生物膜法習(xí)題課.

1、n污水的生物處理污水的生物處理-生物膜法生物膜法n污水的自然生物處理污水的自然生物處理n污水的厭氧生物處理污水的厭氧生物處理n污水的深度處理污水的深度處理n污泥的處理污泥的處理生物膜法n試比較生物膜法與活性污泥法的優(yōu)缺點(diǎn)?n根據(jù)生物膜結(jié)構(gòu)分析生物膜法凈化水的過(guò)程。n生物膜法有哪幾種工藝形式？n生物濾池的構(gòu)造？ 高負(fù)荷生物濾池為什么要采用回流?回流的作用是什么？ 為什么塔式生物濾池能夠提高處理效率？ 生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造？ 為什么生物轉(zhuǎn)盤能夠提高處理效率？ 生物轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)的特征？ 生物接觸氧化池的構(gòu)造？ 生物接觸氧化技術(shù)的特征？ 試述生物接觸氧化技術(shù)對(duì)填料的要求。 生物接觸氧化池的形式？ 生物流化床提高

2、處理效率的原因？ 生物流化床構(gòu)造？ 生物流化床分類？ 三相流化床特征？ 計(jì)算題計(jì)算題 n生物膜法與活性污泥法相比較生物膜法與活性污泥法相比較: :n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：n生物膜上微生物的食物鏈較長(zhǎng)，污泥產(chǎn)量少并且污泥沉降性能好，宜于固液分離；n能夠存活世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物，有利于硝化作用；n對(duì)水質(zhì)水量變動(dòng)有較強(qiáng)適應(yīng)性；n易于維護(hù)管理、節(jié)能；n能處理低濃度污水。n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：n活性污泥法為人工強(qiáng)化三相傳質(zhì)，膜法趨向濃度差擴(kuò)散傳質(zhì)，傳質(zhì)效果較活性污泥差，處理效率較活性污泥差；n適于工業(yè)廢水處理站和小規(guī)模生活污水廠。生生物物膜膜結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)n生物膜由好氧好氧和厭氧厭氧兩層組成，有機(jī)物的降解主要是在好氧層內(nèi)進(jìn)行。

3、n空氣中的氧空氣中的氧溶解于流動(dòng)水層中，從那里通過(guò)附著水層傳送給生物膜，供微生物用于呼吸；n污水中的有機(jī)污染物污水中的有機(jī)污染物則由流動(dòng)水層傳遞給附著水層，然后進(jìn)入生物膜，并通過(guò)細(xì)菌的代謝活動(dòng)而被降解。n微生物的代謝產(chǎn)物微生物的代謝產(chǎn)物如H20等則通過(guò)附著水層進(jìn)入流動(dòng)水層，并隨其排走；n而而C02及厭氧層分解產(chǎn)物如及厭氧層分解產(chǎn)物如H2S、NH3以及以及CH4等氣態(tài)代謝產(chǎn)物則從水層逸出進(jìn)入空氣中。生物膜凈化水的過(guò)程生物膜凈化水的過(guò)程n生物膜法的工藝形式生物膜法的工藝形式主要有：生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法和生物流化床等工藝。n生物濾池的構(gòu)造：生物濾池的構(gòu)造：池體、濾料、布水裝置、排水系統(tǒng)

4、。n采用回流的目的：采用回流的目的：通過(guò)處理水回流，降低進(jìn)水濃度，加大水力負(fù)荷，促進(jìn)更新生物膜，解決普通生物濾池占地大、易堵塞的問(wèn)題；n回流的作用：回流的作用：n均化與穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)；n加大水力負(fù)荷，及時(shí)沖刷過(guò)厚及老化的生物膜，加速生物膜更新，抑制厭氧層發(fā)育，使生物膜經(jīng)常保持較高的活性；n抑制濾池蒼蠅的過(guò)度滋長(zhǎng)；n減輕散發(fā)的臭味。n塔式生物濾池能夠提高處理效率的原因塔式生物濾池能夠提高處理效率的原因：塔式生物濾池內(nèi)部通風(fēng)情況非常好，污水從上向下滴，水流紊動(dòng)強(qiáng)烈，污水、空氣和濾料上的微生物膜接觸充分，充氧效果良好，污染物傳質(zhì)速度快，有助于污染物質(zhì)的降解。另外由于水力負(fù)荷高，生物膜更新較快，并且在濾

5、層內(nèi)部有明顯的分層現(xiàn)象，每一層都繁育著適合該層污水特征的微生物，更有助于有機(jī)污染物的降解和去除。n生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造：盤片、接觸反應(yīng)槽、轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)裝置。n生物轉(zhuǎn)盤能夠提高處理效率的原因：生物轉(zhuǎn)盤能夠提高處理效率的原因：微生物濃度高，達(dá)40-60g/L，F(xiàn)/M=0.05-0.1，并且生物相分級(jí)，每級(jí)上生長(zhǎng)著適于流入該級(jí)污水性質(zhì)的生物相，這種現(xiàn)象對(duì)微生物的繁育和有機(jī)污染物的降解非常有利。n生物轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)的特征：生物轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)的特征：n1）微生物濃度高；n2）生物相分級(jí)；n3）污泥齡長(zhǎng)，具有硝化、反硝化功能；n4）能處理高濃度有機(jī)廢水，耐沖擊負(fù)荷；n5）食物鏈長(zhǎng)，污泥量少，為活性污泥法的 1/

6、2左右；n6）能耗小，不需曝氣與污泥回流；n7）便于維護(hù)管理；n8）不會(huì)發(fā)生二次污染現(xiàn)象；n9）流態(tài)：完全混合推流式。n生物接觸氧化池的構(gòu)造：生物接觸氧化池的構(gòu)造：池體、填料、支架、曝氣裝置、進(jìn)出水系統(tǒng)及排泥管道等。n生物接觸氧化技術(shù)的特征：生物接觸氧化技術(shù)的特征：1）工藝方面的特征）工藝方面的特征n本工藝使用填料，適于微生物存活增值；n填料表面為生物膜所布滿，形成了生物膜的主體結(jié)構(gòu)，能夠有效地提高凈化效果；n有機(jī)負(fù)荷率高，有利于縮小池容，減少占地面積。2）運(yùn)行方面的特征）運(yùn)行方面的特征n對(duì)沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；n操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，易于維護(hù)管理，勿需污泥回流；n污泥生成量少，污泥顆粒較大

7、，易于沉淀。3）功能方面的特征）功能方面的特征n具有多種凈化功能，能有效地去除有機(jī)物外，還可以脫氮，可作為三級(jí)處理技術(shù)。n生物接觸氧化技術(shù)對(duì)填料的要求：生物接觸氧化技術(shù)對(duì)填料的要求：n1）水力特性方面：比表面積較大，空隙率高，水流通暢，阻力小，流速均一。n2）物理方面：形狀規(guī)則，尺寸均一，比重與水接近，不使水中構(gòu)筑物承擔(dān)過(guò)大的荷載，表面粗糙度大；n3）生物膜附著方面：生物膜生成、固著性能良好，表面電位較高，表面親水；n4）化學(xué)及生物學(xué)的穩(wěn)定性強(qiáng)，不溶出有毒有害物質(zhì)，不造成二次污染；n5）價(jià)格適宜、供應(yīng)充分，便于安裝和運(yùn)輸。n生物接觸氧化池的形式：生物接觸氧化池的形式：n按曝氣裝置的位置，分為：

8、分流式、直流式；n按水流循環(huán)方式，分為：填料內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)式。n生物流化床提高處理效率的原因：生物流化床提高處理效率的原因：n1.擴(kuò)大微生物繁殖的表面積，提高生物膜量，同時(shí)相應(yīng)的提高對(duì)污水的充氧能力；n2.強(qiáng)化生物膜與污水之間的接觸，加快污水與生物膜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。n生物流化床構(gòu)造：生物流化床構(gòu)造：床體、載體、布水裝置和脫膜裝置組成。n生物流化床分類：生物流化床分類：按載體流化的動(dòng)力來(lái)源，分為：液流動(dòng)力流化床，氣流動(dòng)力流化床和機(jī)械攪動(dòng)流化床。n三相流化床特征：三相流化床特征：n高速去除有機(jī)污染物，處理水BOD值可保持在20mg/L以下；n便于維護(hù)運(yùn)行，對(duì)水質(zhì)、水量有一定的適應(yīng)性；n占地少，設(shè)備占地

9、面積僅為活性污泥法的1/51/8；n脫落在處理水中的生物膜，顆粒細(xì)小，用單純的沉淀法很難全部去除。n1、某工業(yè)廢水水量為600m3/d，BOD5為430mg/L，經(jīng)初沉池后進(jìn)入高負(fù)荷生物濾池處理，要求出水BOD530mg/L，試計(jì)算高負(fù)荷生物濾池尺寸和回流稀釋倍數(shù)。n2、某印染廠廢水量為1000m3/d，廢水平均BOD5為170mg/L，處理水的BOD5值15mg/L，試計(jì)算生物轉(zhuǎn)盤尺寸 。n3. 某印染廠廢水量為1500m3/d，廢水平均BOD5為170mg/L，采用生物接觸氧化法處理，要求出水BOD520mg/L，試計(jì)算生物接觸氧化池的尺寸。污水的自然生物處理污水的自然生物處理 什么是穩(wěn)定

10、塘？ 穩(wěn)定塘中的生物？ 穩(wěn)定塘對(duì)污水的凈化作用？ 穩(wěn)定塘有哪幾種形式? 什么是污水的土地處理系統(tǒng)？ 土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化作用？ 污水土地處理系統(tǒng)有哪幾種工藝？ 穩(wěn)定塘穩(wěn)定塘：經(jīng)過(guò)人工適當(dāng)修整的土地，設(shè)圍堤和防滲層的污水池塘，主要依靠自然生物凈化功能使污水得到凈化的一種污水生物處理技術(shù) 。穩(wěn)定塘中的生物：穩(wěn)定塘中的生物：細(xì)菌、 藻類、 微型動(dòng)物、 水生植物及其他水生動(dòng)物。穩(wěn)定塘對(duì)污水的凈化機(jī)理：穩(wěn)定塘對(duì)污水的凈化機(jī)理：稀釋作用 、沉淀和絮凝作用、好氧微生物的代謝作用、厭氧微生物的代謝作用、浮游生物的作用、水中維管束植物的作用。穩(wěn)定塘的工藝形式：穩(wěn)定塘的工藝形式：好氧塘、兼氧塘、厭氧塘、曝氣塘

11、、深度處理塘、控制出水塘。n污水土地處理污水土地處理：在人工調(diào)控下利用土壤-微生物-植物組成的生態(tài)系統(tǒng)使污水中的污染物凈化的處理方法。n污水土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化機(jī)理：污水土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化機(jī)理：物理過(guò)濾、物理吸附與物理化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)沉淀、微生物代謝作用。n土地處理系統(tǒng)工藝：土地處理系統(tǒng)工藝：慢速滲濾系統(tǒng)；快速滲濾系統(tǒng)；地表漫流系統(tǒng)；濕地處理系統(tǒng)；地下滲濾系統(tǒng)污水的厭氧生物處理污水的厭氧生物處理 n厭氧生物處理？n厭氧生物處理法與好氧生物處理法相比較有什么優(yōu)缺點(diǎn) ？n試述厭氧法的三階段理論 .n試述厭氧生物處理法的影響因素。n提高厭氧生物處理的效能主要可從哪些方面考慮？n厭氧

12、生物處理有哪幾種工藝 ?n升流式厭氧污泥床的特點(diǎn)（構(gòu)造、處理效果）?n廢水厭氧生物處理廢水厭氧生物處理是指在無(wú)分子氧條件下通過(guò)厭氧微生物 (包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程，也稱為厭氧消化。n厭氧法與好氧法相比較：厭氧法與好氧法相比較：n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：n應(yīng)用范圍廣、能耗低、氮、磷營(yíng)養(yǎng)需要量較少、有殺菌作用、污泥產(chǎn)量低、易貯存、有機(jī)物負(fù)荷高、對(duì)水溫的適應(yīng)范圍較廣。n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：n厭氧微生物增殖緩慢，因而厭氧設(shè)備啟動(dòng)和處理所需時(shí)間比好氧設(shè)備長(zhǎng)；出水往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步處理，故一般在厭氧處理后串聯(lián)好氧處理；厭氧處理系統(tǒng)操作控制因素較為復(fù)雜；

13、厭氧過(guò)程會(huì)產(chǎn)生氣味對(duì)空氣有污染。1.碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)在碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)在水解、發(fā)酵菌水解、發(fā)酵菌作用作用下下糖類、脂肪酸、氨基酸、水和二氧化碳；糖類、脂肪酸、氨基酸、水和二氧化碳； 2.脂肪酸在脂肪酸在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌作用下作用下H2、CO2、乙、乙 酸；酸； 3.兩組生理不同的兩組生理不同的產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)甲烷菌，有共同的產(chǎn)物，有共同的產(chǎn)物 4H2+CO2CH4+2H2O CO2還原還原 2CH3COOH2CH4+2CO2 乙酸脫羧乙酸脫羧 三三段段消消化化n影響因素：影響因素：n溫度、pH值：6.5-7.5、氧化還原電位：-350mV或更低、負(fù)荷率、污泥濃度： 1030g

14、VSS/L、攪拌和混合、營(yíng)養(yǎng)與C/N比、有毒物質(zhì)、氨氮： 50150mg/L。n高速率厭氧處理系統(tǒng)必須滿足的原則：高速率厭氧處理系統(tǒng)必須滿足的原則：n 能夠保持大量的厭氧活性污泥和足夠長(zhǎng)的污泥齡；n 保持廢水和污泥之間的充分接觸。n厭氧工藝形式：厭氧工藝形式：普通厭氧消化池、厭氧接觸工藝、厭氧濾池(AF)、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)、厭氧接觸膜膨脹床反應(yīng)器和厭氧流化床(FB)等。n升流式厭氧污泥床反應(yīng)器升流式厭氧污泥床反應(yīng)器是集生物反應(yīng)與沉淀于一體的厭氧反應(yīng)器。n構(gòu)造：構(gòu)造：進(jìn)水配水系統(tǒng)、反應(yīng)區(qū)、三相分離器、集氣室、處理水排出系統(tǒng)。n特點(diǎn)：特點(diǎn)：n反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高；有機(jī)負(fù)荷高；水力停

15、留時(shí)間短；反應(yīng)器內(nèi)設(shè)三相分離器，被沉淀區(qū)分離的污泥能自動(dòng)回流到反應(yīng)區(qū)，一般無(wú)污泥回流設(shè)備；簡(jiǎn)化了工藝，節(jié)約了投資和運(yùn)行費(fèi)用；無(wú)混合攪拌設(shè)備；污泥床內(nèi)不填載體，提高了容積利用率，節(jié)省造價(jià)及避免堵塞問(wèn)題。城市污水的深度處理城市污水的深度處理 n試說(shuō)明污水進(jìn)行深度處理的目的和意義 。n氨的吹脫去除原理是什么 ？n生物法脫氮的基本原理 ？n生物法脫氮影響因素 ？n生物法脫氮工藝（三級(jí)活性污泥法，A/O法）？ n化學(xué)法脫磷的原理 ？n生物法脫磷的原理 ？n生物法脫磷的影響因素？n生物脫磷工藝（Phostrip工藝，An/O法）？n同步脫氮除磷工藝（Bardenpho工藝，A-A-O工藝）？ n污水深度處

16、理的目的：污水深度處理的目的：n1. 去除水中殘存的懸浮物去除水中殘存的懸浮物(包括活性污泥顆粒包括活性污泥顆粒)；脫色、除臭，使；脫色、除臭，使水得到進(jìn)一步澄清；水得到進(jìn)一步澄清；n2. 進(jìn)一步降低進(jìn)一步降低BOD5 、CODCr 、TOC等指標(biāo)，使水進(jìn)一步穩(wěn)定；等指標(biāo)，使水進(jìn)一步穩(wěn)定；n3. 脫氮、除磷，消除能導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的因素；脫氮、除磷，消除能導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的因素；n4. 消毒殺菌，去除水中有毒有害物質(zhì)消毒殺菌，去除水中有毒有害物質(zhì)n深度處理水的去向：深度處理水的去向：n1. 排放包括具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值水體及緩流水體在內(nèi)的任何水體，排放包括具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值水體及緩流水體在內(nèi)的任何水

17、體，補(bǔ)充地面水源。補(bǔ)充地面水源。n2. 回用于農(nóng)田灌溉、市政雜用，如灌溉城市綠地、沖洗街道、車回用于農(nóng)田灌溉、市政雜用，如灌溉城市綠地、沖洗街道、車輛、景觀用水等。輛、景觀用水等。n3. 居民小區(qū)中水回用于沖洗廁所；居民小區(qū)中水回用于沖洗廁所；n4. 作為冷卻水和工藝水的補(bǔ)充用水，回用于工業(yè)企業(yè)；作為冷卻水和工藝水的補(bǔ)充用水，回用于工業(yè)企業(yè)；n5. 用于防止地面下沉或海水入侵，回灌地下。用于防止地面下沉或海水入侵，回灌地下。n氨的吹脫去除原理：氨的吹脫去除原理：n（1）氨化反應(yīng)）氨化反應(yīng)OHNHOHNH423生物脫氮原理：生物脫氮原理：32223222NHCOOHRCHHCOOHRCHNHNH

18、CORCOOHOCOOHRCHNH 氨化菌氨化菌（2）硝化反應(yīng)）硝化反應(yīng)OHHNOONH222424232亞硝酸菌 32222NOONO硝酸菌OHHNOONH232422硝化細(xì)菌n（3）反硝化反應(yīng)）反硝化反應(yīng)OHCONOOHCHNO2223342626硝酸還原菌22232363336COOHOHNOHCHNO亞硝酸還原菌OHOHNCOOHCHNO67355622233反硝化菌n生物脫氮法的影響因素：生物脫氮法的影響因素：n硝化反應(yīng)：硝化反應(yīng)：n溶解氧、堿度、 pH、溫度、有機(jī)物、污泥齡、重金屬及有害物質(zhì)。n反硝化反應(yīng)：反硝化反應(yīng)：n碳源、 pH值、溶解氧 、溫度。內(nèi)循環(huán)（硝化液循環(huán)）內(nèi)循環(huán)（硝

19、化液循環(huán)）原污水原污水反硝化反應(yīng)器反硝化反應(yīng)器（缺氧）（缺氧） BOD去除去除,硝硝化反應(yīng)反應(yīng)器化反應(yīng)反應(yīng)器（好氧）（好氧）（好氧（好氧）堿堿沉淀池沉淀池處理水處理水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥N2A/O脫氮系統(tǒng)脫氮系統(tǒng)n化學(xué)除磷原理：化學(xué)除磷原理：通過(guò)形成磷酸鹽沉淀的形式，除去污水中的磷。n金屬鹽混凝沉淀金屬鹽混凝沉淀nAl3+PO43-（正磷酸離子正磷酸離子） AlPO4（難溶難溶）石灰混凝除磷石灰混凝除磷5Ca2+4OH-+3HPO42- Ca5(OH)(PO4)3+3H2On生物除磷原理生物除磷原理（）好氧吸收（聚磷菌對(duì)磷的過(guò)量吸收）（）好氧吸收（聚磷菌對(duì)磷的過(guò)量吸收） ADP+H

20、3PO4+能量能量 ATP+H2O（2）厭氧釋放）厭氧釋放厭氧條件下（厭氧條件下（DO=0，NO3-=0），）， ATP+H2O ADP+H3PO4+能量能量生物除磷影響因素：生物除磷影響因素：溶解氧、溫度、溶解氧、溫度、 pH值、值、 BOD負(fù)荷和有機(jī)物性質(zhì)、污泥負(fù)荷和有機(jī)物性質(zhì)、污泥齡、厭氧池齡、厭氧池NOX。（釋放磷）（釋放磷）曝氣池曝氣池（BOD去除去除吸收磷）吸收磷）原污水原污水處理水處理水（厭氧）（厭氧）沉淀池沉淀池（好氧）（好氧）回流污泥（含磷污泥）回流污泥（含磷污泥）剩余污泥剩余污泥含磷污泥含磷污泥用作肥料用作肥料厭氧厭氧-好氧除磷工藝流程（好氧除磷工藝流程（n法）法）厭氧反應(yīng)池厭氧反應(yīng)池缺氧反應(yīng)池缺氧反應(yīng)池原污水原污水（釋放磷氨化）（釋放磷氨化）沉淀池沉淀池（脫氮）（脫氮）回流污泥（含磷污泥）回流污泥（含磷污泥）好氧反應(yīng)池好氧反應(yīng)池（硝化吸收磷（硝化吸收磷 去除去除BOD ）處理水處理水內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)2Q N2AAO法同步脫氮除磷