收稿日期:1999-06-24
基金项目:国家自然科学基金资助项目(29676027)
作者简介:杨平(1964-),男,四川射洪人,副教授,博士.
废水生物处理中生物膜的形成
及动力学模型研究进展
杨 平,潘永亮,何 力
(四川大学化工学院环境生物技术室,四川成都 610065)
摘要:综述了生物膜法处理废水中生物膜的形成及其动力学模型。概述了反应器中微生物的固定化即生物膜的形成过程;影响生物膜形成的因素,生物膜的结构及其对生物膜中生化反应和传质过程的影响;并叙述了几种典型的生物膜模型;提出生物膜法废水处理以后的研究重点。关键词:生物膜;传质;动力学模型;废水处理
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1001-6929(2000)05-0050-04
Development of Biofilm Formation an d Kinetics Models in the Process of
Wastewater Treatment
YANG Ping,PAN Yong -liang,H E Li
(Resear ch Group of Enviro nmental Biotechnolo gy,Sichuan U niversity,Chengdu 610065,China)
Abstract:T he paper summarizes the bio film for matio n and kinetics models in the process of w astew ater treatment using bioreactors.T he emphases are put on the process of biofilm accumulation,the factors in fluencing biofilm formation,the biofilm structure,and the influences of biofilm structure on the bio -chemical reactio n and mass transfer in bio film.Some typical biofilm models are described,and the research for further development of bio film -wastewater -treatment technolog y is also pointed out.Key words:biofilm;mass transfer;kinetics model;w astewater treatment 生物膜法是一种高效的废水处理方法,与传统的废水生物方法相比,具有许多优点,例如:产生的污泥量少,不会引起污泥膨胀;对废水的水质和水量的变动具有较好的适应能力;运行管理较方便、简易等。在生物反应器内,微生物附着在载体的表面,形成一层生物膜,在处理过程中,液相中溶解的有机物和氧从液相进入生物膜,被生物膜上的细胞分解,废水中的有机物不断地被吸附到生物膜上,生物膜上的微生物对这些有机物分解,并不断新陈代谢,从而达到连续处理废水的目的,因此,生物膜的形成及动力学模型研究对废水处理效果至关重要。笔者介绍了生物膜的形成过程及其动力学模型研究情况,提出以后的研究方向。
1 生物膜的固定化过程
111 微生物的固定化
Heijnen 等
[1]
认为载体上固定化微生物形成生物膜的过
程是一个动态过程,微生物受吸附、生长、脱落的影响,其形成过程为:悬浮于液相中的微生物附着在光载体上,逐渐在
光载体的局部区域形成薄的生物膜,最后形成一层将载体完全包裹的成熟的生物膜,从而完成微生物的固定化。过程见图1。
(a)光载体
(b)固定化少量微生物的载体(c)被生物膜完全包裹的生物颗粒
图1 生物膜形成过程Fig 11 Process o f biofilm development
生物膜的形成与基质去除效果有着直接的关系。T -i jhuis 等[2]的实验中,导流筒式三相流化床(DT FB)在2d 之内载体上的生物量干重为8816mg/L (CO D 负荷为215kg/(m 3#d)或178mg/L (COD 负荷为510kg/(m 3#d))。当COD 负荷为510kg/(m 3
#d)时,2周之内生物膜厚达100L m 。L ivingsto n [3]处理基质为难降解的含3,4-Dichloroaniline(34DCA)废水时,先用固定床培养,34DCA 的进水浓度为248
第13卷 第5期
环 境 科 学 研 究Research o f Environmental Sciences
V ol.13,No.5,2000
g /m 3,待固定床内每1kg 载体所固定的微生物量达到614g 时,移至DT F B 内继续培养,30d 后此值增至68g ,此时34DCA 的去除率达到95%。
Hogr efe 等
[4]
以非降解物质S-T r iazine 为氮源,另添加
碳源,以砂粒为载体进行实验,在历时43d 的实验中,水力停留时间(HRT )从65h(运行13d)降至20h(运行30d)后,砂粒上的微生物量从1g/L 增至15~17g /L ,最大去除率可达80%。W ager 等[5]采用气提式反应器处理萘磺盐(2NS),选择砂粒为载体,载体浓度为2g/L ,HRT 为215h,2d 后可观察到砂粒表面长有生物膜,10d 后生物膜厚达295L m,而当载体浓度为20~30g/L 时,HRT 为016h,只有大约20%的左右的砂粒上有75L m 厚的生物膜。112 影响微生物固定化的因素
影响微生物的固定化即生物膜生长的因素有很多,例如:水力停留时间、有机容积负荷、载体性质及浓度、水力条件等。
Heijnen 等[1]认为,HRT 对能否生成完整的生物膜有着重要的作用。在其他条件恒定的情况下,HRT 短则有机容积负荷大,当稀释率大于最大生长率时,反应器内载体上能生成完整的生物膜。T ijhuis 等[2]的实验证明了这种观点。在醋酸盐负荷(COD)为215kg/(m 3#d),HRT 为4h,载体上几乎没有完整的生物膜,而缩短水力停留时间为1h,相同的操作时间内几乎所有的载体上都长有完整的生物膜,且较高的载体表面CO D 有机负荷更易生成较厚的生物膜,即COD 负荷越高,生物膜越厚。周平等
[6]
的实验证明了DT FB 反应
器中,较短的水力停留时间有利于载体挂膜。
载体性质以及载体浓度对反应器内生物膜的挂膜也很重要。Voice 等
[7]
的研究表明,具有吸附能力的活性炭表面
比不具有吸附能力的活性炭表面更容易生成生物膜;蔡建安等[3]的实验表明,在DT FB 中,焦碳的挂膜速度大于石英砂,当将上述2种载体以1B 1的体积比混合加入反应器中,观察到混合载体的挂膜速度与仅以焦碳作为载体时的挂膜速度相似。周平[6]认为,相对于大粒径载体而言,小粒径载体之间的相互摩擦小,比表面积大,因而更容易生成生物膜。Wagner
[5]
在用气提式反应器处理难降解物质2N S 时发现,
在载体浓度很低情况下,即使生物膜厚达295L m,还是不能达到稳定的去除率;但是,在载体浓度为20~30g /L 时,即使只有20%的载体上有75L m 厚的生物膜,反应器依然能达到稳定的98%的去除率,最高COD 负荷可达58kg/(m 3#d)。
反应器内水力条件的改变也将影响到生物膜的生长。K ug aprasatham 等[9]认为,在基质浓度不至于使微生物的生长受到限制的情况下,液相中流体扰动程度增加将使生物膜的密度增加。T arare 等[10]的实验表明,表观气速对微生物的固定有很大影响,高气速会生成薄而致密的生物膜,但是高气速对提高CO D 去除率没有多大影响。
2 生物膜的结构
在实验的基础上,许多研究者提出了不同的理论及数学
模型描述了生物膜的结构和功能
[11,12]
。这些模型认为生物
膜是一层具有各向同性的、薄的、厚度均匀地覆盖在基体表面的膜。生物膜中基质降解速率受微生物生长动力学和基质及氧在膜内的传质过程控制。膜内的传质主要是扩散,扩散方向是垂直于基体表面的方向。W anner 等[11]认为影响生物膜结构的主要影响因素是微生物动力学和基质浓度,同时受其他外在条件的控制,例如:反应器的结构、水力剪切力造成的脱膜等。Rittmann 等[12]认为,就整个生物膜而言,单位面积上的微生物量是不变的,即是因消耗、转化基质而增加的生物量与因内源呼吸或脱落而减少的生物量是相等的。
但有文献[13~
18]
指出,生物膜结构并非是各向均匀的,而
是受许多因素的影响。G jaltema 等[19]指出,生物膜的结构受微生物类型、生长表面、液相流动类型、反应器类型、生物膜脱落等因素的影响。Beer [13]和M asso-l deya 等[14]均观察到多种群共生的生物膜(好氧膜和厌氧膜)中存在着孔(cav-i ty)、空隙(void)及通道(channel)。因此,在建立生物膜传质数学模型时应该考虑三维方向上的传质,而不仅是垂直于生物膜方向的传质。
Stoodly 和Beer [16,17,20]认为生物膜是由不同的通道隔离开的质量分布均匀的多孔结构,类似一个海绵体。T ijhuis [18]对生物膜概念提出一种新的看法,他们认为生物膜的形成是一个动态过程,生物膜在外力作用下迅速并连续不断的生成裂缝,这些裂缝又不断地被新生长出的微生物填满。
3 生物膜中的反应与传质过程
传质是有机物去除总过程中的重要过程,当人为地加快氧和有机物的传递过程后,反应器内总的处理效率会大大提高。L aMo tta [21]认为,生物处理过程分为三步:1基质从液相传递到生物膜表面。o基质在生物膜内的传递。?生物膜内进行生化反应(基质被消耗)。其中,第o?步是同时进行的,此时如果选择适当的流速,步骤1中的外部传质阻力将不考虑,整个传质过程不受从液相到膜表面的基质传递速率限制,因而可以观察到膜中真实的反应。311 膜厚对传质的影响
L aM otta [21]研究了葡萄糖分子扩散和消耗之间的关系。他指出,如果将生物膜分为2种膜厚情况,如图2所示:
图2 不同生物膜厚度与膜内基质浓度关系图F ig 12 Relations between different biofilm thickness and substrate concentr at ion profile wit hin biofims
图2(a)是基质能穿透生物膜,且在载体表面浓度大于零,该膜厚称为薄膜;图2(b)是基质在某一膜厚D c 时就消耗殆尽,在膜厚(D -D c )时,该厚度上的微生物将得不到营养物
51
第5期杨 平,等:废水生物处理中生物膜的形成及动力学模型研究进展
质,该种生物膜称为厚膜。在2种不同情况下,膜内基质去除速率r (mol/s)由以下两式决定。薄膜:r =A #k v #D
厚膜:
r =A #[2#D eff #k v #(S s )]
1/2
式中:A )))总生物膜表面积,cm 2;
k v )))实际基质吸收率,mol/(cm 3
#s);D eff )))有效扩散系数,cm 2/s;S s )))液-膜界面基质浓度,mol/L ;D )))生物膜厚度,cm 。
LaM otta 还得出结论,即膜厚在小于某一值时,基质的去除与膜厚直接成正比,一旦膜厚超过该值,基质的去除不再与膜厚有关。Benefield [22]也观察到,在某个膜厚范围内,有机物的去除与膜厚无关。
Fan 等[23]在实验中发现,生物膜中扩散系数随膜密度的增加而减小。因为膜厚与膜密度成反比,生物膜的厚度越小,膜密度越大,其致密的结构减小了膜与液相之间的质量传递。
312 生物膜结构对传质的影响
当生物膜中传质起着重要作用时,不同的结构会对传质过程起着不同的影响。Siegr ist 和Gujer [20]认为,生物膜是由以涡流扩散为主的松散的上层和以分子扩散为主的紧密的下层构成。他们指出,2种不同结构的生物膜,一种是由致密的下层和松散的上层同时构成的厚膜,另一种仅仅是由致密的下层所构成的薄膜,涡流扩散对这2种结构中质量传递的影响是不同的。由于松散的上层中涡流扩散的作用远远大于分子扩散的作用,因而随着膜厚的增加,表现扩散系数会随着涡流扩散作用的增大而增加。Beer 等[13]实验发现,由于生物膜中存在有空隙,从空隙中传递到菌胶团的氧的数量和从液相中传递到菌胶团的氧的数量在数量级上是相等的;实验数据表明,当膜厚分别为80L m 和160L m 厚时,由于160L m 厚的膜中有平行于填料(substratum )的通道,填料)))生物膜界面处氧的浓度大于膜一半厚度处(80L m)的氧的浓度,而80L m 厚的生物膜)))填料界面处的氧浓度值为0。可见,通道有利于水平方向菌胶团的传质。与传统的均质平板膜相比,实际的生物膜具有更好的传质特性,微生物具有更高的活性。生物膜表面的不均匀性使得总的传质增加了,此时,需要建立三维传质模型以弥补一维模型的不足。Y ang 和Lewandowski
[24]
认为局部区域的传质系数与局部有
效扩散系数有关,而局部有效扩散系数是局部区域的流体动力学和膜结构的函数。实验表明,流速对传质的影响沿膜厚方向减小;而且,膜内局部区域传质系数出人意料的高。作者对此的解释是,由于膜内有通道,流体在通道内形成了对流,从而增大了局部传质系数。
4 生物膜传质模型
许多学者提出生物膜模型以描述不同的生物膜结构以及一些影响因素。稳态生物膜模型认为,膜内传质受扩散控
制而膜外传质受对流控制,因而他们相信分子扩散是膜内唯
一与传质有关的参数。
一些学者将生物膜理想化,认为基质降解、分子扩散、传质过程都是同时在具有各向同性的生物膜中进行。R ittmann 和M cCar ty [25]考虑到新生长出的微生物不断填满死亡的微生物所留下的空间,作者提出稳态下(指宏观上看细胞既无生长也无死亡,产率系数为0)生物膜厚与基质利用之间的关系式。在某一最小基质浓度S min 条件下,只能形成单分子生物膜。当基质浓度S >S min 时,微生物将继续生长,直到形成一层稳态的生物膜。基于上述观点,R ittmann 建立了基质浓度S f 和生物膜内基质通量J 之间的关系。
Suidan 和Wang [26]提出了基质通量J 、液相(或膜表面处)基质浓度S s 、膜厚D 三者之间的关系式。他们的单基质生物膜物理模型是在Williamson 和M cCarty [27]模型的基础上发展起来的,该物理模型认为生物膜是膜厚为D ,密度均匀的平板膜,膜表面覆盖有厚为L 的滞流层液膜,基质从液相经过滞流层以分子扩散的形式传递到生物膜表面,膜内的传质仅仅是垂直于膜表面的方向,如图3所示。
图3 基质传递过程图Fig 13 Process of substrate transfer
Suidan 和Wang 在此基础上建立了半经验公式(无量纲)。公式避免了用微分方程解生物膜中基质转化率,从而使生物膜模型得到简化。D *=J *+tanh -1
015J *2+J *
1+J *
314
1119-0161
S *s
J *
=
Q
D *
S *f 1+S *f d z ,S *
s =S b K s S *f =
S f K s
由于以M onod 模型和F ick 定理为基础得到的稳态下生物膜反应器模型在一般情况下无法得出解析解,因而Kim 和Suidan [28]提出了一种微生物动力学的近似解,得出稳态下传递进生物膜的基质通量与液相浓度之间的关系式,并用于估计出水基质浓度。通过将精确解和近似解比较后发现,对于薄膜,近似解是非常精确的;而对于厚膜则不那么精确了,原因是解的精确度取决于膜厚及液相中基质浓度。近似解的精确程度限制在3种条件下:零级反应、一级反应及厚膜,并且绘出了误差为1%,边界层厚无量纲L *为0时,无量纲膜厚D *与液相无量纲基质浓度S *b 决定的零级反应和一级反应的解的范围,发现存在一个中间膜厚区域(指膜厚介于薄
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环 境 科 学 研 究
第13卷
膜和厚膜之间),在该区域中,不能得到精确解。在模拟过程中,K im和Suidan指出该方法只适用于单基质情况[29]。
5结语
生物膜法处理废水技术到目前为止,研究的主要方向是如何提高反应器的处理效果,对于如何缩短反应器的启动时间、达到处理效果的原因等方面研究还很少,因此以后的研究应当主要从以下几方面着手:
a.影响微生物固定化的其他因素,例如:温度、pH值、反应器的结构等;
b.影响生物膜结构的因素;
c.生物颗粒在反应器内的流体力学特性;
d.深入研究载体上微生物种群的分布规律。
通过对上述各方向进行研究,可对生物膜法处理废水技术有更深入的了解,从而为提高反应器效率打下基础。
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第5期杨平,等:废水生物处理中生物膜的形成及动力学模型研究进展
污水的生物处理方法生 物膜法 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
污水的生物处理方法——生物膜法 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 第一节概述 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→兼氧→厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技 术。 一、生物构造及其对有机物的降解 1 生物膜的构造特征 生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层) Array＋附着水层(高亲水性)。 2 降解有机物的机理 1)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。 2) 污染物：重→轻(相当多污带→α中污带→β中污带→寡污带). 3) 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。 4) 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H 2S ，NH 3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NO 3－－N 、NO 2－－N 等经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中。 5) 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）。 二、生物膜的主要特征 1 微生物相方面的特征 1) 参与净化反应微生物多样化； 2) 食物链长，污泥产率低； 3) 能够存活世代较长的微生物； 4) 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 1) 对水质水量变动有较强适应性； 2) 污泥沉降性能好，宜于固液分离； 3) 能处理低浓度污水；
泉州师范学院 学年论文 论文题目：生物膜法在污水处理中的研究进展指导老师：黄初龙 学院：资源与环境科学学院 专业班级：09级环境工程与管理 学号：090905001 姓名：刘姣
生物膜法在污水处理中的研究进展 摘要：生物膜法在污水处理工艺中是与活性污泥法并行的一种好氧型生物污水处理方法，广泛的应用于工业废水和城市污水处理的二级处理中，也是污水处理的关键环节。与活性污泥法相比，生物膜法具有一些特有优势，比如无需污泥回流，运行管理容易，无污泥膨胀问题，易于微生物生存，运行稳定等。文中简单介绍了生物膜法对磷、氮及一些重金属去除的研究进展。 关键词：生物膜法；污水处理；活性污泥法 Abstract：Biofilm and activated sludge is a parallel-ty pe aerobic biological treatment methods，in the sewage treatment process．They widely used in the secondary treatment of industrial wastewater and urban sewage treatment，and these methods are the key link in sewage treatment．Compared with the activated sludge process，biofilm has some unique advantages．For example，no sludge return，easy operation and management，no sludge expansion，ease of microbial survival，run stable，etc．The paper describes simply biofilm research on the removal of phosphorus，nitrogen and some heavy metals． Key words：B iofilm treatment；sewage treatment；activated sludge 引言 近年来，伴随着经济的快速发展，我国在追求GDP增长的同时也带来一系列的环境问题，其中淡水资源紧缺迫使城镇生活污水处理技术显得尤其重要。然而随着人们生活水平的提高，城镇生活污水中的氮、磷含量增加，有机成分复杂，传统的生物污水处理技术已无法紧随步伐，处理效果不佳，为此，在新型填料的不断开发和完善基础上，生物膜法处理工艺借其处理效率高、剩余污泥产泥量少、运行管理方便等特点得到快速发，在污水处理中有广阔的应用前景。生物膜可认为是由一种或是多种微生物群体组成的，并附着在一种载体表面上进行生长发育[1—2]。 1 生物膜法概述 1.1生物膜法的净水机理 生物膜法和活性污泥法一样都是利用微生物来去除废水中各种有机物的处
1000m3/d生物制药厂废水处理方案 引言 水是人类的生命之源，它孕育和滋养了地球上的一切生物。与我们人类密切相关的是淡水。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53%。因此，保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。在我国，淡水资源人均不超过2545立方米，不到世界人均的1/4，因此我们更应该保护和珍惜水资源。 20世纪以来，医药工业的迅速发展，给人类文明带来了飞跃。与此同时，在其生产过程中所排放出来的废水对环境的污染也日益加剧，给人类健康带来了严重的威胁。据文献报道，医药废水成分复杂、浓度和盐分高、色度和毒性大，往往含有种类繁多的有机污染物质，这些物质中有不少属于难生化降解的物质，可在相当长的时间内存留于环境中。采用传统的处理工艺很难达标排放。对于这些种类繁多、成分复杂的有机废水的处理，仍然是目前国内外水处理的难点和热点。 结合某生物制药厂污水特点，通过调查收集资料和查阅文献，以SBR法处理该制药厂所排放的污水，处理后可以达标排放，有利于当地水环境的良性循环。 第一章概论 1.1设计任务及依据 1.1.1设计任务
本设计方案的编制范围是某生物制药厂废水处理工艺，处理能力为1000 ,内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计计算、设备选型、平面布置、高程计算、经济技术分析。完成绘制处理工艺流程组图、各构筑物设计计算图、处理工艺组合平面布置及高程布置图。 1.1.2设计依据 （1）《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》 （2）《污水综合排放标准GB8978－1996》 （3）《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84） （4）《毕业设计任务书》 （5）《毕业设计大纲》 1.2 设计要求 1.2.1设计原则 （1）必须确保污水厂处理后达到排放要求。 （2）污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。 （3）污水处理厂设计必须符合经济的要求。 （4）污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下，必须根据需要，尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。
生物膜法在市政水处理中的应用 摘要：前我国不少城市饮用水水源为微污染水源，原水受到生活性有机污染，水中总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐氮、生化需氧量、高锰酸钾指数等均有不同程度的超标。为满足日益提高的出水水质标准，在常规处理工艺上增加生物预处理工艺是无疑是提高水质的最佳选择。 关键词：生物膜法有机污染生物转盘生物反应器 生物膜法水处理技术在市政水处理中的运用领域主要有：市政给水中的微污染水体水处理，其主要目的是去除水体中的氨氮、亚硝酸盐氮以及CODMn等指标；市政污水处理中采用生物膜法去除水体中COD、BOD、氨氮等污染物，降低出水中N、P等导致水体富营养化元素；以及对污水厂二级出水的深度处理，以达到回用水水质标准，提高水的重复利用率，节约有限的水资源。 生物膜法技术在市政给水处理中的运用 目前我国不少城市饮用水水源为微污染水源，原水受到生活性有机污染，水中总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐氮、生化需氧量、高锰酸钾指数等均有不同程度的超标。对各常规给水处理工艺流程的常规项目测定分析表明，浊度的去除主要是靠常规处理工艺，而对氨氮、亚硝酸盐氮和生化需氧量的去除必须靠生物作用才能获得满意效果。为满足日益提高的出水水质标准，在常规处理工艺上增加生物预处理工艺是无疑是提高水质的最佳选择。 八十年代以来，由于生物预处理工艺因其在处理有机污染物、氨氮、色、嗅、味等方面的特点及其经济上的优势，越来越受到重视并得到较快的发展。这一领域的研究和应用，总体上都处于以去除氨氮、BOD5、CODCr等有机物综合指标为代表的污染质的阶段。 用于市政给水处理中生物预处理工艺主要有：生物过滤反应器、生物滤塔、生物接触氧化反应器、生物转盘反应器、生物流化床以及土地处理系统等。其中以生物过滤反应器中的生物陶粒滤池与生物接触氧化反应器最为常用。前者有一定的机械过滤能力适合处理较低浓度或低温原水，后者则因为填料空隙率大，不易堵塞，适合处理较高浓度的微污染原水。 国内采用生物接触氧化池对滦河以及黄河水处理后表明该法对多项主要水质指标均有良好去除效果，高锰酸钾指数去除率为10-25％，氨氮去除率为40-70％，藻类去除率为15－30％。 在臭氧—生物活性炭吸附工艺这一生物膜法处理工艺中，颗粒活性炭是微生物生长的载体。活性炭表面及微孔形成的微生物膜通过生物降解作用，可进一步降解在活性炭表面及微孔富集的有机物，从而降低了活性炭的吸附饱和度，延长了其使用寿命。70年代中期，德国对臭氧—生物活性炭吸附工艺的研究发现，与单纯的活性炭吸附比较，活性炭的再生周期延长4～6倍。其后，欧洲的许多现代化水厂逐步推广使用了臭氧－生物活性炭吸附对微污染水源的深度净化工艺。 在“八五”、“九五”国家科技攻关计划中，“饮用水微污染净化技术”作为专题进行研究，并将取得的重要成果中的生物预处理技术成果成功运用于工程实践。其中位于深圳水库库尾，设计处理规模400万m3／d的广东省东深源水生物硝化工程是国内目前规模最大的采用生物接触氧化法的预处理工程。源水经沉砂区、粗、细隔栅后，进入采用YDT弹性立体填料的生物处理池，水力停留时间55min.填料接触时间40min.，气水比1：1。自1998年12月试运行以来，通过工艺启动过程的自然接种，培养驯化，使填料挂膜，形成系统的生物硝化能力，并使氨氮去除率和硝酸盐氮生成率趋于稳定。试运行得出的初步结论是：生物接触氧化工艺适合于处理东深微污染源水，对氨氮的处理效果显著。氨氮去除率在75％以
第15章污水处理新工艺 15th. 生物1101张昭参考2013年以来文献，增补的污水处理新工艺概略： 一、厌氧氨氧化生物脱氮新工艺 采用“甲烷化+半亚硝化+厌氧氨氧化自养脱氮”新工艺，实现了生活污水能源质回收及氮素低碳化去除。结果表明，联合工艺出水NH4+-N≈0，NO2--N≤0.5mg，NO3—N 平均为3.6mg/L，溶解性COD<10mg/L，去除率高达98%。其中，采用升流式厌氧污泥固定床（U A F B）实现甲烷化，能去除80%以上的进水溶解性C O D。 采用序批式反应器(SBR)实现半亚硝化,亚硝化累积率达到97%,出水基本达到厌氧氨氧化进水基质配比(NH4+-N∶NO2--N=1∶1.13),半亚硝化的主要作用是转化NH4+-N,转化率为36.59%. 厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应器氨氮去除量、亚硝态氮去除量和硝态氮生成量之比为1∶1.18∶1.25,总氮容积去除负荷为0.62 kg/m3·d,对氮素去除的贡献率为56.91%,为氮素脱除的主导工艺环节. 新工艺通过厌氧产甲烷实现能源质回收,并通过亚硝化-厌氧氨氧化实现自养脱氮,为现有城市污水处理厂工艺改造提供了一种新的思路和技术. 孙学影, 甲烷化. 基于能源回收的城市污水厌氧氨氧化生物脱氮新工艺[J]. 二、改良SBR脱氮新工艺 基于厌氧折流板反应器（ABR）与改良序批式反应器（MSBR）联合工艺，针对改良SBR处理模拟养殖废水脱氮效果进行单因素研究，通过正交实验获得影响因素的规律排序，并得到最佳工艺条件：回流比为200%，循环周期组成为曝气175min，沉淀时间为60min，排水时间为5min，HRT为8h，进水COD为800mg/L。在最佳条件下处理稀释后的厌氧折流板反应器的出水，NH3-N去除率为74.02%，出水NH3-N为24.86mg/。 雷英春, 李勇力, 张克强, 等. 改良SBR 脱氮工艺参数优化研究[J]. 工业水处理, 2013, 33(8): 55-58. 三、生物同步脱氮除硫 1 反硝化除硫工艺 反硝化除硫工艺原理：反硝化除硫菌以NO3- 或NO2为电子受体，将硫化物氧化为SO4+或单质S。
污水处理生物膜法-生物接触氧化池 一、概述 生物接触氧化处理技术的实质之一是在池内充填填料，已充氧的污水将填料浸没全部，并以一定的流速流经填料。而填料上布满生物膜，污水与生物膜通过接触，在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化，因此，生物接触氧化处理技术又称为淹没式曝气生物滤池。 二、生物接触氧化池的构造 接触氧化池是由池体、填料及支架、曝气装置、进出水装置以及排泥管道等部件所组成。生物接触氧化池的构造示意图见图 生物接触氧化池的构造示意图 （一）池体 池体的作用除了进行净化污水外，还要考虑填料，布水、布气等设施的安装。当池体容积较小时可采用圆形钢结构，池体容积较大时可采用矩形钢筋混凝土结构。池体的平面尺寸以满足布水、布气均匀，填料安装、维护管理方便为准。池体的底壁须有支承填料的框架和进水进气管的支座。池体厚度根据池的结构强度要求来计算。高度则由填料、布水布气层、稳定水层以及超高的高度来计算。同时，还必须考虑到充氧设备的供气压力或提升高度。各部位的尺寸一般为：池内填料高度为3.0~3.5m;底部布气层高为 0.6~0.7m;顶部稳定水层0.5~0.6m,总高度约为4.5~5.0m。 （二）填料 1.填料的要求 填料是生物膜的载体，所以也称之为载体。填料是接触氧化处理工艺的关键部位，它直接影响处理效果，同时，它的费用在接触氧化系统的建设费用中占的比重较大，约占55%~60%;同时载体填料直接关系到接触氧化法的经济效果，所以选定适宜的填料是具有经济和技术意义的。接触氧化处理工艺对填料的要求如下： (1)在水力特性方面，比表面积大、空隙率高、水流通畅、阻力小、流速均一； (2)要求形状规则、尺寸均一，表面粗糙度较大；填料表面电位高，附着性强； (3)化学与生物稳定性较强，经久耐用，不溶出有害物质，不导致产生二次污染； (4)在经济方面要考虑货源、价格，也要考虑便于运输与安装等。 2. 填料类型 填料可分为悬挂式填料、悬浮式填料和固形块状填料三种类型。 (1)悬挂式填料 悬挂式填料有四个品种，分别为半软性填料、组合填料、软性填料和弹性立体填料； (2)悬浮式填料 常用的有空心柱状、空心球状、外形呈笼架、内装丝形或条形编织物以及海绵块状的软性悬浮式填料； (3)固形块状填料 固形块状填料主要有蜂窝直管形块状填料和立体波纹块状填料两种。目前常采用的填料是聚氯乙烯塑料、聚丙烯塑料、环氧玻璃钢等做成的蜂窝状和波纹板状填料。近年来国内外都进行纤维状填料的研究，纤维状填料是用尼龙、维纶、晴纶、涤沦等化学纤维编结成束，呈绳状连接。为安装检修方便，填料常以料框组装，带框放入池中。当需要清洗检修时，可逐框轮替取出，池子无需停止工作。 3. 填料的性能 目前国内常用的填料有：整体型、悬浮型和悬挂型，其技术性能见下表。
目录 第一章概述 (2) 第二章设计依据、范围及原则 (3) 第三章设计规模与目标 (4) 第四章处理工艺流程设计 (5) 第五章主要构（建）筑物说明及报价 (10) 第六章主要设备及报价 (14) 第七章运行费用 (15) 第八章服务承诺 (16)
第一章概述 制药行业是我国传统支柱产业。随着国民经济的快速发展，制药企业迅速发展。制药行业是工业废水的来源之一。制药废水包括四种类型的废水，即有机合成药物废水、无机合成药物废水、抗生素废水和草药生产废水。这些废水具有浓度高、色度深、含难降解和对生物产生抑制作用的毒性物质以及间歇排放的特点。多数厂家未经处理就直接排放，对水体环境造成严重危害。 近年以来，我们从各种制药废水污染的环境中探索出高效降解制药废水中污染物的方法，并将它们实践于治理制药废水的项目。XX制药厂位于西高新，主要生产中药药剂，其废水排放量在3吨/小时左右，废水来源主要是设备清洗废水和原料浸泡清洗废水，废水不含对生物有毒的物质，主要成分为糖类、淀粉、纤维素和乳酸菌等有机物。此种废水如不加以处理，会对水体和周围环境造成一定污染。 XX制药厂在全厂奋力进取，不断跨越发展的同时，对环境保护高度重视，加强终端处理，严格达标排放，以顺应环保法规要求，体现企业的社会责任，为保护人类赖以生存的水环境作出应有的贡献。 我公司工程部应业主要求，编制了本设计方案。
第二章设计依据、范围及原则 一、设计依据 1、《污水综合排放标准》GB8978-1996； 2、《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88； 3、工程建设的有关文件与设计资料及说明。 二、设计范围 废水处理站内从废水进口至出口的工艺流程与处理设备。 三、设计原则 1、设计方案严格执行有关环境保护的规定，污水处理后必须保证出水指标均达到国家污水综合排放二级标准。 2、采用经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。 3、设备选型兼顾通用性和先进性，处理稳定可靠、效率高、管理方便、维护维修工作量小、价格适中。 4、尽量减少对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理废弃物，避免二次污染。 5、工程建设完成后，力争达到社会效益、经济效益、环境效益的最佳统一。
第二节生物处理工艺在废水处理中的地位 一、有机污染物在废水中的存在形式及其主要去除方法 1、颗粒状有机物(>1μm)： 可以采用机械沉淀法进行去除的颗粒物； 2、胶体状有机物(1nm~100nm)： 不能采用机械沉淀法进行去除的较小的有机颗粒物； 3、溶解性有机物(<1nm)： 以分散的分子状态存在于水中的有机物 4、生物法处理的主要对象： 废水中呈胶体状和溶解状态的有机物；废水中溶解状态的营养元素N和P。 二、废水处理程度的分级 废水处理程度的分级：一级处理——预处理或前处理；二级处理——生物处理；三级处理——深度处理 1、一级处理： 去除效果：E BOD≈ 30%, E SS≈ 50%； 主要功能：①去除颗粒状有机物，减轻后续生物处理的负担；②调节水量、水质、水温等，有利于后续的生物处理。 主要方法：物化法，如：沉砂、沉淀、气浮、除油、中和、调节、加热或冷却等 2、二级处理： 去除效果：E BOD≈ 85~90%，E SS≈ 90%； 主要功能：大量去除胶体状和溶解状有机物，保证出水达标排放； 主要方法：各种形式的生物处理工艺 3、三级处理： 主要目的：①去除二级处理出水中残存的SS、有机物，或脱色、杀菌， ②脱氮、除磷——防止水体富营养化；方法： 主要方法：①物化法——超滤、混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、加氯消毒等； ②生物法——生物法脱氮除磷，等 早期，在国内还将脱氮除磷作为深度处理看待，认为在我国水环境中主要的污染物还只是有机物，对氮、磷引起的污染的严重性还认识不足；但近年来，随着国内多个大型湖泊富营养化问题和近海海域赤潮现象的日益增多，对于控制废水中的氮、磷的排放逐渐有了新的认识，因此，在新的排放标准中，也将氮、磷指标列入，并且在很多新建污水厂的设计和运行上对于氮、磷的控制都有了明确要求，因此生物脱氮除磷已经逐渐转变为二级处理的范畴，不再作为三级处理来要求了。 三、我国水环境中有机物污染的严重状况
摘要：对采用生物膜法进行市政给水污水以及污水厂二级出水的处理进行综述。表明采用生物膜法水处理技术在市政给排水处理及污水回用领域有着广泛的运用前景。尤其是在对处理微污染水体中运用前景看好。关键词：生物膜市政污水处理市政给水处理微污染生物膜法水处理技术在市政水处理中的运用领域主要有：市政给水中的微污染水体水处理，其主要目的是去除水体中的氨氮、亚硝酸盐氮以及CODMn等指标；市政污水处理中采用生物膜法去除水体中COD、BOD、氨氮等污染物，降低出水中N、P等导致水体富营养化元素；以及对污水厂二级出水的深度处理，以达到回用水水质标准，提高水的重复利用率，节约有限的水资源。生物膜法技术在市政给水处理中的运用目前我国不少城市饮用水水源为微污染水源，原水受到生活性有机污染，水中总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐氮、生化需氧量、高锰酸钾指数等均有不同程度的超标。对各常规给水处理工艺流程的常规项目测定分析表明，浊度的去除主要是靠常规处理工艺，而对氨氮、亚硝酸盐氮和生化需氧量的去除必须靠生物作用才能获得满意效果。为满足日益提高的出水水质标准，在常规处理工艺上增加生物预处理工艺是无疑是提高水质的最佳选择。八十年代以来，由于生物预处理工艺因其在处理有机污染物、氨氮、色、嗅、味等方面的特点及其经济上的优势，越来越受到重视并得到较快的发展。这一领域的研究和应用，总体上都处于以去除氨氮、BOD5、CODCr等有机物综合指标为代表的污染质的阶段。用于市政给水处理中生物预处理工艺主要有：生物过滤反应器、生物滤塔、生物接触氧化反应器、生物转盘反应器、生物流化床以及土地处理系统等[1]。其中以生物过滤反应器中的生物陶粒滤池与生物接触氧化反应器最为常用。前者有一定的机械过滤能力适合处理较低浓度或低温原水，后者则因为填料空隙率大，不易堵塞，适合处理较高浓度的微污染原水。国内采用生物接触氧化池对滦河以及黄河水处理后表明该法对多项主要水质指标均有良好去除效果，高锰酸钾指数去除率为10-25％，氨氮去除率为40-70％，藻类去除率为15－30％[2]。在臭氧—生物活性炭吸附工艺这一生物膜法处理工艺中，颗粒活性炭是微生物生长的载体。活性炭表面及微孔形成的微生物膜通过生物降解作用，可进一步降解在活性炭表面及微孔富集的有机物，从而降低了活性炭的吸附饱和度，延长了其使用寿命。70年代中期，德国对臭氧—生物活性炭吸附工艺的研究发现，与单纯的活性炭吸附比较，活性炭的再生周期延长4～6倍[3]。其后，欧洲的许多现代化水厂逐步推广使用了臭氧－生物活性炭吸附对微污染水源的深度净化工艺。 [!--empirenews.page--]在“八五”、“九五”国家科技攻关计划中，“饮用水微污染净化技术”作为专题进行研究，并将取得的重要成果中的生物预处理技术成果成功运用于工程实践。其中位于深圳水库库尾，设计处理规模400万m3／d的广东省东深源水生物硝化工程是国内目前规模最大的采用生物接触氧化法的预处理工程[4]。源水经沉砂区、粗、细隔栅后，进入采用YDT弹性立体填料的生物处理池，水力停留时间55min.填料接触时间40min.，气水比1：1。自1998年12月试运行以来，通过工艺启动过程的自然接种，培养驯化，使填料挂膜，形成系统的生物硝化能力，并使氨氮去除率和硝酸盐氮生成率趋于稳定。试运行得出的初步结论是：生物接触氧化工艺适合于处理东深微污染源水，对氨氮的处理效果显著。氨氮去除率在75％以上。同时，增加了深圳水库水体的溶解氧，提高了水库的自净能力，改善了东深源水供水水质。[5]市政污水处理中生物膜法技术运用生物膜法水处理技术用在市政污水处理主要有滴滤池（TF）、生物接触转盘(RBC)、淹没式附着生长生物反应器(SAGB)等主要形式[6]。滴滤池是生物膜法水处理技术在污水处理领域最早运用的形式。早在1889年就进行了砂砾处理废水的试验。19世纪90年代到20世纪初在英国进行了研究。并于20世纪前半叶到20世纪50年代在美国大规模应用。之后人们趋向采用经济型操作性更好的活性污泥法。但是随着新介质、工艺构造以及对生物膜过程的理解增加，导致了滴滤池再次大规模应用[7]。目前滴滤池常与其他的污水处理工艺一起运用于城市污水处理，如滴滤池与活性污泥组合工艺（TF/AS工艺），滴滤池与活性生物滤池组合工艺（TF/ABF工艺）[8]。
水污染控制工程卢进登编 湖北大学资源环境学院
目录 第一篇污水的物理化学处理方法 第一章绪论 第二章水体的自净及水污染控制的基本方法、工艺流程 第三章混凝 第四章沉淀与澄清 第五章过滤 第六章消毒 第七章气浮 第八章氧化还原 第九章膜分离 第十章其他物化方法 第十一章水的软化与除盐 第十二章循环水的冷却和稳定
第二篇污水的生物处理方法 第一章概述 第二章好氧生物处理（原理与工艺） 第三章厌氧生物处理 第四章营养元素的生物去除 第五章天然条件下的生物处理 第六章污泥的处理与处置
主要参考书目： 1）《水处理工程》，第一版，顾夏声等，清华大学出版社，1985 2)《现代废水生物处理新技术》，钱易等，中国科技出版社，1993 3）《排水工程》，第三版，张自杰等，中国建筑工业出版社，1996 4）《水污染治理工程》，黄铭荣、胡纪萃，高教出版社，1995 5）《废水生物处理数学模型》，第二版，顾夏声，清华大学出版社，1995 6）《水处理微生物学》，第三版，顾夏声等，中国建筑工业出版社，1998 第一章 概述 1.1 生物处理的目的和重要性 废水生物处理的目的：1) 絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；2) 稳定和去除废水中的有机物；3) 去除营养元素氮和磷。 废水生物处理的重要性：1)城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；2)废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；3)目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；4)大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。 微生物在废水生物处理中主要有三个作用：1)去除有机物（以COD 或BOD 5表示），去除其它无机营养元素如N 、P 等；2)絮凝沉淀和降解胶体状固体物；3)稳定有机物。 微生物代谢过程简介： 微生物代谢所需要的几个基本要素：能源；碳源；无机营养元素——N 、P 、S 、K 、C a 、M g 等；有时还需要一些特殊的有机营养物（也称生长因子，如维生素、生物素等） 废水生物处理中涉及的微生物代谢过程主要有：化能异养型代谢；化能自养型代谢；光合异养型代谢；光合自养型代谢。 生物处理中的重要微生物 ①细菌：细菌——包括了真细菌(eubacteria )和古细菌(archaebacteria )；——是废水生物处理工程中最主要的微生物；根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌；根据能源碳源利用情况的不同：光合细菌——光能自养菌、光能异养菌；非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌；根据生长温度的不同：低温菌(-10oC ~15 oC )、中温菌(15 oC ~45 oC )和高温菌(>45 oC ) ②真菌：真菌的三个主要特点：1)能在低温和低pH 值的条件生长；2)在生长过程中对氮的要求较低（是一般细菌的1/2）；3)能降解纤维素。真菌在废水处理中的应用：1)处理某些特殊工业废水；2)固体废弃物的堆肥处理 ③原生动物、后生动物：原生动物主要以细菌为食；其种属和数量随处理出水的水质而变化，可作为指示生物。后生动物以原生动物为食；也可作为指示生物。 1.2 生物处理法在废水处理中的地位 有机物在废水中的存在形式及其主要去除方法：颗粒状有机物(>1μm )：可以采用机械沉淀法进行去除的颗粒物；胶体状有机物(1nm ~100nm )：不能采用机械沉淀法进行去除的较小的有机颗粒物；溶解性有机物(<1nm )：以分散的分子状态存在于水中的有机物 生物法处理的主要对象：废水中呈胶体状和溶解状态的有机物；废水中溶解状态的营养元素N 和P 。 废水处理程度的分级：一级处理——预处理或前处理；二级处理——生物处理；三级处理——深度处 有机物 微生物 新的细胞物质 CO 2、H 2O 生物残渣 内源呼吸 分解 合成
A/O生物接触氧化污水处理工艺介绍 A/O生物接触氧化工艺，操作简单，运转费用低，处理效果好，运行稳定，是目前较为成熟的生活污水处理工艺，能有效地确保污水达标排放。 1、工艺流程 见下图： 2、工艺说明 污水由排水系统收集后，进入污水处理站的格栅井，去除颗粒杂物后，进入调节池，进行均质均量，调节池中设置预曝气系统，再经液位控制仪传递信号，由提升泵送至初沉池沉淀,废水自流至A级生物接触氧化池，进行酸化水解和硝化反硝化，降低有机物浓度，去除部分氨氮，然后入流O级生物接触氧化池进行好氧生化反应，在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解，出水自流至二沉池进行固液分离后，沉淀池上清液流入消毒池，经投加氯片接触溶解，杀灭水中有害菌种后达标外排。 由格栅截留下的杂物定期装入小车倾倒至垃圾场，二沉池中的污泥部分回流至A级生物处理池，另一部分污泥至污泥池进行污泥消化后定期抽吸外运，污泥池上清液回流至调节池再处理。 3、工艺设施 （1）格栅井 设置目的： 在生活污水进入调节池前设置一道格栅，用以去除生活污水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。 设置特点： 格栅井设置钢筋砼结构，格栅采用手动机械框式。 （2）调节池 设置目的： 生活污水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，并设置预曝气系统，用于充氧搅拌，以防止污水中悬浮颗粒沉淀而发臭，又对污水中有机物起到一定的降解功效，提高整个系统的抗冲击性能和处理效果。
调节池设计为钢筋砼结构。 （3）调节池提升水泵 设置目的： 调节池内设置潜污泵，经均量，均质的污水提升至后级处理。 设计特点： 潜污泵设置二台，液位控制，水泵采用无堵塞撕裂杂物泵。 (4)沉淀池 设置目的： 进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥，使污水真正净化。 设计特点： 设计为竖流式沉淀池，其污泥降解效果好。 采用三角堰出水，使出水效果稳定。 污泥采用气提法定时排泥至污泥池，并设污泥气提回流装置，部分污泥回流至A级生物处理池进行硝化和反硝化，也减少了污泥的生成，也利于污水中氨氮的去除。 该池设计为A3钢结构。 （5）A级生物处理池（缺氧池） 设置目的： 将污水进一步混合，充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体，靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后道O级生物处理池进一步氧化分解，同时通过回流的硝炭氮在硝化菌的作用下，可进行部分硝化和反硝化，去除氨氮。 设计特点： 内置高效生物弹性填料，又具有水解酸化功能，同时可调节成为O级生物氧化池，以增加生化停留时间,提高处理效率。 该池设计为A3钢结构。 （6）Ｏ级生物处理池（生物接触氧化池） 设置目的： 该池为本污水处理的核心部分，分二段，前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮，同时也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以净化。 设计特点： 该池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。 该池以生物膜法为主，兼有活性污泥法的特点。 池中填料采用弹性立体组合填料，该填料具有比表面积大，使用寿命长，易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。填料在水中自由舒展，对水中气泡作多层次切割，更相对增加了曝气效果，填料成笼式安装，拆卸、检修方便。 该池分二级，使水质降解成梯度，达到良好的处理效果，同时设计采用相应导流紊流措施，使整体设计更趋合理化。 池中曝气管路选用优质ABS管，耐腐蚀。不堵塞，氧利用率高。 该池设计为A3钢结构。 （７）沉淀池 设置目的： 进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥，使污水真正净化。
??医院废水处理工程方案设计 哈尔滨市排水工程规划设计有限公司 2010年5月
目录 1. 工程概况 ...........................................................................错误 未定义书签。2 2. 设计基础 .......................................................................... 错误 未定义书签。2 2.1 设计原则 . (2) 2.2 设计依据 (2) 2.3 污水水量水质 (2) 2.4 排放标准 (2) 3. 方案论证 ..........................................................................错误 未定义书签。2 3.1 现状分析 .. (2) 3.2 二期改扩建废水处理技术路线的提出 (2) 3.3 工艺流程的确定 (2) 3.4各处理构筑物选取及特点 (2) 3.4.1 预处理段 ............................................ 错误 未定义书签。错误 未定义书签。 3.4.2 一级厌氧池 (2) 3.4.3 二级厌氧池 (2) 3.4.4 兼性池 (2) 3.4.5 好氧交叉流反应池 (2) 3.4.6 沉淀池 ..................................................................................... . (2) 3.5 去除率预测 (2) 4. 工艺设计 ................................................ 错误 未定义书签。错误 未定义书签。 4.1 构筑物及建筑物 ......................................错误 未定义书签。错误 未定义书签。 4.2 设备选型 ............................................... 错误 未定义书签。错误 未定义书签。 4.3 仪表与自控 (2) 5. 建筑与结构设计 .......................................错误 未定义书签。错误 未定义书签。 5.1设计规范、设计依据 ...............................错误 未定义书签。错误 未定义书签。 5.2 结构设计 ............................................... 错误 未定义书签。错误 未定义书签。 5.3 建筑设计 ............................................... 错误 未定义书签。错误 未定义书签。
污水处理工（生物膜法）试题分析 一、判断题 1、生物膜法的剩余污泥产量低，一般比活性污泥处理系统少1/4左右。（√） 2、在温度高的夏季，生物膜的活性受到抑制，处理效果受到影响；而在冬季水温低，生物处理效果最好。 （×） 3、经生物滤池处理后的污水不需再设二次沉淀池进一步处理，可直接排放。（×） 4、当采用生物转盘脱氮时，宜于采用较小的盘片间距。（×） 5、生物膜法的挂膜阶段初期，反应器内充氧量不需提高；对于生物转盘，盘片的转速可稍慢。（√） 6、生物滤池的布水器转速较慢时生物膜不受水间隔时间亦较长，致使膜量下降；相反，高额加水会使滤池 上层受纳营养过多，膜增长过快、过厚。（√） 7、生物膜法挂膜工作宣告结束的标志是，出水中亚硝酸下降，并出现大量硝酸盐。（√） 8、生物滤池处理难降解的有机废水，不需增加滤池的级数或采取出水回流等措施。（×） 9、生物转盘工艺的转盘分级越多，分级效果越好。（×） 10、污水的生物膜处理法与活性污泥法一样是一种污水好氧生物处理技术。（√） 11、生物膜法不适用于处理高浓度难降解的工业废水。（×） 12、生物滤池处理出水回流的目的是为了接种生物膜。（×） 13、生物膜法与活性污泥法相比，参与净化反应的微生物种类少。（×） 14、生物膜法中的食物链一般比活性污泥短。（×） 15、接触氧化法无需设置污泥回流系统，也不会出现污泥膨胀现象。（√） 16、生物接触氧化是一种介于活性污泥与生物滤池两者之间的生物处理技术，兼具两者的优点。（√） 17、污水的生物膜处理法是一种污水厌氧生物处理技术。（×） 18、生物膜法处理污废水时，生物膜厚度介于1-3mm较为理想。（×） 19、生物膜法刚开始时需要有一个挂膜阶段。（√） 20、生物膜处理系统中，由于微生物数量较多，食物链较长，因此与普通活性污泥法相比，该方法剩余污 泥产量较多。（×） 21、生物膜法处理系统中，微生物量比活性污泥法要高的多，因此对污水水质和水量的冲击负荷适应能力 强。（√） 22、生物膜一般由好氧层和厌氧层组成，有机物的降解主要在厌氧层内完成。（×） 23、由于水力冲刷、膜生长及原生动物蠕动等作用，使生物膜不断的脱落，造成处理系统堵塞，因此应及 时采取措施防止生物膜脱落。（×） 24、生物接触氧化系统是一个液、固、气三相共存的体系，有利于氧的转移和吸收，适于微生物存活增值。 （√） 25、生物膜处理工艺有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化。（√） 26、生物接触氧化法同活性污泥法一样，也需要污泥回流装置。（√） 27、生物膜开始挂膜时，进水量应大于设计值，可按设计流量的120%-150%。（×） 28、生物膜处理系统中，填料或载体表面所覆盖的一种膜状生物污泥，即称为生物膜。（√） 29、与活性污泥法相比，生物膜法工艺遭到破坏时，恢复起来较快。（√） 30、生物膜法的生物固体停留时间SRT与水力停留时间HRT相关。（×） 二、选择题 1、塔式生物滤池的水力负荷可达到（D）m3(m2d)。 A.4~15； B.50~120；
生物膜法处理工业废水 摘要：目前化工产业的发展十分迅速，但随之而来的化工污染状况也十分严重，化工废水成分复杂、水质水量变化大，随着国家对其处理达标要求越来越严格，其处理技术也在不断发展。生物膜法是与活性污泥法平行发展的一种污水处理技术方法，实质是使细菌类微生物和原生动物、后生动物类的微型动物附着在滤料或某些载体上，并在其上形成膜状生物污泥，即生物膜。生物膜法是土壤自净过程的人工强化，主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力。生物膜法在处理工业废水中有着广泛应用。 关键词：生物膜，废水，净化 生物膜法是属于好养生物处理的方法，它是将废水通过好氧微生物和原生动物，后生动物等在载体填料上生长繁殖形成的生物膜，吸附和降解有机物，使废水得到净化的方法。根据装置的不同，生物膜法可分为生物滤池、生物转盘、接触氧化法和生物流化床等四类。在石油和化学工业的废水处理中，其中应用最多的是接触氧化法。 一、生物膜法的机理 1、生物膜法的发展 在20世纪50年代以前，生物膜法却一直未被人们重视，其原因主要是因为生产中最早采用的生物膜法构筑物是以碎石为填料的滴滤池。碎石的比表面积小，能够为微生物附着生长的表面积小，因而滴滤池的负荷不可能很大，使其占地面积较大，卫生状况也不好。 50年代，由于塑料工业的发展以及塑料填料引入生物膜处理系统，使生物膜法出现了许多具有重要意义的发展。因此，出现了许多新型的生物膜法设备。 20世纪70年代末，为强化生物膜法反应器中的传质，流化床系统被引人生物膜处理中，称为生物流化床。生物流化床兼有活性污泥法和生物膜法的待点，又称为半生物膜和半悬浮生长系统。 2、生物膜法的基本流程 下图为生物膜法处理系统的基本流程：废水经初次沉淀池后进入生物膜反应器，废水在生物膜反应器中经需氧生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。
第六章废水生物处理的基本概念和生化反应动力学207、微生物新陈代谢的本质是什么？它包括了哪些内容？ 208、什么是生物酶及其酶促反应？ 209、在生化反应过程中酶所起的作用是什么？酶具有哪些特征？ 210、微生物的呼吸作用有哪几种类型？各有什么特点？ 211、试述好氧呼吸和厌氧呼吸的本质。 212、微生物生长曲线的研究在废水生物处理中的指导意义是什么？ 213、微生物内源呼吸的本质是什么？ 214、影响微生物生长的环境因素有哪些？各如何影响？ 215、ATP在生物反应过程中所起的作用是什么？ 216、试推导M-M方程式。 217、证明当μ＝μm/2时，Ks＝[S]0。 218、试根据能量代谢作用解释为何厌氧生物处理过程中所产生的剩余污泥量要比好氧生物处理少？ 219、试推导一级反应、二级反应的速率常数表达式。 220、何谓反应的半衰期？写出一级反应和二级反应的半衰期公式并对它们进行比较说明。 221、试分别推导完全混合间歇反应器、连续流完全混合反应器、串联运行的连续流完全混合反应器和推流式反应器的反应时间与出水中基质浓度间的关系表达式。 222、某城市污水日流量为5000 m3/d，进水BOD5为200 mg/L，要求经处理后出水中的BOD5浓度≤20 mg/l。假定反应为一级反应，速率常数为K＝0.75d－1 。试比较下列反应器系统所需的总容积。 （1）单个完全混合反应器（CSTR）； （2）两个串联运行的完全混合反应器（CSTR）； （3）四个串联运行的完全混合反应器（CSTR）； （4）推流式反应器（PF）。 223、测定反应器中液体质点停留时间的方法有哪些？试举例说明之。 224、何谓反应器的停留时间分布函数？ 225、反应器中的水流扩散度可用什么指标加以描述？理想的推流式反应器和理想法的
制药股份有限公司 化学合成污水处理达标方案 编号：2016-16号 目录 1. 企业简介 1 2. 污水概况 2 3. 最佳方案选择 3 3.1推荐方案——提取污水中资源，实现污水零排放方案 4 3.1.1预处理方案 4 3.1.2生化处理方案 8 3.2投资估算 10 3.2.1老厂工程造价估算 10 3.2.2新厂工程造价估算 14 3.3处理成本及收益核算（以新厂为例计算） 16 3.3.1收益 16
3.3.2成本 17 3.3.3盈利 18 3.4环境、节水效益 18 3.4.1节水 18 3.4.2环保效益 18 4. 结论 19
制药股份有限公司 化学合成污水处理达标方案 1. 污水概况 生产中产生高浓污水： （1）氯代水解污水水量18~20m3/d COD： 3~4万mg/L TN ：6000mg/L TP ：1500mg/L 电导率： 157000μs/cm （2）氯代母液水量3m3/d COD ：30~40万mg/L TN： 3000mg/L TP ≤100mg/L 电导率： 96000μs/cm （3）酯化吸附水水量25m3/d COD ：10000mg/L 电导率：58000μs/cm 吡啶：2~3% 少量三乙胺 （4）酯化水洗水水量200m3/d COD＜2000mg/L 电导率：15000μs/cm 从四种污水可见，除酯化水洗水污染物较小外，其余三种污水 属“四高”污水（即高COD、高TP、高TN及高盐度污水）。TN中绝大数是由极难生化的有机胺（三乙胺、二甲胺、吡啶）组成。高COD中也含有极难生化的二氯乙烷（有时也会含有三氯甲烷），对这种“四高”污水，国内目前还未有一家药企能处理达一级外排标准的。个别企业“达标”，也是用大量淡水稀释才“达标”的，稀释虽从分析单位看含量已达标，但由于污染物总量并未改变，所以对环境污染产生危害依旧。稀释法，历来是不被允许的，这是一种自欺欺人方法，最根本处理方法应该是进行无害化处理，最大限度回收利用污染物，化废为宝，把污染物当作是放错位置的资源来处理，应是环保治理的最高境界，也应该是企业追求目标。 我所是一家有近30年历史老水处理专业研究所，有较强的科研能力及高度负责的社会责任感，把解决企业困难当作自己的责任。在承接业主污水处理任务的两个多月时间内，组织人员在大量试验基础上，得到业主全力配合，几次调整试验，又经业主现场试验测试，证明处理后的污水在不掺兑水的条件下，出水达到了新标的一级标准，采取污污分治、源头治理，选择利用先进技术对污水进行预处理，收到了不掺水稀释，即可生化出水达一级标准的处理好效果。污水中原料绝大部分可以回收外售。治污可以增效，污水可以不外排而回用，如下硬指标可以显