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水处理工程(三):生物膜法

摘要: 1.基本原理生物膜的形成必须具有以下几个前提条件:载体、营养物质、接种微生物。载体物质:在生物滤池中称为滤料;在接触氧化工艺中称为填料;在好氧生物流化床中称为载体。营养物质:即废水中的有机物、N、P以...

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1.基本原理

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生物膜的形成必须具有以下几个前提条件:载体、营养物质、接种微生物。

载体物质:在生物滤池中称为滤料;在接触氧化工艺中称为填料;在好氧生物流化床中称为载体。

营养物质:即废水中的有机物、NP以及其它营养物质。

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。

特征:对水质、水量变动有较强的适应性;能够处理低浓度污水;使BOD 5 =20~30mg 的污水降至5~10mg/l ;剩余污泥量少,污泥沉降性能良好,易于固液分离;易于维护运行、节能。

2.生物滤池

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%~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:按化学工业中的填料塔方式进行设计。

生物滤池构造:池体、滤床、布水设备、排水系统。

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生物滤床中的滤料是生物膜赖以生长的载体:大的表面积,有利于微生物的附着;能使废水以液膜状 均匀分布 于其表面;有足够 大的孔隙率 ,使脱落的生物膜能随水流到池底,同时保证良好的通风;适合于生物膜的形成与粘附 ,且应该既不被微生物分解,又不抑制微生物的生长;有 较好的机械强度 ,不易变形和破碎。

处理生活污水或以生活污水为主体的城市污水时, 水力负荷值可取1~3 m3(m2.d) BOD容积负荷为0.15~0.30kg/(m3*d)

高负荷生物滤池:大幅度地提高了滤池的负荷率,其BOD容积负荷率高于普通生物滤池6~8倍,水力负荷率则高达10倍。通过限制进BOD5值和在运行上采取处理水回流等技术措施而达到的。处理水回流可以产生以下各项效应:均化与稳定进水水质;加大水力负荷,及时的冲刷过厚和老化的生物膜,加速生物膜更新,抑制厌氧层发育,使生物膜经常保持较高的活性;抑制滤池蝇的过度滋长;减轻散发的臭味。


影响生物滤池性能的主要因素:滤床的比表面积和孔隙率、滤池高度、负荷率、回流、供氧。

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3.生物转盘

  生物转盘处理系统中,除核心装置生物转盘外,还包括污水预处理设备和二次沉淀池。由盘片、接触反应槽、转轴及驱动装置所组成。转盘面积的40 %左右 浸没在槽内的污水中,转轴高出槽内水10—25cm

在转盘上附着的生物膜与污水以及空气之间,除有机物(BOD COD) O2外,还进行着其他物质,如CO2 NH3等的传递;生物膜逐渐增厚,在其内部形成厌氧层,并开始老化。老化的生物膜在污水水流与盘面之间产生的剪切力的作用下而剥落,剥落的破碎生物膜在二次沉淀池内被截留,生物膜脱落形成的污泥,密度较高、易于沉淀。

生物转盘主要组成部分:盘片、转动轴、废水处理槽、驱动装置。

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4.生物接触氧化法

生物接触氧化法又称淹没式生物滤池,在反应器内设置填料, 同时向池内进行曝气, 经过充氧的废水与长满生物膜的填料接触,在生物膜的作用下,废水的到净化。

特点:污泥量大,且活性好;具有生物膜特性具有生物膜特性,无回流污泥,不会发生污泥膨胀;效率高,抗冲击负荷能力高,曝气池体积小,占地少。缺点:滤床堵塞和更换,运行费用较高。

构造:池体、填料床、曝气装置、进出水装置等。

5.好氧生物流化床

原理:载体颗粒的流化,是由于上升的水流( 或水流与气流) 所造成的。

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组成床体、载体、布水装置、充氧装置、脱膜装置等。

优点:滤床具有巨大的表面积容积负荷高,抗冲击负荷能力强;微生物活性强;传质效果好。

缺点:设备的磨损较固定床严重,载体颗粒在湍动过程种会被磨损变小。

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6.曝气生物滤池(BAF工艺)

在生物接触氧化工艺的基础上引入饮用水处理中过滤的思想而产生的一种好氧废水处理工艺。

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应用范围: 该技术不仅可用于污水的三级处理和水体富营养化处理,而且广泛的适用于城市污水、小区生活污水、以及各类的工业废水处理。

构成:滤池池体、滤料层、承托层、布水系统、布气系统、反冲洗系统、出水系统、管道和自控系统组成。

优点:占地面积小,基建投资省;出水水质高;氧的传输效率很高,曝气量小,供氧动力消耗低;抗冲击负荷能力强,耐低温。;易挂膜,启动快;曝气生物滤池采用模块化结构,便于后期改建、扩建。

缺点:曝气生物滤池对进水的SS要求较高;采用曝气生物滤池,水头损失较大,水的总提升高度大;在反冲洗操作中,短时间内水力负荷较大,反冲出水直接回流入初沉池会对初沉池造成较大的冲击负荷。


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