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1、1,第四章 微生物技术在污染控制工程中的应用,第二节 生物膜法,2,3.接触氧化法：,介于活性污泥法与生物过滤法之间的一种处理方法，兼备前者高效和后者易管理之优势。分为：生物滤料浸入水中曝气；生物滤料支撑体提升至空气曝气两种。,3,生物接触氧化法的基本流程,4,5,特点：,BOD容积负荷高（可达3.06.0kgBOD5/m3.d），污泥生物量大（生物固体浓度（1020g/l）；处理效率高）处理时间短，占地面积小；不需要污泥回流，无污泥膨胀问题，运行管理简单；对间歇运行适应力强；便于维护、管理，无污泥回流；剩余污泥量少（污泥产量略低于活性污泥法）,6,高效处理的原理分析：,生物性高（污泥的泥龄低
2、）（活性污泥法为3-4天，第一级氧化池的生物膜为1-2天）传质条件好，微生物对有机物的代谢速度快（空气搅动，加快介质更新）利于丝状菌的生长，提高对有机物的分解能力充氧效率高（填料有增进充氧的效果）具有较高的微生物浓度，提高处理效率（一般活性污泥法的MLSS为2-3g/l；接触氧化法可达10-20g/l）,7,接触氧化法的缺点：,1）生物膜过厚，易引起填料堵塞。故负荷不易过高，同时要有放堵塞的冲洗措施。2）大量产生后生动物（轮虫等），容易造成生物膜大块脱落，影响出水水质。3）填料及支架等往往导致建设费用增加。,8,生物接触氧化池的运行与管理,1、启动调试：启动调试时须培养生物膜，其方式类似活性污
3、泥的培养，可间歇或连续进水；注意营养平衡(C、N、P)、pH值、抑制物浓度等；应对生物膜的生长情况经常观察，并及时调整运行条件。,9,生物接触氧化池的运行与管理,2、日常运行管理 一般应控制溶解氧浓度为2.53.5mg/l；避免过大的冲击负荷；防止填料堵塞：1）加强前处理，降低进水中的悬浮固体浓度；2)增大曝气强度，以增强接触氧化池内的紊流；3)采取出水回流，以增加水流上升流速，以便冲刷生物膜。,10,接触氧化池的构造,1）池体2）填料：氧化池的关键 直接影响生物接触氧化法的效能。3）布水、布气装置,11,5.生物流化床,以粒径1mm左右的砂、焦炭、活性碳类颗粒材料作为载体，通过脉冲进水措施使
4、污水由下向上流过，使载体呈流动状态，称为“流化”；依靠载体表面附着生长的生物膜使污水净化。,12,生物流化床的构造,主要包括反应器、载体、布水装置、充氧装置和脱膜装置等。1、反应器：一般呈圆柱状；高径比一般采用34:1；若采用内循环三相生物流化床时，升流区截面积与降流区面积之比应在1左右。,13,生物流化床的构造,2、载体主要性能：比重略大于1；表面比较粗糙；对微生物无毒性；不与废水物质反应；价廉易得。常用载体有：砂粒、无烟煤、焦炭、活性炭、陶粒及聚苯乙烯颗粒；生物固体浓度与载体投加量有直接关系。3、布水设备对两相生物流化床，布水均匀十分关键；对三相生物流化床，由于有气体的搅拌，布水设备不十分
5、重要。,14,生物流化床的构造,4、充氧装置5、脱膜装置 一般三相生物流化床不需设置专门的脱膜装置；在两相生物流化床系统中常设的脱膜装置有：振动筛 叶轮脱膜装置 刷式脱膜装置,15,工艺特点：,效率高耐冲击建设费用低,16,效率高：,颗粒细小则比表面积大（2000-3000m2/m3），生物量大（污泥浓度10-40g/L）；据资料报道，普通生活污水16min内去除BOD的93%。,17,耐冲击：,类似生物滤池，生物固定化有利于耐冲击负荷与毒物负荷；,18,建设费用低：,生物膜脱落少，可能省略二沉池；悬浮物浓度大，空气（氧）利用率高；占地少，仅为普通活性污泥法5%左右，投资省。,19,工艺流程：
6、,以纯氧为氧源的流化床以压缩空气为氧源的流化床三相生物流化床,20,21,22,23,a)以纯氧为氧源的流化床,溶解氧：32-40mg/L,24,b)以压缩空气为氧源的流化床,溶解氧：9mg/L，动力消耗大,25,c)三相生物流化床：,三相：空气（氧）液固（带膜载体）需回流载体,26,d)厌氧兼氧生物流化床,城市污水在管道中流动，形成表面复氧（2mg/L），经厌氧兼氧生物流化床处理，可去除部分BOD，之后进行好氧处理，可减少动力消耗和污泥产量。,27,膜生物反应器（MBR）工艺Membrane Biological Reactor,膜生物反应器是由膜分离技术与生物反应器相结合的生化反应系统，即
7、利用分离效果非常好的膜分离系统代替传统好氧生物处理工艺中的二沉池，提高泥水分离效果，可以获得很高的出水水质。,28,膜生物反应器原理,29,膜生物反应器原理,30,膜生物反应器发展,实际上，膜生物反应器最早于上世纪60年代就出现在酶制剂工业中，在水处理工程中的应用开始于70年代初期，到80年代中后期，膜生物反应器在水处理工程中的应用有了很大的进展。,31,膜生物反应器的主要类型,膜生物反应器可以有多种分类方法，简述如下：在膜生物反应器中，所应用的生物反应器可以有不同的类型，如：好氧生物反应器、厌氧生物反应器等；所应用的膜可以有不同的类型，如：超滤膜（UF，0.010.04m）、微滤膜（MF，0
8、.10.2m）、萃取膜（具有选择性）；,32,膜生物反应器的主要类型,膜的材料也可以各不相同，如：陶瓷、醋酸纤维（CA）、聚砜（PS）、聚丙烯晴等；膜的结构也各不相同，如：中空纤维、管式、平板式等；还可以按生物反应器与膜单元的结合方式进行划分，可分为：一体式、分离式、隔离式等三种膜生物反应器。,33,一体式膜生物反应器,34,一体式膜生物反应器特点,膜组件浸没在生物反应器中；出水需要通过负压抽吸经过膜单元后排出；主要优点有：体积小、整体性强、工作压力小、节能、不易堵塞等；主要缺点为：膜的表面流速小、易污染、出水不连续等。,35,分离式膜生物反应器,在分离式膜生物反应器中生物反应器与膜单元相对独
9、立，通过混合液循环泵使得处理水通过膜组件后外排；其中的生物反应器与膜分离装置之间的相互干扰较小。,36,隔离式膜生物反应器,在隔离式膜生物反应器中所采用的膜是选择性萃取膜，它能将废水与生物反应器完全隔离开，具有选择性的萃取膜只容许原废水中的目标污染物透过，并进入生物反应器而被降解，废水中其它对生物具有毒害的物质则不能进入生物反应器，这样可以提高生物反应器的效能；而废水中的有毒有害物质则可以单独通过其它物化的方法进行处理。,37,膜生物反应器的主要特点,与传统生物法相比，膜生物反应器具有以下主要特点：可以使污泥停留时间（SRT）与水力停留时间（HRT）完全分开，在维持较短的HRT 的同时，又可保持极长的SRT；膜截流的高效性可以使繁殖时间长的生物（如硝化菌等）在生物反应器内生长，因此脱氮效果较好；可以维持很高的污泥浓度（MLSS）；,38,膜生物反应器的主要特点,膜分离可使废水中的大分子颗粒状难降解物质在反应器内停留较长的时间，最终得以去除；可溶性大分子化合物也可以被截留下来，不会随出水流出而影响出水水质，最终也可以被降解；膜的高效截留作用可使出水悬浮物浓度极低。,
