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生物膜法

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生物膜法

生物膜法
生 物 膜 法 和 活 性 污 泥 法 的 区 别
活性污泥法中的微生物在曝气池内以活性污 泥的形式呈悬浮状态，属于悬浮生长系统；
生物膜法中的微生物附着生长在填料或载体 上，形成膜状的活性污泥，属于附着生长系统或 固定膜工艺。
No. 2
• 生物膜法是土壤自净的人工强化。
• 最早人们利用污水灌溉农田，发现了土壤渗滤 作用对污水中有机物有净化作用。
• 活性污泥法是水体自净的人工强化。
No. 3
生物膜法的实质
净化机理概述
是使细菌和菌类一 类的微生物和原生 动物、后生动物一 类的微型动物附着 在滤料或某些载体 上生长繁育，并在 其上形成膜状生物 污泥——生物膜。
污水与生物膜接触， 污水中的有机污染物 作为营养物质，为生 物膜上的微生物所摄 取，微生物自身得到 繁衍增殖，同时污水 得到净化。
No. 15
生物膜成熟的标志
生物膜沿水流方向分布，在其上由细菌
及各种微生物组成的生态系统及其对有机物 的降解功能都达到了平衡和稳定的状态。从 开始形成到成熟，生物膜要经历潜伏和生长 两个阶段，一般的城市污水，在20℃左右的
条件下大致需要30d的时间。
No. 16
2、 生物膜的载体
为生物膜提供附着生长固定表面的材料称为填料（或载体）， 在生物膜法的发展和性能特征方面填料有着重要的影响。 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，加之废 水以喷洒方式在滴滤池表面 布水，卫生状况也不好。所 以生物膜法一直未被重视。
着一层附着水层。生物膜又是微生
大 量 微 生 物 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

生 物 膜 法

生 物 膜 法

生物膜法生物膜法和活性污泥法一样，同属好氧生物处理方法。

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。

1 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，即使增殖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，合成熟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去除率高于到91%，50％的生物滤池处理厂BOD去除率为83%。

2 生物膜分类按生物膜与废水的接触方式不同，可分为填充式和浸渍式两类：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。

浸渍式生物膜法中，生物膜载体完全浸没在水中，通过鼓风曝气充氧。

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。

第一节概述1 生物膜的形成及特点生物膜法处理废水的原理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被吸附于固相表面上，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，这层生物膜具有生物化学活性，又进一步吸附、分解废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。

生物膜法

生物膜法
29
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；
30
4)布水器、通风和排水系统：
31
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
32
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%）。
10
滤料
11
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。
12
布水设备
布水设备有固定式和可动式两种。
13
14
旋转布水器
15
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。
37
处理效果
38
缺点：
目前建设费用较高，占地面积大。
39
16
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）。
17
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
5
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

生物膜法_精品文档

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第五章 生物膜法
• 一、生物膜法的概述
•
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。这种处理法的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。污水中的有机污染物作为营养物质，被
生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也
• —盘片的形状。一般为圆形平板，现在开始采用正多角形 和表面呈同心圆状波纹或放射状波纹的盘片；
• —盘片的直径。一般介于2.0-3.6m之间；
• —盘片的间距。盘片的间距标准值为30mm，多级转盘，前数级的间距为2535mm，后数级为10-20mm；
• —盘片材料。平板盘片多以聚氯乙烯塑料制成，而波纹板盘片则多采用聚酯 玻璃钢制成。
线速度以15-18m/min为宜。
1.
图8-32 生物转盘构造
2.工艺和维护运行方面的特点：
• a.微生物浓度高。 • b.生物相分级。 • c.污泥龄长。 • d.耐冲击负荷。 • e.产生的污泥量较少，约为活性污泥处理系统的1/2左右，在水温为5-
20℃的范围内，BOD去除率为90%的条件下，去除1kgBOD的产泥量约 为0.25kg。 • f.动力消耗低，毎去除1kgBOD的耗电量约为0.7kwh。 • g.便于维护管理。 • h.发生二次污染的现象。 • i.生物转盘的流态，应按完全混合---推流来考虑。
• ②反应器内微生物浓度高
• 单位容积反应器内的微生物量可以高达活 性污泥法的5~20 倍，不会出现污泥膨胀现 象。
• ③剩余污泥产量低
• 生物膜中食物链较长，剩余污泥产量低， 一般比活性污泥处理系统少1/4左右。

第十四章 生物膜法

第十四章 生物膜法

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

生物膜法资料

生物膜法资料

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。

生物膜法

生物膜法

两
生物膜法是土壤自净作用的人工强化，微
者 的
生物附着在填料或载体上，属于附着生长系 统或固定膜工艺。
对
比
活性污泥法是水体自净作用的人工强化，
微生物以活性污泥的形式呈悬浮状态，属于
悬浮生长系统。
基本流程
回流
初沉池 原污水
排泥
处理水
二沉池
排 泥
图2-1 生物膜法的基本流程
处理水
代表工艺
★生物滤池法 ★生物转盘法 ★生物接触氧化法、流化床（起于70年代后）
¾ 3、多级处理流程
四.生物接触氧化处理技术的应用
¾ 城市污水 ¾ 印染废水 ¾ 石化废水：含酚废水、啤酒废水
五.特征
¾ 工艺特征 生态系统与食物链稳定，无污泥膨胀。 有过滤作用 有机负荷高，处理↑高，占地少。
¾ 运行特征 耐冲击负荷 污泥不回流 产泥少、污泥易沉淀
¾ 功能特征 去除BOD，脱N
四.生物转盘的技术进展 ¾ 1、空气驱动生物转盘
DO↑ η↑ 活性↑ 易操作维护 ¾ 2、与其它设备组合
• 1）与沉淀池组合生物转盘 ①与二沉池组合 ②与初沉池和二沉池组合
• 2）与曝气池组合 ¾ 3、藻类生物转盘
藻菌共生体系
生物转盘
§ 2-6 生物接触氧化
一.概述
淹没式生物滤池 接触曝气法
二.生物接触氧化 的构造及形式
50
84.26
100
ห้องสมุดไป่ตู้160.50
50
56.00
100
77.00
50
53.00
100
62.00
50
21.60
100
40.00
93、布水装置

生物膜法

生物膜法

一些微生物是以包裹附着的形式实现固定化的。
2. 有机类载体
有机类载体是生物膜技术发展中应用最广 泛的主要载体材料。这类载体主要有 PVC 、 PE、PS、PP、各类树脂、塑料、软性或半软 性纤维等，其比表面积和孔隙率都很大，从而 使有机负荷大为提高，也不易堵塞，在生产实 践中被广为采用，由于它便于沉淀分离，提高 了活性污泥处理厂的性能。
生物膜净化污水的机理及优势
1. 生物膜表面积大，能大量吸附水中有机物 2. 有机物降解是在生物膜表层0.1-2mm的好氧生物膜内进行 3. 多种物质的传递过程： 空气 流动水层附着水层生物膜微生物呼吸 污染物流动水层附着水层生物膜生物降解 微生物代谢产物 H2O附着水层流动水层
3.生成污泥量少，易沉淀 4.动力消耗低
生物接触氧化处理技术的工艺流程
1、一级处理流程——完全混合型流态，微生物处于对数增长期和减 速增长期的前段 2、二级处理流程——单级完全混合型流态、组合后为推流； 一段，F/M>2.1，对数增殖期 二段，F/M≈0.5，减速增殖期或内源呼吸期
生物流化床
生物膜法的运行管理
生物膜法的特征
优点：
与活性污泥法相比，生物膜法具有以下优点：生物膜体积小、微生 物量高、水力停留时间较短、生物相相对稳定、对毒物和冲击负荷抵 抗性强、处理效果高、操作方便、剩余污泥少，适用于小型污水处理 厂
缺点：
1.需要较多的填料和支撑结构， 基建投资高。 2.出水常携带较大的脱落的生物膜片，大量非活性细小的悬浮物分 散在水中使处理水的澄清度降低
半软性填料、及球状悬浮型填料等：
接触氧化池的分类
1. 按曝气位置 分流式——国外多用
填料区水流较稳定，有利于生物膜的 生长，但冲刷力不够，生物膜不易脱 落；可采用鼓风曝气或表面曝气装置；

第三章 生物膜法

第三章 生物膜法

3.3.2 生物转盘工作原理
盘片交替与污水和空气相接触，在盘片 上产生一层滋生着大量微生物的生物膜。当 生物膜与反应槽内污水接触时，污水中有机 物被生物膜所吸附降解，当生物膜与空气接 触时，一方面继续降解生物膜表面吸附水层 中的有机物，一方面吸附水层吸收空气中的 氧使之成为溶解氧而进入生物膜中，同时也 使槽内的DO达到一定浓度。而老化了的生物 膜在剪切力作用下而脱落，然后进入二沉池。
3．布水装置
布水装置的目的是将废水均匀地喷洒在滤料 上。主要有两种： 固定式布水装置（普通生物滤池多采用）； 旋转式布水装置（高负荷生物滤池和塔式生 物滤池常用）。
4、排水系统 排水系统处于滤床的底部，其作用是 收集、排出处理后的废水和保证良好的通 风；一般由渗水装置、汇水沟和总排水沟 所组成；渗水装置用于支撑滤料，其排水 孔隙的总面积应不小于滤池表面积的20%； 渗水装置与池底之间的距离一般应在0.4m 以上，以利通风，一般在出水区的四周池 壁均匀布置进风孔。
（2）滤塔的表面面积
V A H
式中： A——滤塔的表面面积，m2；
H——滤塔的工作高度，m；其值根 据下表3-1所列数据确定。
表3-1 进水BODu与塔滤高度的关系 进水BODu/ （mg/L） 滤塔高度（m）
250
8
300
10
350
12
450
14
500
16
（3）塔滤的水力负荷
Q q A
式中 q——水力负荷，m3/(m2•d)。
COD＝3000mg/L，BOD5=800 mg/L，SS＝300 mg/L，色度＝100，PH＝6～9，温度40℃。
要求处理后出水水质达到广东省污水排放 标准的二级二类标准。
COD≤110 mg/L，BOD5≤50 mg/L，SS≤100 mg/L，色度≤80，PH＝6～9。

生物膜法

生物膜法

1生物膜法本节主要内容一.生物膜法概述 二.生物膜的基本原理 三.生物滤池 四.生物滤池的运行 五.生物转盘 六.其他型式的生物膜法2第一节 生物膜法概述3一.生物膜法概述 定义： 依靠固着于固体介质的微生物（生物膜）的新 陈代谢作用来净化废水中污染物。

同时，生物 膜也在更新。

特点： 对水质、水量的变化有较强的适应能力。

管理较为简便。

具有稳定的生态系。

生成污泥量少。

生 生 物 物 膜 膜 法 法 概 概 述 述4一.生物膜法概述 分类： 润壁型生物膜法 如生物滤池，生物转盘等 淹没型生物膜法 如接触氧化等 流动床型生物膜法 生物膜构成：由菌胶团、真菌、原生动物、藻类、 等组成系统。

生物膜的构造：好氧层、厌氧层、附着层。

生物膜净化过程：通过物质传递在微生物作用下， 将水中有机污染物降解、吸附等 。

生 生 物 物 膜 膜 法 法 概 概 述 述5二.生物膜的基本原理生物膜的形成污水，挂膜介质，溶解氧 生 生 物 物 膜 膜 的 的 形 形 成 成 生物膜6第二节 生物膜法的基本原理7二.生物膜的基本原理生物膜中的物质迁移与净化① 当生物膜达到一 定厚度时，才有可 BOD 能依次出现厌氧 层、缺氧层、好氧 DO 层； ② 生物膜在进行增 CO2、H2O、NH4+ 殖的同时，也不断 N2、H2S等 更新脱落。

生物膜 更新脱落的原因主 要有：水力冲刷、 太厚重量大、原生 动物松动、厌氧层 与介质粘着力小。

NO3- 等介质 介质厌氧层 厌氧层缺氧层 缺氧层 好氧层 好氧层8第三节 生物滤池9三.生物滤池 一 生物膜法概述 构造与功能 生 生 物 物 滤 滤 池 池 构 构 造 造 与 与 功 功 能 能 构造： 滤料、池壁、池底、布水设备、排水系统、进气及 布气10第四节生物滤池的运行第五节生物转盘第六节其它型式的生物膜法六.其他型式的生物膜法-接触氧化一、曝气的作用及实现方法接触氧化是利用生长在填料表面的生物膜在的好氧条件下，对废水中的有机物进行氧化分解，从而达到废水处理的目的。

生物膜法_

生物膜法_

（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。

(水体污染处理)第8章 生物膜法

(水体污染处理)第8章 生物膜法
.
.
可动式布水器组成及重要参数：水竖管和可 旋转的布水横管组成，横管可以是多根，布水小 孔的直径10～15mm，布水横管距滤料表面的高 度0.15～0.25m，喷水旋转所需的水头0.6～1.5m， 布水器在水压反推动力下旋转。
旋转布水器的特点：布水比较均匀，淋水周 期短，水力冲刷作用强；缺点时喷水孔易堵，低 温时要采用防冻措施，仅适用于圆形池。
.
生物膜法与活性污泥法相比： 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，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。
.
微生物在载体上附着的一般过程
微生物在载体. 表面附着的步骤
.
1、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单位体积滤料的表面积要大； 能为微生物附着提供
大量的表面积：
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；
④物理化学性质稳定，对微生物的增殖无危害作用不被
滤床中的这一递变现象， 类似污染河流在自净过程中 的生物递变。
当滤床各层的进水水质 互不相同时,各层生物膜的 微生物就不相同,处理污水 的功能也随之不同。
四、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）。
.
（一）普通生物滤池(低负荷滤池)
.
生物膜的结构及净化机理
生物膜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。

生物膜法

生物膜法

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。

17[1].生物膜法

17[1].生物膜法
17.生物膜法
17.1 概述
生物膜法又称固定膜法，是与活性污泥法并列 的一类废水好氧生物处理技术；是土壤自净过 程的人工化和强化；与活性污泥法一样，生物 膜法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。
17.1 概述
主要的生物膜法有：① 生物滤池：其中又可分 为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物 滤池、曝气生物滤池等；② 生物转盘；③ 生物 接触氧化法；④ 好氧生物流化床等。
17.2 生物滤池
固定式布水装置
17.2 生物滤池
旋转布水器
17.2 生物滤池
4.排水系统 排水系统处于滤床的底部，其作用是收集、排出 处理后的废水和保证良好的通风；一般由渗水 顶板、集水沟和排水渠所组成；渗水顶板用于 支撑滤料，其排水孔的总面积应不小于滤池表 面积的20%；渗水顶板的下底与池底之间的净 空高度一般应在0.6m以上，以利通风，一般在 出水区的四周池壁均匀布置进风孔。
17.2 生物滤池
(2) 高负荷生物滤池的滤料： ① 滤料粒径较大，一般为40～100mm，其中工 作层滤料的粒径为40～70mm，承托层则为 70～100mm，孔隙率较高，可以防止堵塞和提 高通风能力；② 滤料常采用卵石、石英砂、花 岗岩等，一般以表面光滑的卵石为好；③ 目前 常采用塑料滤料：多用聚氯乙烯、聚苯乙烯、 聚丙烯等制成；形状有波纹板式、斜管式和蜂 窝式等，其特点有：质量轻、强度高、耐腐蚀、 比表面积和孔隙率都较大。主要缺点：造价较 高，初期投资较大。
二沉池 出水 剩余污泥
17.2 生物滤池
工艺流程 与活性污泥工艺的流程不同的是，在生物滤池中 常采用出水回流，而基本不会采用污泥回流， 因此从二沉池排出的污泥全部作为剩余污泥进 入污泥处理流程进行进一步的处理。

生物膜法介绍课件

生物膜法介绍课件
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。

生物膜法

生物膜法

第十四章 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，而生物膜法则上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，即使增殖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同高营养级的微生物存在，有机物代谢对较多的转移为能量，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BOD5去除率高于91％，50％的生物滤池处理厂BOD5去除率为83％，相应的出水BOD5分别为14和28mg／L。

生物膜法设备类型很多，按生物膜与废水的接融方式不同，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。

第一节 基 本 原 理一、生物膜的形成及特点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该吸附于固相表面上，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。

第十三章 生物膜法

第十三章 生物膜法

不同点:
1. 丝状菌的大量繁殖使生物膜具有立体结构，能疏松生物膜， 有利于提高污染物的去除效果；而在活性污泥中则会对系 统构成威胁， 2. 生物膜中原生动物和后生动物比活性污泥数量多，种类更 丰富； 且分层聚居，在水流的下层出现。
二、影响生物膜法污水处理效果的主要因素


进水底物的组分和浓度及其变化规律 营养物质 有机负荷和水力负荷 有机负荷：kgBOD5/[m3(滤料)· d]
蜂窝斜管和蜂窝斜板
浮球填料
陶粒滤料
立体弹性填料
聚丙烯半软性填料
2. 布水系统：要求布水均匀； 有固定式喷嘴布水系统（现基本不用）和旋转式布水 器(图13-3 a)； 布水中心管，布水横管；布水横管的一侧开于小孔， 小孔直径10～15mm；间距不等，愈近池心间距愈 大，保证单位面积的滤池面积接受的水量相等；

水力负荷q高：9～40m3· 2滤料· -1 (m d) 有机负荷高：0.5～1.5gBOD5· 3滤料· -1，在1.1左右 (m d)
BOD5去除率：80～90％；出水BOD5 >30mg· -1; L

卵石或石英石滤料；H＝2～4m； 布水系统：旋转式布水系统；


出水无DO和硝酸盐；二沉池的污泥稳定性差，泥量大；
隙率大、强度高；纤维。
4. 生物膜法：好氧法、厌氧法（厌氧滤池/UASB）
13
13-1 13-2 13-3 13-4 13-5

生物膜法
基本原理 生物滤池 生物转盘 生物接触氧化法 生物膜法的进展
13-1 基本原理
一. 生物膜:
附着生长在滤料上充满微生物的立体网状结构，具有较强的 吸附和生物降解性能。（图13-1 生物膜的基本结构）

第十三章 生物膜法

第十三章 生物膜法
第十三章 生物膜法
•
•
基本原理
生物滤池
•
•
生物转盘
生物接触氧化法
•
•
曝气生物滤池
生物流化床
是附着生长在固体状材料表面的由多种微生物形成的膜 状生物聚集体； 固体状材料： 滤料——生物滤池； 填料——生物接触氧化工艺； 转盘——生物转盘；
载体——生物流化床
一、生物膜的结构及其净化机理
生物膜的形成
1.生物滤池法的基本流程
出水回流
进水
初沉池
生物 滤池
二沉池
出水
剩余污泥
去除悬浮物、 油脂等易堵塞 滤料的物质
截留滤池中脱 落的生物膜、 保证出水水质
优点：处理效果好，BOD5的去除率>90％，出水BOD5<25mg/L，
NO3- ≈10mg/L，出水水质稳定。 缺点：占地面积大，灰蝇很多，影响环境卫生
生物膜反应器内生物相的分层分布特征
生物滤池中： 从滤床上层往下层，生物膜中的微生物从低级趋向高级，种 类逐渐增多，但个体数量减少。 上层，进水中营养丰富，微生物以菌胶团为主，繁殖快，膜 厚； 中层，水中污染物浓度下降，出现丝状菌、原生动物、后生 动物，膜变薄； 下层，水中污染物消耗殆尽，生物相以原生动物和后生动物 为主，膜更薄。 出水水质越好，上下层生态条件相差越大，分层越明显。 若分层不明显，处理效果肯定不好！
典型的生物滤池的构造
滤床及池体
布水设备
排水系统
滤床及池体
理想的滤料特性： ①能为微生物附着提供大量的面积（即大的比表面积）； 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； ④不被微生物分解，也不抑制微生物的生长，有较好的化学 稳定性；⑤有一定的机械强度； ⑥价格低。
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第七章
一、名词解释：
生物膜法接触曝气池
二、填空：
1，生物膜法是将微生物固定在______________上用于处理废水。

2，高负荷生物滤池在运行中将_______回流，_______以提高_________,提高生物膜、更新速度，防止滤池________。

3，生物转盘的基本构造有：_________、________、__________、__________等。

4，生物膜脱落的原因主要有：__________________________。

5，普通生物滤池由________,___________,___________和___________等组成。

三、判断题：
1，与活性污泥相比，生物膜的泥龄更长。

（）
2，活性污泥的产泥量比生物膜法少。

（）
3，与活性污泥相比，生物膜法的处理负荷更高。

（）
4，生物接触氧化法的反应器为接触氧化池，也称为淹没式生物滤池。

（）
四、简答题：
1，简述生物膜结构及其工作原理。

2，生物膜处理法的运行特征是什么？
3，生物转盘的工作原理是什么？
4，接触氧化池对填料的要求是什么？
5，生物接触氧化池的特点是什么？
6，生物接触氧化池的优、缺点是什么？
7，生物膜脱落的原因是什么？
五、计算题：
1，某住宅小区人口10000人，排水量标准100L/（人?d），经沉淀处理后BOD5值为135mg/L,处理水的BOD5值不得大于15mg/L。

拟采用生物转盘处理，试进行生物转盘设计。

答案
一：名词解释
1，微生物固定于载体的表面形成所谓生物膜，当废水流经其表面时，互相接触，成为附着生长。

2，生物接触氧化处理技术在处理过程中，采用与曝气池相同的相同的曝气方法，提供微生物氧化有机物所需要的氧量，并起搅拌混合作用。

二：填空
1，载体的表面
2，二次沉淀池表面负荷堵塞
3，盘片接触反应槽转轴及驱动装置
4，进水中含有过量毒物或抑制生物生长的物质。

5，池体滤料布水装置排水系统
三：判断题
对错对对
四：简答题
1，结构：好氧层、厌氧层、附着水层和流动水层
工作原理：当流动水流经滤料表面时，有机物会从流动着的雾水中通过扩散
作用转移到附着水层中去，并进一步被生物膜所吸附。

同时空气中的氧液通过流动水、附着水进入生物膜的好氧层中；生物膜中的微生物在氧的参与下对有机物进行氧化分解和机体新陈代谢，使污水得到净化。

同时，微生物不断繁殖，生物膜厚度不断增加，造成厌氧层厚度不断增加，造成厌氧层厚度不断增加。

内部厌氧层的厌氧菌用死亡的好氧菌及部分有机物进行厌氧代谢；当厌氧层还不厚时，好氧层仍能保持净化功能；在生物膜成熟的初期，微生物好氧代谢旺盛，净化功能最好；在膜内出现厌氧状态时，净化功能下降，而当生物膜脱落时降解效果最差。

生物膜就是通过吸附---氧化---增厚---脱落过程而不断地对有机污水进行净化的。

2，(1)微生物相方面地特征：a参与净化反应的微生物多样化b生物的食链较长c硝化菌得以增长繁殖d各段具有优势菌种(2)处理工艺方面的特征：a 运行管理方便、耗能较低
b具有硝化作用c抗冲击负荷能力强d污泥沉降脱水性能好
3，原理：与废水接触时，生物膜吸附废水中的有机物，同时也分解所吸附的有机物；与空气接触时，可吸附空气中的氧，并继续氧化所吸附的有机物。

这样，盘片上的生物膜交替与废水和大气相接触，反复循环，使废水中的有机物在好氧微生物作用下得到净化。

盘片上的生物膜不断生长和不断自行脱落，所以在转盘后应设二次沉淀池。

4，1）要求比表面积大、空隙率高、水流阻力小、流速均匀；2）表面粗糙、增加生物膜的附着性，并要求外观形状、尺寸均一；3）化学与生物稳定性较强，经久耐用有一定的强度；4）要就近取材，降低造价，便于运输。

5，生物接触氧化是介于活性污泥法与生物滤池两者之间的处理技术，也可以说是生物接触氧化法是具有活性污泥法特点的生物膜法，它综合了曝气池和生物滤池良的优点。

6，优点：1）对冲击负荷有较强的适应能力；2）污泥量少，不产生污泥膨胀，出水水质有保证；3）不产生滤池蝇，也不散发臭味；4）具有一定的脱氮除磷功能，可用于三级处理。

缺点：1）若运行或设计不当，填料可能发生堵塞；2）布水、布气不易均匀。

7，进水中含有过量毒物或抑制生物生长的物质，PH突变。

五计算：
1、（1）确定设计参数
A平均日污水量
10000×0.1=1000m3/d
B对处理水要求达到有的BOD
5
去除率
∏=(135-15)/135=88.9％
面积负荷率 N
A =11gBOD
5
/(㎡·d)
水力负荷率 Ng=110L/(m2?d)=0.11m3/(m2?d) (2)转盘计算
1）盘片总面积
按面积负荷率计算
A=(1000×135)/11=12272m2
按水力负荷率计算
A=1000/0.11=9091m2
两者所得数值接近，为稳妥计，采用较大的数据即12272m2
2）当采用直径3.2m的盘片时，求盘片总片数
M=(0.636×12272)/3.22=7805/10.24=762
3）按5台转盘考虑，每台盘片数为153，m值按155片设计。

每台转盘按单轴4级设计，首级转盘45片，第二级40片，第三、四级各35片。

4）接触氧化槽的有较长度，盘片间距d值取25mm，采用硬聚氯乙烯盘片，b值为4mm，有效长度计算为
L=155×(25+4)×1.2=5394㎜≈5.4
即接触氧化槽全长取5.4m。

5）接触氧化槽有效容积，采用半圆形接触氧化槽。

r值取200㎜，r/D为0.0625,系数取0.294与0.335的中间值，即0.33，﹠值取200㎜。

V＇=0.33×(3.2+2×0.2)2×(5.4-155×0.004)
=0.33×12.96×4.78=20.44m3
6)污水在接触氧化槽内的停留时间
t=20.44×5×24/1000=2.45h。