20180409环保精讲班第十八讲生物膜法

网络授课课后视频及时答疑专有题库注册环保专业群327311547注册环保基础群2070861652018年张工培训注册环保工程师精讲班——生物膜法1主讲：上海封工注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165水污染防治工程基础与实践]第1章污水处理工程总体设计第2章污水污水预处理工程第3章污水生物处理工程基础•3.1活性污泥法•3.2生物膜法（本课内容）•3.3污水生物脱氮除磷•3.4膜生物反应器•3.5厌氧生物处理第4章污水物理与化学处理工程基础第5章污水再生利用工程第6章工业废水处理工程第7章污泥处理工程第8章污水污泥处理过程常用设备、药剂及仪表第9章污水自然净化工程第10章流域水污染防治工程相关环境法规、标准、规范等23.2.1生物膜法的基本原理3.2.2影响生物膜法的主要因素3.2.3生物膜法的主要类型和工艺流程注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法概念：通过附着在载体或介质表面上的细菌等微生物生长繁殖，形成膜状活性生物污泥——生物膜，从而降解污水中的有机物的生物处理方法。微生物群体：好氧菌、厌氧菌、兼氧菌(常占优势)、真菌、藻类、原生动物生物膜适用于中小规模污水生物处理。（室外排水设计规范6.9.1）可独立运行也，可以与其他污水处理工艺组合应用。进行生物膜法处理前宜先沉淀。水质波动大时，应设调节池。3注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法污水的生物膜处理法（固定生长）是与活性污泥法（悬浮生长）并列的一种污水生物处理技术。相比活性污泥法，生物膜法的特点：生物膜分为好氧和厌氧两类。4优点：①对水质水量变化的适应性较强②无须污泥回流，管理方便③无污泥膨胀问题，易于微生物生存，运行稳定，同时产污泥量少④动力费用第，占地面积小缺点：①需要更多填料与支撑结构，基建投资较高②活性生物量较难控制，运行灵活性较差③比表面积较小，容积负荷有限④需要反冲洗，操作复杂注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法生物膜的形成的条件：起支撑作用、供微生物附着生长的载体物质：在生物滤池中称为滤料；在接触氧化工艺中称为填料；在好氧生物流化床中称为载体；供微生物生长所需的营养物质，即废水中的有机物、N、P以及其它营养物质；作为接种的微生物。挂膜——生物膜的形成：含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。生物膜的成熟：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。生物膜从开始形成到成熟，一般需要15~30天左右(城市污水，20C)5注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法生物膜高度亲水好氧层＋兼氧层＋厌氧层＋附着水层(高亲水性)空气中氧溶解于流动水层中；污水中有机物由流动水层传递到附着水层，在进入生物膜；微生物代谢有机物。微生物高度密集：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。这些微生物起着主要去除废水中的有机污染物的作用，形成了有机污染物——细菌——原生动物(后生动物)的食物链。6注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法生物膜法：污水经过从前往后具有细菌→原生动物→后生动物从表至里好氧→兼氧→厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技术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等经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中7注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法生物膜的更新脱落：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）。生物膜脱落：处理过程中造成生物膜脱落的原因：水力充刷、膜厚度增加、原生动物使其松动、厌氧层与介质黏结力减弱。内因厌氧菌营养耗尽而死亡，其附着力降低，很快脱落;气态代谢产物不断逸出，破坏了好氧层生态的稳定，使二者失去了平衡，生物膜老化;气态产物的积累，将膜顶起.外因水流的冲刷作用。脱落的生物膜可通过沉淀池去除8注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法由于生物膜法中微生物以附着的状态存在，不易脱落而留在反应器内部，因此生物膜法的泥龄长，使得生物膜法中既有世代时间短、比增长速率大的微生物，又有世代时间长，比增长速率小的微生物。生物膜中的微生物种类更多。生物膜法与活性污泥法微生物比较9注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法特点微生物种群丰富膜法具有更好的生物多样性:①相对安静稳定环境；②生物膜固着在载体上时间长相对较长；③丝状菌也可以大量生长，无污泥膨胀问题；④线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高；⑤藻类、甚至昆虫类也会出现；⑥生物膜上的生物：类型广泛、种属繁多、食物链长且复杂。（排水工程第4版下p200）能够存活世代较长的微生物，有利于硝化作用的进行。食物链长，污泥产率低，污泥产量少于活性污泥系统仅为3/4左右。污泥含水率低，主要是脱落的生物膜，具有良好的沉降和脱水性能。可分段间歇运行，形成优势微生物种群，提高降解能力。（排水工程第4版下p200）10注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法特点优势菌种分层生长，传质条件好，可处理低浓度废水出水BOD5可达到5~10mg/L工艺过程稳定，适应能力强可连续运行、可间歇运行耐冲击负荷也适应低温条件动力消耗小，运行管理方便通常自然通风供氧，无污泥回流，无污泥膨胀不足：各膜法略有不同11注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法主要影响因素影响到微生物生长代谢活动的因素都会影响到生物处理的净化效果，包括：温度；pH；水力负荷；溶解氧；填料类型及特征；生物膜量及活性；有毒物质；营养物质表面负荷表面负荷与容积负荷的关系：q=L𝑽𝑯S𝑶表面负荷对处理的影响表面负荷越小，处理效果越好；表面负荷越大，污水与生物接触时间越短，处理效果就可能变差。表面负荷较高对生物膜厚度的控制及传质改善有利，但过高可能会造成过强的冲刷力，造成膜的流失，影响反应器的稳定运行。应选择适宜的表面负荷12注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法主要影响因素载体的表面结构和性质细菌属于亲水性，常常带负电荷；载体的表面呈正电位越高、亲水性越大，细菌越容易附着表面粗糙度高，有利于细菌在其表面附着理想的载体表面孔径大小应为细菌的4~5倍载体的分类：按材料分——无机类、有机类按形态分——颗粒状、柱状、丝状、球状选择载体，应满足的主要条件有：易流化，但不易流化；易成膜，无毒化；能提供大的比表面积，以增加生物附着量；价格低廉，容易取材。13注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165生物膜法主要影响因素生物膜量及活性生物膜的厚度反映了生物量的大小。生物膜由好氧膜和厌氧膜组成。好氧：好氧膜1.5~2.0mm，有机物的降解主要在好氧层完成。在好氧膜的范围内，降解活性与生物量正相关。厌氧：厌氧膜，在一定厚度范围内，降解活性与生物量无关，有时还会出现单位重量生物膜降解活性下降的现象。不应单纯追求增加反应器的生物量，应保证反应器内生物膜正常脱落更新而不发生载体间隙被堵塞的现象。14注册环保专业群327311547注册环保基础群2070861652010-1A-13、生物膜法是利用微生物在固体表面的附着生长对废水进行生物处理的技术，在废水中的有机物“传输”到生物膜的过程中，依次经过哪些物质层？【】（A）厌氧生物层—好氧生物层—附着水层—运动水层（B）好氧生物层—厌氧生物层—附着水层—运动水层（C）附着水层—运动水层—厌氧生物层—好氧生物层（D）运动水层—附着水层—好氧生物层—厌氧生物层解析：D正确，《教材》P105，图3-29，在废水中的有机物“传输”到生物膜的过程中，依次经过运动水层、附着水层、好氧膜、厌氧膜。答案：D生物膜法真题——单选15注册环保专业群327311547注册环保基础群2070861652016-1A-8、下列关于生物膜法处理技术描述错误的是（A）生物膜法与活性污泥法相比不易发生污泥膨胀（B）生物膜反应器中可能同时发生好氧、缺氧和厌氧过程（C）生物膜的污泥龄较短，难以生长世代时间较长的微生物（D）曝气生物滤池、生物转盘都属于典型的生物膜工艺解析：《教材》P106生物膜中微生物种群丰富，由于微生物附着生长，泥龄长，有利于世代周期长的种群的生长。C选项错误。答案：【C】生物膜法真题——单选16注册环保专业群327311547注册环保基础群2070861652016-1-A-9关于生物膜法处理中，载体选择的描述错误的是（A）载体应有足够的机械强度，以抵抗强烈的水流剪切力的作用（B）载体应有优良的稳定性，主要包括生物稳定性，化学稳定性和动力学稳定性（C）载体应有足够的比表面积，有利于微生物的附着（D）微生物表面带正电荷，载体为带负电荷的材料时，有利于生物体和载体的结合解析：《教材》P105，细菌属亲水性，且表面通常带有负电荷，载体表面呈正电位越高、亲水性越大，细菌越容易附着在载体上形成生物膜。D选项错误答案：【D】生物膜法真题——单选17注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165分类按附着状态：固定床生物膜法：生物滤池、生物接触氧化池流动床生物膜法：生物流化床、移动床按浸没程度：浸没式生物膜：生物接触氧化池、曝气生物滤池、流化床占地面积小，有机容积符合高，运行成本低，处理效率高。半浸没式生物膜：生物转盘非浸没式生物膜：生物滤池•进行生物膜法处理前宜先沉淀。•水质波动大时，应设调节池。生物膜法主要类型及工艺流程18注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165普通生物滤池基本流程含有污染物的废水从上而下从长有丰富生物膜的滤料的空隙间流过，与生物膜中的微生物充分接触，其中的有机污染物被微生物吸附并进一步降解，使得废水得以净化；普通滤池通常采用自然通风来供氧。19注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165普通生物滤池构造示意图生物滤池主要由滤池、滤料、布水装置和排水系统组成20注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165普通生物滤池池体：砖或混凝土。深1.8~3m。流速应小于0.6m/s布水器：旋转式旋转布水器一般由进水竖管和可旋转的布水横管组成，布水管的下面一侧开有直径10~15mm的小孔固定式固定式布水装置间断布水，所以布水不均匀，配水的水头要高（配水面高0.9～2.1m），目前应用较少。21注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165固定式喷嘴布水普通生物滤池22注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165普通生物滤池旋转布水器旋转布水器的优点是布水比较均匀，淋水周期短，水力冲刷作用强；缺点是喷水孔易堵，低温时要采用防冻措施，仅适用于圆形池。23注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165回转式布水普通生物滤池24注册环保专业群327311547注册环保基础群207086165普通生物滤池池底排水系统由渗水装置、集水沟和排水泵组成。池底排水系统的