污水的生物處理方法生物膜法培訓課件

污水的生物處理方法生物膜法培訓課件第一節(jié)概述生物膜——是使細菌、放線菌、藍綠細菌一類的微生物和原生動物、后生動物、藻類、真菌一類的真核微生物附著在濾料或某些載體上生長繁殖，并在其上形成膜狀生物污泥。生物膜法：污水經過從前往后具有細菌→原生動物→后生動物、從表至里具好氧→兼氧→厭氧的生物處理系統(tǒng)而得到凈化的生物處理技術。一、生物構造及其對有機物的降解1生物膜的構造特征H2H2SNH3O2H2OO2BODBOD································CO2流動水層好氧厭氧濾料生物膜附著水層空氣（6分）2降解有機物的機理微生物：沿水流方向為細菌——原生動物——后生動物的食物鏈或生態(tài)系統(tǒng)。具體生物以菌膠團為主、輔以球衣菌、藻類等，含有大量固著型纖毛蟲（鐘蟲、等枝蟲、獨縮蟲等）和游泳型纖毛蟲（楯纖蟲、豆形蟲、斜管蟲等），它們起到了污染物凈化和清除池內生物（防堵塞）作用。污染物：重→輕(相當多污帶→α中污帶→β中污帶→寡污帶).供氧：借助流動水層厚薄變化以及氣水逆向流動，向生物膜表面供氧。傳質與降解：有機物降解主要是在好氧層進行，部分難降解有機物經兼氧層和厭氧層分解，分解后產生的H2S，NH3等以及代謝產物由內向外傳遞而進入空氣中，好氧層形成的NO3－－N、NO2－－N等經厭氧層發(fā)生反硝化，產生的N2也向外而散入大氣中。生物膜更新：經水力沖刷，使膜表面不斷更新（DO及污染物），維持生物活性（老化膜固著不緊）。二、生物膜的主要特征1微生物相方面的特征參與凈化反應微生物多樣化；食物鏈長，污泥產率低；能夠存活世代較長的微生物；可分段運行，形成優(yōu)勢微生物種群，提高降解能力。2工藝方面的特征對水質水量變動有較強適應性；污泥沉降性能好，宜于固液分離；能處理低濃度污水；易于維護管理、節(jié)能。3與活性污泥法相比活性污泥法系人工強化生物處理系統(tǒng)，生物量大，處理能力強，而生物膜法更趨于自然凈化原理?；钚晕勰喾槿斯娀鄠髻|，生物膜法趨向濃度差擴散傳質，傳質效果較活性污泥差，處理效率較活性污泥差。適于工業(yè)廢水處理站和小規(guī)模生活污理廠。第二節(jié)生物濾池一、普通生物濾池(現(xiàn)在少見，只需要了解）1構造池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)(P204圖5-2)。池體：一般深2~2.5m，池壁超高0.5~0.9m(防風)，其底部為承托層(排水系統(tǒng)和大塊濾料(起支撐、排水以及通水)中部為工作層（掛膜），上部為配水系統(tǒng)，壁可設孔也可不開孔，開孔在冬季有影響。濾料：碎石、卵石、爐渣、焦炭等，總厚度1.5～2.0m，其中工作層1.3-1.8m，粒徑20-40mm;承托層0.2m，粒徑70~100mm。這種濾料比表面積較大，且較粗糙，易掛膜，孔隙率一般，利于供氧與傳質，且易就地取材，但材料比重大，荷載重，工作層不厚，工作效率不變，占地大。布水裝置：固定噴咀式布水系統(tǒng)——即投配池、布水管、噴咀組成。污水流入投配池是連續(xù)的，但布水是間歇式，噴水周期5~8min。投配池內設虹吸裝置(間歇供水，使濾料排水后間歇充氧，生物膜再生)。排水干管布設在濾池表面下0.5~0.8m，支(豎)管依據(jù)噴咀服務半徑設置，高出濾料之上0.15~0.2m，豎管上安裝噴咀，通過噴咀均勻布水。排水系統(tǒng)：包括滲水裝置、匯水溝、總排水溝(或集水槽),見圖5-2，匯水溝i=0.01~0.02(橫向)、集水槽i=0.05~0.01(縱向－書中出錯)。作用：排放處理后出水，保證間歇階段的通風(底部h≥0.6m)；匯水溝寬0.15m，間距2.5~4.0m(與布水間距一致)；排水溝內流速＞0.7m/s；滲水裝置可以是大塊濾料，也可以是圖5-4混凝土板，滲水裝置排水口面積占濾池總面積的20%以上。二、高負荷生物濾池1特征通過限制進水BOD值(≤200mg/L)或采用處理水回流，均化水質，提高或加大水力負荷(10倍)，及時沖刷和更新過厚生物膜，保持較高生物活性，改善處理環(huán)境狀況（抑制厭氧、減少臭味散發(fā)）。2工藝流程（1）一段法部分污泥回流。（見P207圖5-5共5種典型流程）工藝1：污泥回流初沉池，濾池出水回流濾池，利于改善水力負荷，減輕二沉池負荷。工藝2：污泥回流初沉池，二沉池出水回流過濾池，（較工藝1比，二沉池負荷略重）。工藝3：污泥與二沉池出水同時回流初沉池，加大初沉池負荷（二者回流量大）。工藝4：具有吸附再生工藝特點，但出水水質差，初沉水力負荷大。工藝5：濾池出水與污泥均回流到初沉池，初沉水力負荷大（2）二段法當污水濃度較高時或對處理出水要求較高時，建議考慮。（見P208圖5-6、7）。二段法強化了優(yōu)勢生物種群，但第二段因污染物少或負荷率低，生物膜生長差，其容積負荷未充分發(fā)揮。但二段法能很好解決一段法生物膜積存與堵塞現(xiàn)象。為充分發(fā)揮二段法工藝效果與作用，建議采用圖5-7的交替出水工藝。3構造特點構造與普通生物濾池同（池體、濾料、出水與排水系統(tǒng)），不同之處如下：池形.圓形（P210圖5-9）濾料：聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等制成的人工濾料，濾料質輕、耐蝕、高強，呈波狀、管狀和蜂窩狀，使濾料表面積大，空隙率高（具體見P209表5-4）。當采用自然通風時，濾層厚度≤2m，其中工作層1.8m，承托層0.2m；當采用人工通風時，濾層厚度2～4m。施轉式排水器（見P216圖5-10），在橫管的同一側開有一系列間距不等的孔口，中心疏，二頭密，使污水從孔口噴出時產生反作用力，從而反向自由旋轉布水（間歇或周期）。豎管連接裝置具體見P210圖5-8。4裝置的需氧與供氧（1）生物膜量由于在不同厚度的污水濃度不一樣，其微生物量不一樣，進水端生物膜厚，出水端生物膜薄，故生物量計算困難。生物膜量計算有二種方法：一種是測膜的厚度（不同深度）一種是稱重法（2）需氧量O2＝a′BODr＋b′P＝a′Sa＋b′P＝a′（S0－Se）＋b′P其中：a′為降解1KgBOD5所需氧量。對城市污水取1.46b′為單位重量生物膜的所需氧量，取值：對城市污水0.18kg/kgP為每m3濾料上的生物膜量。（3）濾池供氧：影響因素有：濾池內外的溫差、風力、濾料類型、水力負荷（布水量），溫差與空氣流速的關系為：V＝0.075×⊿T-0.15(m/min)5池體設計計算一般采用負荷法計算。進水濃度（BOD）Sa＝αSe（Se為出水濃度）α見表5-5的取值，它反映了其可降解的能力?；亓飨♂尡稊?shù)n＝（S0－Sa）/(Sa-Se)濾料容積V=Q(n+1)Sa/NV濾池表面積A=V/D（D為濾料層高度）或按表面負荷計算A=Q(n+1)Sa/NA（NA面積負荷）或按水力負荷計算A=Q(n+1)/Nq（Nq水力負荷）第三節(jié)生物轉盤一、基本構造由盤片、轉軸與驅動裝置、接觸反應槽三部分組成。1盤片材質：要求輕質高強、耐腐不變形、取材加工方便，一般采用聚氯乙烯或聚脂玻璃鋼制作。ζ=3~7mm（ζ=10~15）形狀、大小：圓形、正多角形，為波紋狀盤片，此時表面積可提高一倍。直徑Φ：2~3.6m，最大Φ5.0m盤片間距：一般為30mm，多級轉盤前級數(shù)為25~35mm，后級數(shù)10~20mm。2．接觸反應槽半圓形，盤片直徑40%浸沒于污水中，盤片邊緣與槽內面間距≥150mm，進出水采用鋸齒形溢流堰，槽底設放空管。對于多級生物轉盤在級與級之間設導流槽。3．轉軸與驅動裝置轉軸：實心鋼軸或無縫鋼管，長L=0.5~7.0m，否則易擾曲變形，發(fā)生折斷或扭斷，直徑d=50~80mm。驅動裝置：電機→減速器→轉動鏈條→軸，轉速0.8~3.0r/min，線速度10~20m/min。不能過高或過低。二、生物轉盤的工作原理盤片交替與污水和空氣相接觸，在盤片上產生一層滋生著大量微生物的生物膜。當生物膜與反應槽內污水接觸時，污水中有機物被生物膜所吸附降解，當生物膜與空氣接觸時，一方面繼續(xù)降解生物膜表面吸附水層中的有機物，一方面吸附水層吸收空氣中的氧使之成為溶解氧而進入生物膜中，同時也使槽內的DO達到一定濃度。而老化了的生物膜在剪切力作用下而脫落，然后進入二沉池。三、生物轉盤系統(tǒng)的特征微生物濃度高，達40~60g/l，F(xiàn)/M=0.05~0.1，∴處理效率高。生物相分級：第一級異養(yǎng)菌；第二級原、后生動物；第三~四級絲狀性藻類。污泥齡長，具有硝化、反硝化功能。能處理高濃度有機廢水，耐沖擊負荷。Sa=10000mg/l→10mg/l，效果好。食物鏈長，污泥量少，為活性污泥法的1/2左右，約0.25Kg/KgBOD5。能耗小，不需曝氣與污泥回流，0.7Kw·h/KgBOD5。便于維護管理。不會發(fā)生二次污染現(xiàn)象。流態(tài)：完全混合—推流式第四節(jié)生物接觸氧化一、生物接觸氧化的工作原理生物接觸氧化處理技術的實質之一是在池內充填填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。生物接觸氧化處理技術的另一項技術實質是采用與曝氣池相通的曝氣方法，向微生物提供氣所需要的氧，并起到攪拌與混合作用。二、基本構造1構造由池體、填料、進水裝置、曝氣系統(tǒng)組成池體：圓形、矩形、方形。填料高3~3.5m，底部布氣層高為0.6~0.7m，頂部穩(wěn)定水層0.5~0.6m，H總=4.5~5.0m填料：蜂窩式填料，波紋板狀填料，半軟性填料，彈性立體填料，不規(guī)則粒狀填料，球狀填料2形式按曝氣裝置的位置分為：分流式和直流式按水流循環(huán)方式分為：填料內循環(huán)與外循環(huán)式三、生物接觸氧化操作系統(tǒng)第五節(jié)生物流化床一、工作原理流化床是以砂、活性炭、焦炭一類的較小的惰性顆粒為載體充填在床內，載體表面被覆著生物膜，其質變輕，污水以一定流速從下向上流動，使載體處于流化狀態(tài)。二、基本構造