生物膜法环境科学食品科学工程科技专业资料
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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。
第17章生物膜法17.1 概述17.1.1生物膜及其形成过程1. 生物膜的生长含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动,一定时间后,微生物会附着在填料表面增殖和生长,形成一层薄的生物膜。
当细菌及其它各种微生物组成的生物膜和生物膜对有机物的降解都达到了平衡和稳定状态,则表明生物膜已成熟。
生物膜增长过程可概括为六个阶段:(1)潜伏期(或称适应期)(2)对数增长期(或称动力学增长期)(3)线性增长阶段(4)减速增长期(5)生物膜稳定期(6)脱落期2.生物膜脱落的原因⑴内因· 厌氧菌营养耗尽而死亡,其附着力降低,很快脱落;·气态代谢产物不断逸出,破坏了好氧层生态的稳定,使二者失去了平衡,生物膜老化;· 气态产物的积累,将膜顶起。
⑵外因水流的冲刷作用,加大污水量,则污水水流对生物膜的冲刷力增大17.1.2生物膜的构造及净化机理1.) 生物膜的构造(1) 好氧层:2mm 土厚,有机物的降解主要在此进行(2) 厌氧层:2. 有机物降解过程空气中氧溶解于流动水层中;污水中有机物由流动水层传递到附着水层,再进入生物膜;微生物代谢有机物。
17.1.3生物膜的微生物相细菌、真菌、藻类(在有光条件下)、原生动物和后生动物等17.1.4生物膜法工艺的基本流程生物膜法处理系统基本流程17.1.5生物膜反应器普通生物滤池(好氧)处理水高负荷生物滤池(好氧)生物滤池塔式生物滤池(好氧)厌氧生物滤池(厌氧)固定床曝气生物滤池(好氧)好氧生物转盘(好氧)生物转盘厌氧生物转盘(厌氧)生物接触氧化法(好氧)生物膜反应器微孔膜生物反应器(好氧)两相流化床(好氧)三相流化床(好氧)生物流化床厌氧流化床(厌氧)气提式生物膜反应器(好氧)流动床机械搅动床(好氧、厌氧)厌氧生物膜膨胀床(厌氧)移动床生物膜反应器(好氧、缺氧)17.1.6生物膜法的特征与发展趋势1.生物相方面的特征1)微生物种类多样化;2)生物的食物链长;3)能够存活世代时间较长的微生物;4)分段运行与优势菌种。
第十讲生物膜法李春杰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,污水得到净化,微生物自身也得到繁衍增殖。
既是古老的,又是发展中的污水生物处理技术。
工艺有生物滤池(普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池)、生物转盘、生物接触氧化设备和生物流化床等。
生物膜的构造及其对有机物的降解从开始形成到成熟,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左右的时间。
好氧层的厚度一般为2mm左右,有机物的降解主要是在好氧层内进行。
生物膜处理法的主要特征微生物相方面的特征•参与净化反应微生物多样化•生物的食物链长•能够存活世代时间较长的微生物•分段运行与优占种属处理工艺方面的特征•对水质、水量变动有较强的适应性•污泥沉降性能良好,宜于固液分离•能够处理低浓度的污水•易于维护运行、节能生物滤池已有百余年的发展史。
1893年在英国试行取得良好的效果。
1900年以后迅速地在欧洲一些国家得到应用。
经历了从低负荷发展为高负荷;突破了传统采用的滤料层高度;扩大了应用范围。
普通生物滤池•早期出现的生物滤池,负荷低,BOD负荷也仅为0.1—0.4kg/(m3滤料·d)。
净化效果好,BOD去除率可达90%一95%。
但占地面积大,易堵塞,在使用上受到限制。
高负荷生物滤池•采取处理水回流措施,将水量负荷提高10倍以上,BOD负荷也提高到0.5—2.5kg/(m3滤料.d)。
将进水BOD浓度限制在200mg/L以下,使滤料不断受到冲刷,生物膜连续脱落,不断更新,于是,占地大,易于堵塞的问题得到一定程度的解决。
塔式生物滤池•50年代,在原民主德国有人按化学工业中的填料塔方式,建造了直径与高度比为1:6~1:8,高发达8~24m•由于塑料工业的发展,开始使用由塑料制备的列管式或蜂窝式轻质滤料,促进了生物滤池的发展。
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。