污水的生物处理方法生物膜法

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；

4)易于维护管理、节能。

3 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，而生

物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，生物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。

第二节生物滤池

一、普通生物滤池(现在少见，只需要了解）

1 构造

池体、滤料、布水装置和排水系统(P204 图5-2)。

1)池体：一般深2~2.5m，池壁超高0.5~0.9m(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（挂膜），上部为配水系统，壁可设孔也可不开孔，开孔在冬季有影响。

2)滤料：碎石、卵石、炉渣、焦炭等，总厚度1.5～2.0m，其中工作层

1.3-1.8m，粒径20-40mm;承托层0.2m，粒径70~100mm。这种滤料比

表面积较大，且较粗糙，易挂膜，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。

3)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。

4)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)。排水干管布设在滤池表面下0.5~0.8m，支(竖)管依据喷咀服务半径设置，高出滤料之上0.15~0.2m，竖管上安装喷咀，通过喷咀均匀布水。

5)排水系统：包括渗水装置、汇水沟、总排水沟(或集水槽),见图5-2，

汇水沟i=0.01~0.02(横向)、集水槽i=0.05~0.01(纵向－书中出

错)。作用：排放处理后出水，保证间歇阶段的通风(底部h≥0.6m)；

汇水沟宽0.15m，间距2.5~4.0m(与布水间距一致)；排水沟内流速＞

0.7m/s；

6)渗水装置可以是大块滤料，也可以是图5-4混凝土板，渗水装置排水

口面积占滤池总面积的20%以上。

二、高负荷生物滤池

1 特征

通过限制进水BOD值(≤200mg/L)或采用处理水回流，均化水质，提高或加大水力负荷(10倍)，及时冲刷和更新过厚生物膜，保持较高生物活性，改善处理环境状况（抑制厌氧、减少臭味散发）。

2 工艺流程

（1）一段法

部分污泥回流。（见P207图5-5共5种典型流程）

1)工艺1：污泥回流初沉池，滤池出水回流滤池，利于改善水力负

荷，减轻二沉池负荷。

2)工艺2：污泥回流初沉池，二沉池出水回流过滤池，（较工艺1

比，二沉池负荷略重）。

3)工艺3：污泥与二沉池出水同时回流初沉池，加大初沉池负荷

（二者回流量大）。

4)工艺4：具有吸附再生工艺特点，但出水水质差，初沉水力负荷

大。

5)工艺5：滤池出水与污泥均回流到初沉池，初沉水力负荷大（2）二段法

当污水浓度较高时或对处理出水要求较高时，建议考虑。（见P208图5-6、7）。

二段法强化了优势生物种群，但第二段因污染物少或负荷率低，生物膜生长差，其容积负荷未充分发挥。但二段法能很好解决一段法生物膜积存与堵塞现象。为充分发挥二段法工艺效果与作用，建议采用图5-7的交替出水工艺。

3 构造特点

构造与普通生物滤池同（池体、滤料、出水与排水系统），不同之处如下：

1)池形.圆形（P210图5-9）

2)滤料：聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚酰胺等制成的人工滤料，滤料质轻、

耐蚀、高强，呈波状、管状和蜂窝状，使滤料表面积大，空隙率高（具体见P209表5-4）。当采用自然通风时，滤层厚度≤2m，其中工作层1.8m，承托层0.2m；当采用人工通风时，滤层厚度2～4m。