生物处理---生物膜法共92页
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生物膜法生物膜法属于好氧生物处理方法。
他是依靠固着于固体介质表面的微生物来降解有机污染物质。
当含有大量有机污染物的污水连续不断地通过某种固体介质表面时,在介质的表面上会逐渐生长出各种微生物,当微生物的质(活性)与量(数量)积累到一定程度,便形成了生物膜。
生物膜内部主要是由细菌、真菌、原生动物、后生动物和一些藻类组成。
当污水与生物膜接触时,污水中的有机物,作为微生物的营养物质,被微生物所摄取,污水得到净化,微生物本身也在繁殖、生长。
生物膜法实质是污水土壤自净的人工强化过程,这种方法既古老,又是发展中的生物处理技术。
早在1893年英国在实验室中成功地应用了生物膜技术,并于1900年应用于污水处理领域。
利用生物膜净化污水的装置称为生物膜反应器。
迄今为止,属于生物膜处理法的反应器有生物滤池(包括普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池)、生物转盘、生物流化床及生物接触氧化等。
第一节生物膜的构造及净化机理一、生物膜的构造及其净化原理生物膜法净化污水的原理可用图(12-1)来说明。
污水流过固体介质(滤料)表面经过一段时间后,固体介质表面形成了生物膜,生物膜覆盖了滤料表面。
这个过程是生物膜法处理污水的初始阶段,亦称挂膜。
对于不同的生物膜法污水处理工艺以及性质不同的污水,挂膜阶段需天左右完成挂膜。
从图(12-1)中可以看出,固体介质(滤料)表面外,依次由厌氧层、好氧层、附着水层、流动水层组成了生物膜降解有机物的构造。
降解有机物的过程实质就是生物膜与水层之间多种物质的迁移与微生物生化反应过程。
由于生物膜的吸附作用,其表面附着着一层很薄的水层,称之为附着水层。
它相对于外侧运动的水流——流动水层,是静止的。
这层水膜中的有机物首先被吸附在生物膜上,被生物膜氧化。
由于附着水层中有机物浓度比流动层中的低,根据传质理论,流动水层的有机物可通过水流的紊动和浓度差扩散作用进入附着水层,并进一步扩散到生物膜中,被生物膜吸附、分解、氧化。
生物膜法生物膜法是一种利用生物膜中的微生物来处理废水的技术。
生物膜是一种生物学屏障,由微生物聚集在一起形成,形成一种薄膜状的结构。
在污水处理领域,生物膜法已经被广泛应用,其原理是通过生物膜中的微生物将有机废物和氮、磷等物质转化为无害的终产物。
生物膜法的基本原理生物膜法的基本原理是利用生物膜中的微生物附着在载体表面,通过对废水中的有机物和其他污染物进行降解和转化。
生物膜中的微生物通常包括细菌、真菌和原生生物等,它们通过代谢作用将有机物分解为无害的物质,并同化其中的营养物质用于生长繁殖。
生物膜法的应用领域生物膜法广泛应用于各种废水处理工艺中,包括污水处理厂、工业废水处理、生活污水处理以及农村污水治理等领域。
通过构建不同种类的生物膜反应器,可以针对不同类型的污水制定相应的处理措施,实现高效、节能、环保的废水处理效果。
生物膜法的优势相比传统的废水处理方法,生物膜法具有许多优势。
首先,生物膜法能够高效降解有机物,对COD和BOD等指标的去除效果显著。
其次,生物膜法具有稳定性强、抗冲击负荷能力强等特点。
此外,生物膜法操作简单、运行成本低,可以降低废水处理过程中的能耗和运营成本。
生物膜法的发展趋势随着环境保护和资源回收利用的要求不断提高,生物膜法在废水处理领域的应用前景十分广阔。
未来,生物膜法将继续发展壮大,技术不断创新,应用范围逐步扩大。
同时,生物膜法与其他污水处理技术相结合,形成多元化、综合化的废水处理系统,实现更加高效、环保的废水处理效果。
综上所述,生物膜法作为一种先进的废水处理技术,具有显著的优势和广阔的应用前景。
通过不断研究和创新,生物膜法将更好地满足社会对环保和可持续发展的需求,为改善水环境质量发挥重要作用。
6 污水的好氧生化处理(II)——生物膜法生物膜法和活性污泥法一样,同属好气生物处理方法。
但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的,而生物膜法则主要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。
与活性污泥法相比,生物膜法具有以下特点:(1)固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性,操作稳定性好。
(2)不会发生污泥膨胀,运转管理较方便。
(3)由于微生物固着于固体表面即使增值速度慢的微生物也能生长繁殖。
而在活性污泥法中,世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池。
因此,生物膜中的生物相更为丰富,且沿水流方向,膜中生物种群具有一定分布。
(4)因高营养级的微生物存在,有机物代谢时较多的转移为能量,合成新细胞即剩余污泥量较少。
(5)采用自然通风供氧。
(6)活性生物难以人为控制,因而在运行方面灵活性较差。
(7)由于载体材料的比表面积小,故设备容积负荷有限,空间效率较低。
国外的运行经验表明,在处理城市污水时,生物滤池处理厂的处理效率比活性污泥法处理厂略低。
50%的活性污泥法处理厂BOD去除率高于91%,50%的生物滤池处理厂BOD去除率为83%,相应的出水BOD分别为14和28MG/L。
生物膜法设备类型很多,按生物膜法与废水的接触方式不同,可分为填充式和浸渍式两类。
在填充式生物膜法中,废水和空气沿固定的填料或转动的盘片表面流过,与其上生长的生物膜接触,典型设备有生物滤池和生物转盘。
在浸渍式生物膜法中,生物膜载体完全浸没在水中,通过鼓风曝气供氧。
如载体固定,称为接触氧化法;如载体流化则称为生物流化床。
目前所采用的生物膜法多数是好氧装置,少数是厌氧形式,如厌氧滤池和厌氧流化床等。
本章主要讨论好氧生物膜法。
6.1 基本原理生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触,进行固、液相的物质交换,利用膜内微生物将有机物氧化,使废水获得净化。
同时,生物膜内微生物不断生长与繁殖。
生物膜在载体上的生长过程是这样的:当有机废水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体时,水中的悬浮物及微生物呗吸附于固相表面上,其中的微生物利用有机底物而生长繁殖,逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。
生物膜法biofilm process;bio-membrane process生物膜法是一大类生物处理法的简称,包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、曝气生物滤池及生物流化床,其共同的特点就是微生物附着生长在滤料或填料表面上,形成生物膜。
污水与生物接触后,污染物被微生物吸附转化,污水得到净化。
微生物细胞在水环境,能在适宜的载体表面牢固附着,生长繁殖,细胞胞外许多的聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构,称之为生物膜。
污水生物处理的生物是指:以附着在惰性载体表面生长的,以微生物为主,包含微生物及其产生的胞外多聚物和吸附在微生物表面的无机及有机物等组成,并具有较强的吸附和生物降解性能的结构。
提供微生物附着生长的惰性载体称之为滤料或填料。
污水流过生物膜生长成熟的虑床时,污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附、降解、从而得到净化。
生物膜表层生物的是好养和兼性微生物,在这里有机污染物经微生物好氧代谢而降解,终产物是水、二氧化碳等。
由于氧在生物膜表层基本被耗尽,生物膜内层的微生物处于厌氧状态,在这里进行的是有机物的厌氧代谢,终产物有有机酸。
乙醇、醛、和硫化氢等。
由于微生物的不断繁殖,生物膜不断增厚,超过一定厚度后,吸附的有机物在传递到生物膜内层的微生物以前,已被代谢掉。
此时内层微生物因得不到充分的营养而进入内源代谢,失去其黏附滤料上的性能,脱落下来随水流出滤池,滤料表面再重新长出新的生物膜。
生物膜的脱落速度和有机负荷、水利负荷等因素有关。
填料表面的生物膜中的生物种类相当丰富,一般有细菌、真菌、原生动物、后生动物、藻类以及一些肉眼可见多的蠕虫、昆虫的幼虫等组成生物膜法的净化过程,生物膜法去除污水中的污染物是一个吸附、稳定的复杂的过程,包括污染物在液相中的紊流扩散、污染物在膜中的扩撒传递,氧向生物膜内部的扩散和吸附,有机物的氧化分解和微生物的新陈代谢等过程。
生物膜的表面容易吸取营养物质和溶解氧,形成由好养和兼性微生物组成的好氧层,而在生物膜内层,由于微生物利用和扩散阻力,制约了溶解氧的渗透,形成由厌氧和兼性微生物组成的厌氧层。
什么是生物膜法生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。
生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统,其附着的固体介质称为滤料或载体。
生物膜自滤料向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层。
生物膜法的原理是,生物膜首先吸附附着水层有机物,由好气层的好气菌将其分解,再进入厌气层进行厌气分解,流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜,如此往复以达到净化污水的目的。
废水中微生物沿固体(可称载体)表面生长的生物处理方法的统称。
因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状,故名。
废水和生物膜接触时,污染物从水中转移到膜上,从而得到处理。
其基本机理见水的生物处理法。
生物膜法的典型流程流程中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池或厌氧生物滤池。
前三种用于需氧生物处理过程,后一种用于厌氧过程。
最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池(满盛碎块的水池)。
它们的运行都是间歇的,过滤-休闲或充水-接触-放水-休闲,构成一个工作周期。
它们是污水灌溉的发展,是以土壤自净现象为基础的。
接着就出现了连续运行的生物滤池。
新型塑料问世后,又有了新的发展。
生物膜法中的微生物构成及特点在污水处理构筑物内设臵微生物生长聚集的载体(一般称填料),在充氧的条件下,微生物在填料表面聚附着形成生物膜,经过充氧(充氧装臵由水处理曝气风机及曝气器组成)的污水以一定的流速流过填料时,生物膜中的微生物吸收分解水中的有机物,使污水得到净化,同时微生物也得到增殖,生物膜随之增厚。
当生物膜增长到一定厚度时,向生物膜内部扩散的氧受到限制,其表面仍是好氧状态,而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态,并最终导致生物膜的脱落。
随后,填料表面还会继续生长新的生物膜,周而复始,使污水得到净化。
微生物在填料表面聚附着形成生物膜后,由于生物膜的吸附作用,其表面存在一层薄薄的水层,水层中的有机物已经被生物膜氧化分解,故水层中的有机物浓度浓度比进水要低得多,当废水从生物膜表面流过时,有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水层中去,并进一步被生物膜所吸附,同时,空气中的氧也经过废水而进入生物膜水层并向内部转移。