污泥量少的特點, 又具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活又具有活性污泥法的

26、高效性和運轉(zhuǎn)靈活 性性, 具體特點如下具體特點如下: ( 1) 具有良好的脫氮能力。具有良好的脫氮能力。 ( 2) 改善了生化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行性能。改善了生化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和運行性能。 ( 3) 反應器內(nèi)水頭損失小、不易堵塞、無需反沖洗反應器內(nèi)水頭損失小、不易堵塞、無需反沖洗, 一般不需回流。一般不需回流。 ( 4) 系統(tǒng)操作方便系統(tǒng)操作方便, 維護簡單。懸浮填料可以直接投加在水池中維護簡單。懸浮填料可以直接投加在水池中, 不需不需 任何支架及安裝工程。任何支架及安裝工程。 移動床生物膜反應器工藝的懸浮填料移動床生物膜反應器工藝的懸浮填料 懸浮填料是懸浮填料是MBBR 工藝的重要組成部分工藝的

27、重要組成部分, 其性能關(guān)系到系統(tǒng)的應用和處其性能關(guān)系到系統(tǒng)的應用和處 理效果。懸浮填料一般比表面積較大、耐腐蝕和耐磨性較好且質(zhì)量小。理效果。懸浮填料一般比表面積較大、耐腐蝕和耐磨性較好且質(zhì)量小。 與以往生物接觸氧化法填料不同的是與以往生物接觸氧化法填料不同的是, 懸浮填料能與污水頻繁多次接懸浮填料能與污水頻繁多次接 觸觸, 因而被稱為因而被稱為 移動的生物膜移動的生物膜 。懸浮填料多為聚乙烯、聚丙烯及其改。懸浮填料多為聚乙烯、聚丙烯及其改 性材料、聚氨酯泡沫體等制成性材料、聚氨酯泡沫體等制成, 密度略小于水密度略小于水( 0. 95 0. 98 g/ cm3 )。填。填 料一般采用圓柱形或球形

28、的規(guī)則形狀料一般采用圓柱形或球形的規(guī)則形狀, 內(nèi)部為空心網(wǎng)架結(jié)構(gòu)內(nèi)部為空心網(wǎng)架結(jié)構(gòu), 直徑在直徑在10 100 mm 之間。有的柱體內(nèi)部有十字支撐之間。有的柱體內(nèi)部有十字支撐, 柱的外壁帶豎條狀鰭翅柱的外壁帶豎條狀鰭翅, 形似形似 齒輪齒輪,在水中的流動性好。在水中的流動性好。 移動床生物膜反應器工藝懸浮填料的特點移動床生物膜反應器工藝懸浮填料的特點 ( 1) 比表面積大。懸浮填料通過采用內(nèi)部空心的結(jié)構(gòu)方式比表面積大。懸浮填料通過采用內(nèi)部空心的結(jié)構(gòu)方式, 設(shè)置多道凹設(shè)置多道凹 槽和網(wǎng)架槽和網(wǎng)架, 大大增加了填料的比表面積大大增加了填料的比表面積, 使填料表面附著的生物膜數(shù)量使填料表面附著的生物

29、膜數(shù)量 和濃度也大為增加。和濃度也大為增加。 ( 2) 反應形態(tài)好。懸浮填料在反應器內(nèi)處于流化狀態(tài)反應形態(tài)好。懸浮填料在反應器內(nèi)處于流化狀態(tài), 其反應形態(tài)類似其反應形態(tài)類似 于完全混合反應器于完全混合反應器, 填料與氣、水接觸比較充分填料與氣、水接觸比較充分, 提高了填料上的生物提高了填料上的生物 膜與水中營養(yǎng)物質(zhì)的傳質(zhì)作用。懸浮填料層基本沒有水頭損失膜與水中營養(yǎng)物質(zhì)的傳質(zhì)作用。懸浮填料層基本沒有水頭損失, 有利有利 于布水、布氣的均勻性。于布水、布氣的均勻性。 ( 3) 氧利用率高。通過填料層分割作用以及填料不斷與水流和氣流的氧利用率高。通過填料層分割作用以及填料不斷與水流和氣流的 接觸接觸

30、, 可大大提高氧的利用率。由于懸浮填料上的生物總量較大可大大提高氧的利用率。由于懸浮填料上的生物總量較大, 生物生物 膜對水中的有機物和氧利用充分膜對水中的有機物和氧利用充分, 因此生物反應效率大為提高。因此生物反應效率大為提高。 生物沸石反應器生物沸石反應器 生物沸石反應器，其特征是沸石反應器沸石層下方有曝氣生物沸石反應器，其特征是沸石反應器沸石層下方有曝氣 裝置。曝氣供氧為好氧微生物提供生長環(huán)境，在沸石表面裝置。曝氣供氧為好氧微生物提供生長環(huán)境，在沸石表面 生長有大量的生物膜，同時因沸石吸附有大量的氨氮，從生長有大量的生物膜，同時因沸石吸附有大量的氨氮，從 而使硝化菌成為優(yōu)勢菌種，硝化菌一

31、方面硝化降解廢水中而使硝化菌成為優(yōu)勢菌種，硝化菌一方面硝化降解廢水中 氨氮，另一方面對沸石中吸附的氨氮硝化降解，使沸石生氨氮，另一方面對沸石中吸附的氨氮硝化降解，使沸石生 物再生，還減輕了沸石吸附負荷，可以使沸石在較長時間物再生，還減輕了沸石吸附負荷，可以使沸石在較長時間 內(nèi)保持較高的離子交換水平。再就是，由于在反應器內(nèi)還內(nèi)保持較高的離子交換水平。再就是，由于在反應器內(nèi)還 存在反硝化過程，因此可以實現(xiàn)去除部分總氮。存在反硝化過程，因此可以實現(xiàn)去除部分總氮。 生物沸石反應器的沸石生物沸石反應器的沸石 沸石是一種架狀結(jié)構(gòu)的多空穴和通道的硅鋁酸鹽，由于沸沸石是一種架狀結(jié)構(gòu)的多空穴和通道的硅鋁酸鹽，由

32、于沸 石有大比表面積和良好的吸附交換性能，并且還是一種極石有大比表面積和良好的吸附交換性能，并且還是一種極 性吸附劑，可以吸附有極性的分子和細菌，對細菌有富集性吸附劑，可以吸附有極性的分子和細菌，對細菌有富集 作用，因此沸石是一種理想的生物載體。作用，因此沸石是一種理想的生物載體。 給水深度處理工藝給水深度處理工藝 飲用水深度處理中的生物作用主要表現(xiàn)為生物飲用水深度處理中的生物作用主要表現(xiàn)為生物 活性炭的氧活性炭的氧 化和再生作用，包括單獨采用活性炭處化和再生作用，包括單獨采用活性炭處 理、臭氧氧化生物理、臭氧氧化生物 活性炭聯(lián)合和固定化生物活性炭處理等。臭氧活性炭處理活性炭聯(lián)合和固定化生物活

33、性炭處理等。臭氧活性炭處理 中臭氧可以降解大分子有中臭氧可以降解大分子有 機物，將溶解性鐵氧化為不溶性機物，將溶解性鐵氧化為不溶性 的高價氧化物，去除的高價氧化物，去除 致病菌和病毒，提高溶解氧含量等；致病菌和病毒，提高溶解氧含量等； 生物活性炭的作生物活性炭的作 用是利用活性炭的吸附和微生物的氧化功用是利用活性炭的吸附和微生物的氧化功 能去除微量有機物污染物。能去除微量有機物污染物。 生物活性炭（生物活性炭（BAC）原理）原理 活性炭比表面積大，能夠迅速吸附水中溶解性有機物，同活性炭比表面積大，能夠迅速吸附水中溶解性有機物，同 時也能富集水中的微生物，被吸附吸附水中溶解性有機物時也能富集水中

34、的微生物，被吸附吸附水中溶解性有機物 為活性炭中的微生物提供營養(yǎng)，只要供氧充分，炭床中好為活性炭中的微生物提供營養(yǎng)，只要供氧充分，炭床中好 氧菌在活性炭表面生長出生物膜，它具有氧化降解和生物氧菌在活性炭表面生長出生物膜，它具有氧化降解和生物 吸附雙重作用。吸附雙重作用。 生物再生理論：由于活性炭上的生物膜對吸附的污染物持生物再生理論：由于活性炭上的生物膜對吸附的污染物持 續(xù)的生物降解作用，使活性炭得到生物再生續(xù)的生物降解作用，使活性炭得到生物再生 生物活性炭（生物活性炭（BAC）工藝特點）工藝特點 增加水中溶解性有機物的去除效率，提高出水水質(zhì)增加水中溶解性有機物的去除效率，提高出水水質(zhì) 延長活

35、性炭的再生周期，減少了運行費用延長活性炭的再生周期，減少了運行費用 具有良好的硝化作用，去除氨氮具有良好的硝化作用，去除氨氮 有效去除水中可生化有機物有效去除水中可生化有機物 BAC的前提條件是應避免預氯化處理，否則影響微生物在的前提條件是應避免預氯化處理，否則影響微生物在 活性炭上的生長。活性炭上的生長。 幾種生物活性炭工藝幾種生物活性炭工藝 幾種生物活性炭工藝幾種生物活性炭工藝 雙層生物活性炭反應器工藝示意圖 1、反應器，2、曝氣柱，3、水泵，4、布水系統(tǒng)，5、集水裝置，6、反沖 洗出水集水槽，7、凈化后出水集水槽，8、錐型收縮裝置，9、密實過濾 層，10、 膨脹炭層 生物活性炭組合工藝生

36、物活性炭組合工藝 1、常規(guī)處理-BAC-超濾 常規(guī)處理：去除大部分SS，降低BAC負荷； ABC：去除可溶性有機物、NH3-N等； 超濾：去除剩余不溶性雜質(zhì)，提高出水安全性。 生物活性炭組合工藝生物活性炭組合工藝 2、常規(guī)處理-OBAC工藝 n臭氧的作用： （1）初步氧化分解水中有機物； （2）為活性炭提供DO； （3）氧化活性炭表面吸附的部分有機物，騰出吸附位。 nBAC的作用： （1）破壞水中殘余的O3； （2）吸附殘余有機物及臭氧化的副產(chǎn)物； （3）微生物降解。 曝氣生物濾池在我國的應用實例曝氣生物濾池在我國的應用實例 廣州市新塘水廠廣州市新塘水廠 廣州市新塘水廠的水源呈現(xiàn)富營養(yǎng)化，主要

37、的超標項目是廣州市新塘水廠的水源呈現(xiàn)富營養(yǎng)化，主要的超標項目是 氨氮和耗氧量。為確保供水水質(zhì)符合氨氮和耗氧量。為確保供水水質(zhì)符合生活飲用水衛(wèi)生標生活飲用水衛(wèi)生標 準準（GB57492006），廣州自來水公司決定對其進行），廣州自來水公司決定對其進行 水廠生物預處理工藝改造，研發(fā)了一種新型的高速給水曝水廠生物預處理工藝改造，研發(fā)了一種新型的高速給水曝 氣生物濾池工藝，并以相關(guān)工程試驗為基礎(chǔ)，進行了新塘氣生物濾池工藝，并以相關(guān)工程試驗為基礎(chǔ)，進行了新塘 水廠生物預處理技術(shù)改造的工程設(shè)計。水廠生物預處理技術(shù)改造的工程設(shè)計。 曝氣生物濾池在我國的應用實例曝氣生物濾池在我國的應用實例 廣州市新塘水廠改造

38、工程規(guī)模為廣州市新塘水廠改造工程規(guī)模為70萬萬m3d，占地面積為，占地面積為3900m2， 包括供水曝氣生物濾池形式的生物預處理工藝構(gòu)筑物（高速給水曝氣包括供水曝氣生物濾池形式的生物預處理工藝構(gòu)筑物（高速給水曝氣 生物濾池、合建的反沖洗泵房、鼓風機房以及與之配套的配電間和控生物濾池、合建的反沖洗泵房、鼓風機房以及與之配套的配電間和控 制室）。工藝流程如圖所示。制室）。工藝流程如圖所示。 廣州市新塘水廠凈水工藝流程廣州市新塘水廠凈水工藝流程 曝氣生物濾池在我國的應用實例曝氣生物濾池在我國的應用實例 廣州市新塘水廠運行效果如圖所示廣州市新塘水廠運行效果如圖所示 生物濾池出水氨氮始終在生物濾池出水氨

39、氮始終在05mgL以下，平均去除率以下，平均去除率84；水廠出；水廠出 水水CODMn小于小于2mgL，生物濾池，生物濾池CODMn平均去除率平均去除率197，出廠水，出廠水 CODMn平均去除率平均去除率466，可見高速給水曝氣生物濾池在提高自來，可見高速給水曝氣生物濾池在提高自來 水水質(zhì)方面功效顯著。水水質(zhì)方面功效顯著。 進出水氨氮情況 進出水CODMn情況 生物接觸氧化法在我國的應用實例生物接觸氧化法在我國的應用實例 深圳水庫東深源水生物處理工程深圳水庫東深源水生物處理工程 1998年根據(jù)工藝優(yōu)化試驗成果，深圳水庫首先年根據(jù)工藝優(yōu)化試驗成果，深圳水庫首先 建立了世界最大的日處建立了世界最

40、大的日處 理理400 x104m3的生物接觸氧的生物接觸氧 化處理渠。東深源水生物處理工程處理規(guī)化處理渠。東深源水生物處理工程處理規(guī) 模達到模達到 400 x104m3/d，工程投產(chǎn)后以氣水比，工程投產(chǎn)后以氣水比1.00、水力停留、水力停留 時間時間55.470 min、穿孔管曝氣方式等參數(shù)運行，污染、穿孔管曝氣方式等參數(shù)運行，污染 物的去除效果良好，物的去除效果良好，NH；rN 進水濃度為進水濃度為3.0 mg/L左左 右時去除率平均可保持右時去除率平均可保持70 %以上。以上。CODfc為為10 % 和和SS、藻類、藻類、Fe、Mn等也有良好的去除效果等也有良好的去除效果24。 生物接觸氧化法在我國的應用實例生物接觸氧化法在我國的應用實例 嘉興