文档介绍：水污染控制工程(下)
主讲:成官文
教学要求:
1、掌握生物膜法的微生物学特征和工艺特征
2、掌握高负荷生物滤池、曝气生物滤池、塔式生物滤池以及生物转盘三相传质和工艺运行特点。
3、掌握生物接触氧化特点及其工艺设计
教学时数: 8h
第五章污水的生理处理-生物膜法
一、概述
生物膜——是使细菌、放线菌、蓝绿细菌一类的微生物和原生动物、后生动物、藻类、真菌一类的真核微生物附着在滤料或某些载体上生长繁殖,并在其上形成膜状生物污泥。
生物膜法:污水经过从前往后具有细菌→原生动物→后生动物、从表至里具好氧→间氧→厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技术。
1、生物构造及其对有机物的降解
构造:生物膜(好氧层+兼氧层+厌氧层)+附着水层(高亲水性)。
微生物:沿水流方向为细菌——原生动物——后生动物的食物链或生态系统。具体生物以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等,含有大量固着型纤毛虫(钟虫、等枝虫、独缩虫等)和游泳型纤毛虫(楯纤虫、豆形虫、斜管虫等),它们起到了污染物净化和清除池内生物(防堵塞)作用。
污染物:重→轻(相当多污带→α中污带→β中污带→寡污带).
供氧:借助流动水层厚薄变化以及气水逆向流动,向生物膜表面供氧。
传质与降解:有机物降解主要是在好氧层进行,部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解,分解后产生的H2S,NH3等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中,好氧层形成的NO3 --N、NO2--N等经厌氧层发生反硝化,产生的N2也向外而散入大气中。
生物膜更新:经水力冲刷,使膜表面不断更新(DO及污染物),维持生物活性(老化膜固着不紧)。
2、生物膜的主要特征:
1)微生物相方面的特征:
a、参与净化反应微生物多样化。与活性污泥法相比,膜法具有更好的生物多样性,生物膜固着在载体上时间长或生物平均停留时间(泥龄)长,其除细菌广泛存在外,世代时间长、比增殖速度小的微生物,如硝化菌等也大量存在,此外,丝状菌,藻类众多,线虫、纤毛虫、轮虫以及昆虫等也都较广泛地存在(见P200表5-1)。
b、食物链长,污泥产率低。生物膜的生物中动物性营养所占比例较大,能栖息高营养水平的生物,其在捕食性纤毛虫,线虫之上还栖息有寡毛类和昆虫,因而污泥少。
c、能够存活世代较长的微生物,在生物膜法中,Qc与污水的停留时间无关,因此硝化细菌等可以增值(特别是在冬季低温)。
d、可分段运行,形成优势微生物种群,提高降解能力。
2)工艺方面的特征:
a、对水质水量变动有较强适应性——顺水流方向形成了微生态系统。
b、污泥沉降性能好,宜于固液分离。膜法污泥的生物组分中动物所占比重较大,含水率相对低,且剥落泥块体积较大,故沉降性能好,宜固液分离。但若厌养层过厚,剥落污泥中有轻散颗粒,影响出水水质。
c、能处理低浓度污水。生物膜能处理活性污泥法不能处理的低浓度污水和微污染的原水,使B0D5降至5-10mg/L。
d、易于维护管理、节能。无污泥回系统,甚至无曝气系统,节能并易运行管理。
与活性污泥法相比:
①活性污泥法系人工强化生物处理系统,生物量大,处理能力强,而膜法更趋于自然净化原理。
②活性污泥法为人工强化三相传质,膜法趋向浓度差扩散传质,传质效果较活性污泥差,处理效率较活性污泥差。
③适于工业废水处理站和小规模生活污理厂。
二、生物滤池
1、概述;原理:土壤自然净化原理
进展:早期滤料为石头,砖块、陶料等。其掛膜后易堵塞,且负荷低;随着滤料轻质化,滤料可以高架与滤料层变厚,因而可以增加水力负荷,改善气液传质,提高负荷(形成高负荷生物滤池);也可以通过曝气传质、提高负荷(接触氧化)。
2、普通生物滤池:(现在少见,只需要了解)
构造:池体、滤料、布水装置和排水系统(P204 图5-2)。
a、池体、一般深2~,~(防风),其底部为承托层(排水系统和大块滤料(起支撑、排水以及通水)中部为工作层(掛膜),上部为配水系统,壁可设孔也可不开孔,开孔在冬季有影响。
b、滤料:碎石、卵石、炉渣、焦炭等,~,-,粒径20-40mm;,粒径70-100mm。这种滤料比表面积较大,且较粗糙,易掛膜,孔隙率一般,利于供氧与传质,且易就地取材,但材料比重大,荷载重,工作层不厚,工作效率不变,占地大。
c、布水装置:固定喷咀式布水系统——即投配池、布水管、喷咀组成。污水流入投配池是连续的,但布水是间歇式,喷水周期5-8min。
投配池内设虹吸装置(间歇供水,使滤料排水后间歇充氧,生物膜再生)。-,支(竖)管依据喷咀服务半径设置,-,竖管上安装喷咀,通过喷咀均匀布水。
d、排水系统:包括渗水装置、汇水沟、总排水沟(