生物膜法原理和应用75页PPT

《生物膜法》课件
目录 CONTENT
• 生物膜法概述 • 生物膜法的基本组成 • 生物膜法处理工艺流程 • 生物膜法处理效果影响因素 • 生物膜法处理技术的研究进展 • 生物膜法处理技术的前景与挑战
01
生物膜法概述
定义与原理
01
定义
生物膜法是一种利用微生物在 固体载体表面附着或累积形成 生物膜，通过膜的吸附、降解 等作用去除废水中有机污染物 的水处理技术。
生物膜稳定性
生物膜的稳定性对处理效果的稳定性 和持久性具有重要影响。
微生物种群结构与代谢特性
微生物种群结构
微生物种群结构对处理效果具有重要影 响，不同微生物种群对污染物的降解能 力不同。
VS
代谢特性
微生物的代谢特性直接影响污染物的降解 效率和产物，对处理效果具有重要影响。
05
生物膜法处理技术的研究 进展
证处理效果。
06
生物膜法处理技术的前景 与挑战
生物膜法处理技术的发展趋势
高效低耗
随着技术的不断进步，生物膜法 处理技术将朝着更高效、低能耗 的方向发展，提高处理效率的同
时降低运行成本。
多元化应用
生物膜法处理技术将拓展到更多领 域，如高浓度有机废水、重金属废 水等，满足不同行业的处理需求。
智能化控制
借助物联网、大数据等先进技术， 实现生物膜法处理技术的智能化控 制，提高处理过程的稳定性和可靠 性。
生物膜法处理技术的市场潜力
市场需求增长
随着环保意识的增强和排放标准 的提高，生物膜法处理技术的市 场需求将持续增长。
技术创新驱动
技术创新将推动生物膜法处理技 术的市场竞争力提升，开拓更广 阔的市场空间。
新型生物膜反应器的研究与应用

影响生物滤池通风的主要因素是滤床自然拔风和风速。
自然拔风的推动力是池内温度与气温之差以及滤池的高度。
温度差越大，通风条件越好； 当水温较低，滤池内的温度低于水温时（夏季），池 内气流向下流动； 当水温较高，池内温度高于气温时（冬季），气流向 上流动； 若池内外无温度差，则停止通风； 正常运行的生物滤池，自然通风可以提供生物降解所 需的氧量，自然通风不能满足时，应考虑强制通风。
生物膜法的 主要设施
生物滤池
生物滤池法的流程
建设中的生物滤池
典型的生物滤池的构造
滤床
布水设备
排水系统
滤床
滤床由滤料组成。滤料是微生物生长栖息的场所，理想的滤料应具 备下述特性：
(1)能为微生物附着提供大量的面积；
(2)使污水以液膜状态流过生物膜； (3)有足够的空隙率，保证通风（即保证氧的供给）和使脱落的生物膜 能随水流出滤池；
影响生物滤池性能的主要因素——滤池高度
滤床的上层和下层相比,
滤床上层,污水中
生物膜量、微生物种类和去
有机物浓度较高,微
除有机物的速率均不相同。
生物繁殖速率高,种
滤
属较低级,以细菌为
主,生物膜量较多,有
机物去除速率较高。
滤床中的这一递变现象，
类似污染河流在自净过程中
床
的生物递变。
随着滤床深度增 加,微生物从低级趋 向高级，种类逐渐 增多,生物膜量从多 到少。
交替式二级生物滤池法的流程
运行时，滤池是串联工作的，污水经初步沉淀后进入一级生物 滤池，出水经相应的中间沉淀池去除残膜后用泵送入二级生物滤 池，二级生物滤池的出水经过沉淀后排出污水厂。
工作一段时间后，一级生物滤池因表面生物膜累积，即将出现 堵塞，改作二级生物滤池，而原来的二级生物滤池则改作一级生物 滤池。

3. 生物膜的形成与脱落
（1）挂膜
• 当污水均匀地淋洒在介质表面时，一部分废水被吸附于 滤料四周，成为滤料的附着水层（薄膜）。滤料间隙中 的空气可溶入水层作为溶解氧。由于条件适宜，附着于 水层中的微生物可吸附污水中的有机物，通过迅速分解 有机物而大量繁殖。此外，滤料表面也可吸附胶体物质 和截留悬浮物质，逐渐在介质表面形成黏液状的、含有 较多微生物的膜，称为生物膜，这个过程叫挂膜。
• 微生物不断生长繁殖，生物膜厚度不断增加，在结构上形成
了好氧层（1-2 mm），达到一定厚度时再形成厌氧层；
• 生物膜及其外围结构由外向内依次为：
污水
流动水层
附着水层
生物膜
（分为好氧层和厌氧层） 滤料
图3-8 生物膜及其外围结构示意图
（2）生物膜的脱落
• 当厌氧层厚度增加到一定程度时，厌氧层微生物得不 到营养而进入内源呼吸期，厌氧分解产生大量的硫化氢
法，构筑物被称为生物滤池，并迅速在欧洲和北美得到广 泛应用；
• 普通生物滤池：水力负荷1-4 m3/(m3滤料·d)，BOD5容积负 荷0.1-0.4 kg/ /(m3滤料·d)；
高负荷生物滤池：水力负荷5-40 m3/(m3滤料·d)，BOD5容 积负荷0.5-2.5 kg/ /(m3滤料·d)；
1. 生物转盘构造
图3-13 生物转盘的构造
• 盘片为质轻、高强、耐腐的
塑料，厚度2-10 mm，直径2-4 m，间距10-30 mm；
• 盘片串联在转轴上，转轴距槽
中水面10-25 cm，由反应槽两 端的支座支承，由电机带动
0.8-3 rpm低速旋转；
• 转盘的40%-45%浸没于Байду номын сангаас水中 ，其余露在空气中；

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焦炭、炉渣、陶瓷滤料：
比表面积大、布水均匀、空隙小、易堵 塞，重量大；
适宜负荷低、生物膜生长慢污水； 焦炭、炉渣便宜；
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4)布水器、通风和排水系统：
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布水器：
固定喷嘴式、旋转布水式和移动式。 以旋转布水式为主。利用水压头（5-
10kPa）为旋转动力
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通风：
一般按气水比（100-150）：1确定风机 按需氧量计算（氧利用率<8%）。
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滤料
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早期主要以拳状碎石为滤料， 60年代中期塑料工业发展起来以后，塑 料滤料开始被广泛采用。
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布水设备
布水设备有固定式和可动式两种。
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旋转布水器
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排水系统
要保证不积淤流速(通常采用0.6m／s)， 排水渠穿 过池壁的地方，应设排水和通风孔洞，通风面积应 不小于过水断面。排水口可设于池壁的一侧或数侧， 但通风口必须均匀分布于池壁的两对边或四周。
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处理效果
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缺点：
目前建设费用较高，占地面积大。
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1.2 生物滤池的工艺类型及典型应用
生物滤池分为普通生物滤池、高 负荷生物滤池和超负荷生物滤池（塔式 生物滤池）。
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普通生物滤池
1．主要结构参数： （1）滤料一般为天然滤料：碎石、炉渣、
卵石等 （2）滤料高度1.3~1.8m
滤料直径 d= 25~70mm 承托厚度 0.2m，滤料总高1.5~2.0米 （3）布水：采用固定式喷嘴布水系统
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二、常用生物膜法废水处理工艺
生物滤池（滴滤池） 塔式生物滤池 生物转盘 生物流化床
6

质坚、高强、耐腐蚀、抗冰冻；较高的比表面积；较大的孔隙 率等
2）布水装置
首要任务是向滤池表面均匀地撒布污水，适应水量的变化、不 易堵塞等
2.高负荷生物滤池
高负荷生物滤池是在解决、改善普通生物滤池在净化功能 和运行中存在的实际弊端的基础上而开创的。
与普通生物滤池相比，大幅度地提高了滤池的负荷，其 BOD容积负荷高于普通生物滤池6～8倍，水力负荷则高达10倍。
第五章 生物膜法
第五章 生物膜法
一、概述 二、生物膜法的主要形式 生物滤池 生物转盘 生物接触氧化 三、生物膜的培养和驯化 四、生物膜法的运行管理
一、概述
污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生 物处理技术。其实质是使细菌和真菌类的微生物、原生动物和后 生动物一类的微型动物附着在填料或某些载体上生长繁育，并在 其上形成膜状生物污泥——生物膜。
防止生物膜生长过厚：内部厌氧层增厚，污泥发 黑，微生物活性降低。 维持较高的DO； 减少出水悬浮物ESS
（二）生物滤池的运行管理 1.影响生物滤池处理效果的因素 生物膜的生长；污水的性质；氧；温度；pH和毒物。
2.生物滤池的日常运行管理 生物滤池的日常管理需要注意以下事项：
布水系统；填料；排水系统；运转方式；滤池蝇；气味；滤池 泥穴；滤池表面结冻；布水管及喷嘴堵塞；防止滋生蜗牛、苔 藓和蟑螂。
（三）生物转盘的运行管理 1.生物转盘的日常运行管理 生物转盘的日常管理需要注意以下事项： 预处理；转盘分级；流量和负荷波动；进水方向；覆盖物；二 沉池；融解氧；出水悬浮物；生物相的观察；设备维修 2.生物转盘的异常对策 常见的异常现象： 生物膜严重脱落：水中含有有毒物质或pH突变 产生白色生物膜：高浓度硫化物 处理效率降低； 固体的积累；

2．处理水回流 高负荷生物滤池运行中，多用处理水回流，其优点：（1）
增大水力负荷，促进生物膜的脱落，防止滤池堵塞；（2） 稀释进水，降低有机负荷，防止浓度冲击； （3）可向生物滤池连续接种，促进生物膜生长； （4）增加进水的溶解氧，减少臭味； （5）防止滤池孳生蚊蝇。 一般认为在下述三种情况下应考虑出水回流： （1）进水有机物浓度较高； （2）水量很小，无法维持水力负荷在最小经验值以上时； （3）废水中某种污染物在高浓度时可能抑制微生物生长。
四、生物滤池系统的设计计算
1. 滤池类型和流程的选择 目前，大多采用高负荷生物滤池。当废水含悬浮物较多，
采用碎石滤料时，为防止滤池堵塞，通常设置初次沉淀池。塔 式生物滤池一般是单级的，可以考虑多层进水。回流式生物滤 池有单级的，也有采用二级滤池串联流程的。 2．生物滤池的设计计算
生物滤池的设计计算常用有机负荷和水力负荷法。设计负荷 一般通过试验确定。通过较长时间的连续运行试验，可以确定 合适的设计负荷。当没有条件进行试验时，也可以参考国内外 已有的生产经验，选定设计参数。但必须注意废水性质、气候 条件、滤池深度、滤料性质等不得相差太远。
生物转盘在实际应用上有各种构造型式，最常见是多级转盘串联，以延长处 理时间、提高处理效果。但级数一般不超过四级，级数过多，处理效率提高不 大。根据圆盘数量及平面位置，可以采用单轴多级或多轴多级形式。
生物转盘的盘片直径一般为1～3m，最大的达到4.0m。过大时可能导致转盘 边缘的剪切力过大。盘片间距（净距）一般为20～30mm，原水浓度高时，应 取上限，以免生物膜堵塞。盘片厚度一般为1～5mm，视盘材而定。转盘转速 通常为0.8～3.0r/min，边缘线速度为10～20m/min为宜。
3．旋转布水器计算

《污水处理生物膜法》PPT课件
# 污水处理生物膜法PPT课件 ## 介绍 - 什么是污水处理生物膜法？ - 生物膜法的原理是什么？
生物膜的构成
基本组成元素
生物膜的基本组成元素有 微生物和底物颗粒。
膜内部结构
生物膜内部结构复杂，包 括生物颗粒、多种微生物 和胞外聚合物等。
膜面积变化
膜面积在生物膜形成和生 物膜污水处理过程中会发 生变化。
结论
应用前景
生物膜法在污水处理中有广阔的应用前景，能够有效解决水污染问题。
发展趋势
生物膜法的发展趋势包括膜材料改良、工艺优化和智能控制等方面的创新。
生物膜法在污水处理中的应 用包括城市污水、工业废水 和农村污水处理等。
处理效果
生物膜法能有效去除有机物、 氨氮和总磷等污染物，达到 环境排放标准。
生物膜法优缺点
1 优点优点， 适用于多种污水处理工艺。
生物膜法的缺点包括膜堵塞、脱落和膜外 生物膜等方面的挑战。
生物膜的形成
1
生长条件
生物膜的形成需要适宜的温度、pH值、营养物质和氧气供应。
2
生长过程
生物膜的生长过程包括吸附、微生物繁殖和胞外聚合等。
3
形成与控制
生物膜的形成和控制可以通过操作控制和生物筛选等手段实现。
生物膜法污水处理
基本流程
生物膜法污水处理的基本流 程包括进水、生物膜反应器 和出水处理。
应用范围

由好氧微生物和兼性微生物组 成，由于吸收营养和溶解氧比 较容易，微生物生长繁殖迅速， 其厚度一般为2mm左右
厌氧层的形成
由于微生物的不断 繁殖增长，生物膜的厚 度不断增加，当膜厚增 到一定程度后，在氧不 能透入的膜内侧深部即 转变为厌氧状态。
厌氧层的特征
内部和载体接触的部分，由 于营养物质和溶解氧的不足， 微生物的生长繁殖受到限制， 好氧微生物难以存活，兼性 微生物转为厌氧代谢方式， 而某些厌氧微生物却恢复了 活性，厌氧层在生物膜达到 一定厚度时才出现
(后生动物)的食物链。
生物膜的构造（剖面图）
No. 9
好氧层的形成
当废水中含 有足够数量的 有机营养物、 微量元素及溶 解氧时，微生 物在作为载体 的填料表面生 长繁殖。
微生物可以 在其自身通过 代谢途径产生 的胶质粘膜内 活动，使微生 物的数量不断 增长，并使其 从载体表面向 外伸展。
好氧层的特征
No. 8
生物膜
厌氧 好氧
附流 着动 水水 层层
滤
料
大 量 微 生 物
左图所示是附着在生物滤池滤 料上的生物膜的构造。生物膜是高
空 度亲水的物质，在污水不断在其表 气 面更新的条件下，其外侧总是存在
着一层附着水层。生物膜又是微生 物高度密集的物质，在膜的表面和 一定深度的内部生长繁殖着大量的 各种类型的微生物和微型动物，并 形成有机污染物—细菌—原生动物
CO2
O2 在载体表面的不可逆吸附；
H2S
CO2
NH3
O2
生物膜的构造（剖面图）
3.生长在生物膜内部的微生 物对废水中营养物的利用与 氧化分解
No. 15
生物膜的再生
当厌氧层逐渐加厚，并达到一定的程度后，其代谢产物 也逐渐增多，这些产物向外侧逸出，必然要透过好氧层，使 好氧层生态系统的稳定状态遭到破坏，从而失去了这两种膜 层之间比的较平理衡想关的系情，况又是因：气减态缓代生谢物产膜物的的老不化断进逸程出，，不减使弱了 生厌物氧膜层在过惰分性增载长体，上加的快固好着氧力膜，的处更于新这，种并状且态尽的量生使物生膜物即为 膜不集中脱落。 老化生物膜，老化生物膜净化功能较差而且易于脱落。生物 膜脱落后生成新的生物膜，新生生物膜必须在经过一段时间 后才能充分发挥其净化功能。

（五）生物膜法的特征 1、微生物相特征 （1）参与净化反应的微生物多样化（环境稳定、停留
时间长） （2）生物的食物链长（从细菌到昆虫） （3）能够存活世代期较长的微生物（生物固体停留时
间长，与污水停留时间无关，硝化菌可繁衍、增殖） （4）分段运行各具优占种属（通过条件控制，生物膜
法可分段运行，各段都可繁衍与进入本段污水水质相 适应的微生物）
（2）构造特点
塔身：平面形状多呈圆形或方形，一般用砖、钢筋混凝土或钢板制成。塔身 高8~24m，直径为0.55～3.5m，塔身直径与塔高之比为1：6～8，塔顶高出上 层滤料表面0.5m左右，塔身上开有观察窗，供观察、采样和更换滤料用。
滤料：宜于采用轻质滤料，塔内滤料分层装填，每层填料均由钢 制格栅承托，每层滤料高度不宜大于2m，以免压坏滤料。层 与层之间留有一定空隙，以利布水均匀。
塔式滤池滤料料的总高度一般为8～1 2米，塔内装有轻质塑料填料或其 他填料。污水自上而下滴流，水流紊动剧烈，通风良好。污水，生物膜和 空气三者可获得充分接触，加快物质的传质速度和生物膜的更新速度，使 单位滤料体引的有机负荷大大提高。
由于污水在塔内的停留时间很短，一般仅为几分钟，因此对有机物的处 理往往不够完全，BOD去陆率较低，一般为60～85％。但是，塔式生物滤 池对有机负荷和有毒物质的冲击适应性较强，所以，常常被用于高浓度有 机工业废水的预处理，以保证第二级生物处理构筑物有稳定的处理效果。
（4）驱动装置：生物转盘的驱动装置包括动力设备和减速装 置两部分。动力设备分电力机械传动、空气传动及水力传动 等。国内一般采用电力机械传动或空气转动。电力机械传动 即用电动机为动力，用链条传动或直接传动。对于大型转盘 ，一般一台转盘设一套驱动装置。对于中、小型转盘，可由 一套驱动装置带动一组(一般为3～4级)转盘工作。空气传动 兼有充氧作用，动力消耗较省。

04
工业废水处理
生物膜法在工业废水处理中的应用广泛，如食品、化工、制药等行业。
生物膜法在处理工业废水时，能够有效去除废水中的有机物、氮、磷等污染物。
生物膜法在处理工业废水时，具有较高的处理效率和较低的运行成本。
生物膜法在处理工业废水时，具有较好的抗冲击负荷能力，能够适应废水水质的变化。
农业废水处理
01.
02.
03.
04.
目录
生物膜法的基本概念
生物膜法的技术特点
生物膜法的应用案例
生物膜法的发展趋势
生物膜法的定义
生物膜法是一种利用微生物的生物降解作用来处理废水的技术。
生物膜法主要通过附着在固体表面的微生物来降解废水中的有机物质。
生物膜法具有较高的处理效率和较低的运行成本，适用于处理各种类型的废水。
技术优化与创新
生物膜材料改进：提高生物膜的稳定性和抗污染能力
生物膜反应器优化：提高生物膜反应器的效率和稳定性
生物膜法与其他技术的结合：如膜生物反应器（MBR）、生物膜法与厌氧氨氧化（Anammox）技术的结合等
生物膜法在废水处理、生物能源等领域的应用拓展：提高生物膜法的应用范围和价值
应用领域的拓展
04
环保政策的推动
政府对环保的重视程度不断提高，推动生物膜法在污水处理领域的应用和发展。
环保法规的完善和实施，为生物膜法在污水处理领域的应用和发展提供了法律保障。
政府对环保产业的扶持政策，为生物膜法在污水处理领域的应用和发展提供了资金支持。
环保政策的推动，为生物膜法在污水处理领域的应用和发展提供了市场空间。
污水处理厂应用
生物膜法在污水处理厂中的应用广泛，可以有效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物。