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1、第六章水的生化處理設備的選用與維護第二節(jié)污水的好氧生物處理——生物膜法學習要求1、了解生物膜法的機理，處理工藝特征。2、掌握各種生物膜法處理設備的結構、特點，處理工藝流程。學習內容1、生物膜法概述2、生物濾池3、生物轉盤4、生物接觸氧化5、生物流化床一、生物膜法概述生物膜法和活性污泥法一樣，都是利用微生物來去除廢水中有機物的方法，兩者是平行發(fā)展起來的污水好氧處理工藝。生物膜法和活性污泥法的區(qū)別活性污泥法中的微生物在曝氣池內以活性污泥的形式呈懸浮狀態(tài)，屬于懸浮生長系統(tǒng)；生物膜法中的微生物附著生長在填料或載體上，形

2、成膜狀的活性污泥，屬于附著生長系統(tǒng)或固定膜工藝。生物膜法是土壤自凈的人工強化。最早人們利用污水澆灌農田，發(fā)現了土壤滲濾作用對污水中有機物有凈化作用?；钚晕勰喾ㄊ撬w自凈的人工強化。生物膜法的實質是使細菌和菌類一類的微生物和原生動物、后生動物一類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁育，并在其上形成膜狀生物污泥——生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機污染物作為營養(yǎng)物質，為生物膜上的微生物所攝取，微生物自身得到繁衍增殖，同時污水得到凈化。凈化機理概述1、生物膜的形成及其凈化過程生物膜法處理污水就是使污水與生物膜接

3、觸，進行固、液相的物質交換，利用膜內微生物對有機物進行降解，使污水得到凈化，同時生物膜內的微生物不斷生長與繁殖。因此，生物膜廢水處理技術的關鍵是形成性能良好的生物膜，而生物膜的形成及其生長是實現廢水有效處理的前提。當廢水中含有足夠數量的有機營養(yǎng)物、微量元素及溶解氧時，微生物在作為載體的填料表面生長繁殖。微生物可以在其自身通過代謝途徑產生的膠質粘膜內活動，使微生物的數量不斷增長，并使其從載體表面向外伸展。好氧層的形成由于微生物的不斷繁殖增長，生物膜的厚度不斷增加，當膜厚增到一定程度后，在氧不能透入的膜內側深部即轉

4、變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)。厭氧層的形成由好氧微生物和兼性微生物組成，由于吸收營養(yǎng)和溶解氧比較容易，微生物生長繁殖迅速，其厚度一般為2mm左右。好氧層的特征內部和載體接觸的部分，由于營養(yǎng)物質和溶解氧的不足，微生物的生長繁殖受到限制，好氧微生物難以存活，兼性微生物轉為厭氧代謝方式，而某些厭氧微生物卻恢復了活性，厭氧層在生物膜達到一定厚度時才出現。厭氧層的特征液相中懸浮微生物微生物向載體表面運送固定微生物增長、形成生物膜不可逆附著可逆附著生物膜的再生厭氧膜的加厚：①厭氧的代謝產物增多，導致厭氧膜與好氧膜之間的平衡被破壞；②氣態(tài)不

5、斷逸出，減弱了生物膜在填料上的附著能力；③成為老化生物膜，其凈化功能較差，且易于脫落。生物膜的更新：①老化膜脫落，新生生物膜又會生長起來；②新生生物膜的凈化功能較強。產物的生物膜法的運行原則：①減緩生物膜的老化進程；②控制厭氧膜的厚度；③加快好氧膜的更新；④盡量控制使生物膜不集中脫落。生物膜成熟的標志生物膜沿水流方向分布，在其上由細菌及各種微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)及其對有機物的降解功能都達到了平衡和穩(wěn)定的狀態(tài)。從開始形成到成熟，生物膜要經歷潛伏和生長兩個階段，一般的城市污水，在20℃左右的條件下大致需要30d的時間

6、。2、生物膜的載體為生物膜提供附著生長固定表面的材料稱為填料（或載體），在生物膜法的發(fā)展和性能特征方面填料有著重要的影響。生產中最早采用的生物膜法構筑物是以碎石為填料的滴濾池。碎石能夠為微生物附著生長的表面積小，因而滴濾池的負荷不可能很大，使其占地面積較大，加之廢水以噴灑方式在滴濾池表面布水，衛(wèi)生狀況也不好。所以生物膜法一直未被重視。由于塑料工業(yè)的發(fā)展以及塑料填料引入生物膜處理系統(tǒng)，有力地推動了生物膜法的進一步發(fā)展。廢水生物處理中所使用的載體材料有無機和有機兩大類無機類載體無機類載體主要有沙子、碳酸鹽類、各種玻

7、璃材料、沸石類、陶瓷類、碳纖維、礦渣、活性炭等。無機類載體普遍具有機械強度高，化學性質相對穩(wěn)定的特點，可提供較大的比表面積。主要不足是密度較大，使其在懸浮生物膜反應器中的應用受到限制。有機類載體有機類載體是生物膜法中使用的主要載體材料。主要有PVC、PE、PS、PP、各類樹脂、塑料、纖維以及明膠等，其中有機高分子類載體適用于懸浮狀態(tài)完全混合反應器工藝（生物流化床、曝氣生物濾池等）的微生物固定化，而塑料類載體多適用于固定床（普通生物濾池）或混合型（如流化床）工藝。選擇生物膜載體的基本原則足夠的機械強度，以抵抗強烈

8、的水流剪切力的作用；優(yōu)良的穩(wěn)定性，主要包括生物穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和熱力學穩(wěn)定性；親疏水性及良好的表面帶電特性，通常廢水pH在7左右時，微生物表面帶負電荷，而載體為帶正電荷的材料時，有利于生物體與載體之間的結合程度；無毒性或抑制性；優(yōu)越的物理性狀，如載體的形態(tài)、相對密度、孔隙率和比表面積等；就地取材、價格合理。BiofilmonroughsurfaceBiofilmonsmoothsur