生物膜法的主要形式

生物膜法的主要形式生物膜法的主要形式生物膜法的主要形式生物膜法的主要形式編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:一．曝氣生物濾池曝氣生物濾池，簡(jiǎn)稱BAF，是80年代末在歐美發(fā)展起來的一種新型生物膜法污水處理工藝，于90年代初得到較大發(fā)展，最大規(guī)模達(dá)幾十萬噸每天，并發(fā)展為可以脫氮除磷。曝氣生物濾池該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質(zhì))的作用。曝氣生物濾池是集生物氧化和截留懸浮固體一體的新工藝。曝氣生物濾池工藝特點(diǎn)①一次性投資比傳統(tǒng)方法低1/4;②占用面積為常規(guī)工藝的1/10~1/5，運(yùn)行費(fèi)低1/5;③進(jìn)水要求懸浮物50~60mg/L，最好與一級(jí)強(qiáng)化處理相結(jié)合，如采用水解酸化池;④填料多為頁巖陶粒，直徑5mm，層高1.5~2m;⑤水往下、氣往上的逆向流可不設(shè)二沉池。曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比，具有有機(jī)負(fù)荷高、占地面積小(是普通活性污泥法的1/3)、投資少(節(jié)約30%)、不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但它對(duì)進(jìn)水SS要求較嚴(yán)(一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L)，因此對(duì)進(jìn)水需要進(jìn)行預(yù)處理。同時(shí)，它的反沖洗水量、水頭損失都較大。曝氣生物濾池作為集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)，具有容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好:運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用少的特點(diǎn)。應(yīng)用范圍曝氣生物濾池的應(yīng)用范圍較為廣泛，其在水深度處理、微污染源水處理、難降解有機(jī)物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理中都有很好的、甚至不可替代的功能。運(yùn)行要求預(yù)處理為了使曝氣生物濾池能有較長(zhǎng)的運(yùn)行周期,減少反沖次數(shù)降低能耗,運(yùn)用BAF的工藝都需對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理,否則原水中的大量雜質(zhì)和SS將進(jìn)入曝氣濾池,將會(huì)堵塞曝氣、布水系統(tǒng),給系統(tǒng)的運(yùn)行帶來嚴(yán)重的后果。尤其是濾池用于二級(jí)處理時(shí),往往需投加藥劑才能達(dá)到這一要求,藥劑的使用不僅增加了運(yùn)行費(fèi)用,部分藥劑還將降低堿度,進(jìn)而影響硝化,這是運(yùn)用BAF工藝時(shí)需要考慮的問題。除P脫N在生物除P技術(shù)中,將脫N和除P相結(jié)合的系統(tǒng)對(duì)除P不利,因?yàn)槌齈脫N本身是一對(duì)不可調(diào)和的矛盾,如DO太低除P率會(huì)下降,硝化反應(yīng)受到限制,污泥沉降性能差,如DO太高,則由于回流厭氧區(qū)DO增加,反硝化受到限制,同時(shí)NO3-N的濃度高可影響厭氧區(qū)P的釋放。因?yàn)?P的釋放最好為厭氧環(huán)境,如果有NO3-N存在就表明只能為兼氧環(huán)境。從BAF運(yùn)行工藝看，完全用生物除P是很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的。用生物除P就失去了生物濾池高負(fù)荷的特點(diǎn),造成投資過大,因此最好用加FeCl3藥劑的方法除P,而生物濾池由于耐水力沖擊負(fù)荷,可使處理后的水超量回流,并在運(yùn)行中加化學(xué)藥劑,將化學(xué)處理和生物處理同時(shí)應(yīng)用于系統(tǒng)中,達(dá)到除P脫N目的,使化學(xué)藥劑用量相對(duì)減少,從而降低運(yùn)行費(fèi)用。二、生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤工藝是生物膜法污水生物處理技術(shù)的一種，是污水灌溉和土地處理的人工強(qiáng)化，這種處理法使細(xì)菌和菌類的微生物、原生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物在生物轉(zhuǎn)盤填料載體上生長(zhǎng)繁育，形成膜狀生物性污泥---生物膜。生物轉(zhuǎn)盤由水槽和部分浸沒于污水中的旋轉(zhuǎn)盤體組成的生物處理構(gòu)筑物。盤體表面上生長(zhǎng)的微生物膜反復(fù)地接觸槽中污水和空氣中的氧，使污水獲得凈化。污水經(jīng)沉淀池初級(jí)處理后與生物膜接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)，使污水得到凈化。在氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤中，微生物代謝所需的溶解氧通過設(shè)在生物轉(zhuǎn)盤下側(cè)的曝氣管供給。轉(zhuǎn)盤表面覆有空氣罩，從曝氣管中釋放出的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)空氣罩使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤離開污水時(shí)，轉(zhuǎn)盤表面上形成一層薄薄的水層，水層也從空氣中吸收溶解氧。生物轉(zhuǎn)盤工藝是污水灌溉和土地處理的人工強(qiáng)化，這種處理法使細(xì)菌和菌類的微生物、原生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物在生物轉(zhuǎn)盤填料載體上生長(zhǎng)繁育，形成膜狀生物性污泥---生物膜。污水經(jīng)沉淀池初級(jí)處理后與生物膜接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)，使污水得到凈化。在氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤中，微生物代謝所需的溶解氧通過設(shè)在生物轉(zhuǎn)盤下側(cè)的曝氣管供給。轉(zhuǎn)盤表面覆有空氣罩，從曝氣管中釋放出的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)空氣罩使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤離開污水時(shí)，轉(zhuǎn)盤表面上形成一層薄薄的水層，水層也從空氣中吸收溶解氧。生物轉(zhuǎn)盤作為一種好氧處理廢水的生物反應(yīng)器，可以說是隨著塑料的普及而出現(xiàn)的。反應(yīng)器由水槽和一組圓盤構(gòu)成:數(shù)十片、近百片塑料或玻璃鋼圓盤用軸貫串，平放在一個(gè)斷面呈半圓形的條形槽的槽面上。盤徑一般不超過4米,槽徑約大幾厘米，有電動(dòng)機(jī)和減速裝置轉(zhuǎn)動(dòng)盤軸，轉(zhuǎn)速1.5~3轉(zhuǎn)/分左右，決定于盤徑，盤的周邊線速度在15米/分左右。廢水從槽的一端流向另一端，盤軸高出水面，盤面約40%浸在水中，約60%暴露在空氣中。盤軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),盤面交替與廢水和空氣接觸。盤面為微生物生長(zhǎng)形成的膜狀物所覆蓋，生物膜交替地與廢水和空氣充分接觸，不斷地取得污染物和氧氣，凈化廢水。膜和盤面之間因轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生切應(yīng)力，隨著膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜從盤面脫落，隨水流走。生物轉(zhuǎn)盤一般用于水量不大時(shí)。同生物濾池相比，生物轉(zhuǎn)盤法中廢水和生物膜的接觸時(shí)間比較長(zhǎng)，而且有一定的可控性。水槽常分段，轉(zhuǎn)盤常分組，既可防止短流，又有助于負(fù)荷率和出水水質(zhì)的提高，因負(fù)荷率是逐級(jí)下降的。生物轉(zhuǎn)盤如果產(chǎn)生臭味，可以加蓋。生物轉(zhuǎn)盤應(yīng)用實(shí)例廢水生物處理新工藝中一體化廢水處理裝置一體化廢水處理裝置是一種以旋轉(zhuǎn)生物處理單元--生物轉(zhuǎn)盤為核心的高效廢水處理裝置。整個(gè)裝置分為以下幾個(gè)處理單元:1、初沉池

廢水通過提升泵將調(diào)節(jié)池廢水提升至SW裝置內(nèi)，首先進(jìn)入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用淺層沉降原理，使廢水中大部分懸浮物和無機(jī)顆粒物沉降下來，同時(shí)也可夾帶去除一部分有機(jī)物。為了便于隨時(shí)提取某塊斜板以清理所附載的難以滑落的污泥，裝置采用了活動(dòng)斜板。初沉池底部與缺氧區(qū)隔開，避免缺氧池混合液的攪動(dòng)，影響初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽糞車清除。2、缺氧池缺氧池位于生物轉(zhuǎn)盤殼體和外部箱體間的夾層內(nèi)，在此空間內(nèi)，初沉池的來水與經(jīng)水力提升轉(zhuǎn)子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合，并經(jīng)潛水?dāng)嚢铏C(jī)充分混合，完成反硝化過程，硝態(tài)氮在反硝化菌的作用下最終形成氮?dú)猓瑥乃幸莩?，最終達(dá)到脫氮的目的。3、旋轉(zhuǎn)生物處理單元-生物轉(zhuǎn)盤夾層缺氧池經(jīng)脫氮的出水自流至旋轉(zhuǎn)生物處理單元。旋轉(zhuǎn)生物處理單元是裝置的核心部分，采用了獨(dú)特的復(fù)合生化技術(shù)，能在低能耗條件下高效降解污染物。整個(gè)旋轉(zhuǎn)生物處理單元由三級(jí)生物反應(yīng)器組成，每個(gè)生物反應(yīng)器由一個(gè)生物轉(zhuǎn)子和一個(gè)生化槽組成，每個(gè)生物轉(zhuǎn)子內(nèi)部由多級(jí)生物葉輪構(gòu)成，每個(gè)生物葉輪上設(shè)置了大量地螺旋狀的生物葉片。在傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，三個(gè)生物轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，空氣(氧氣)通過生物轉(zhuǎn)子端面的氣水孔進(jìn)入，與廢水混合，經(jīng)氧氣、廢水、微生物三相接觸和傳質(zhì)，實(shí)現(xiàn)含碳有機(jī)物的降解和含氮有機(jī)物的硝化過程。同時(shí)，旋轉(zhuǎn)的生物葉片被廢水沖刷，老化的生物膜脫落，新的生物膜形成，從而達(dá)到生物系統(tǒng)不斷更新的過程。硝化后的廢水經(jīng)水力轉(zhuǎn)子提升至中間分配水槽，分配水槽由堰門控制著去往沉淀池和缺氧池廢水流量。4、二沉池

二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用淺層沉降原理，將旋轉(zhuǎn)生物處理單元的出水中含有大量脫落老化的生物膜沉淀，澄清后的處理出水進(jìn)入下一個(gè)單元。沉淀的污泥一部分通過回流污泥泵進(jìn)入缺氧池，另一部作為剩余污泥有抽糞車定期外運(yùn)。三、生物接觸氧化

由浸沒在污水中的填料和人工曝氣系統(tǒng)構(gòu)成的生物處理工藝。在有氧的條件下，污水與填料表面的生物膜反復(fù)接觸，使污水獲得凈化。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，主要由曝氣鼓風(fēng)機(jī)和專用曝氣器組成,生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，填料壁的微生物會(huì)因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。特點(diǎn)1、由于填料比表面積大，池內(nèi)充氧條件良好，池內(nèi)單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負(fù)荷；2、由于生物接觸氧化池內(nèi)生物固體量多，水流完全混合，故對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力；3、剩余污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便。反應(yīng)機(jī)理生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。其凈化廢水的基本原理與一般生物膜法相同，以生物膜吸附廢水中的有機(jī)物，在有氧的條件下，有機(jī)物由微生物氧化分解，廢水得到凈化。該法中微生物所需氧由鼓風(fēng)曝氣供給，生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，填料壁的微生物會(huì)因缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)，此時(shí)，脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化池內(nèi)的生物膜由菌膠團(tuán)、絲狀菌、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物組成。在活性污泥法中，絲狀菌常常是影響正常生物凈化作用的因素;而在生物接觸氧化池中，絲狀菌在填料空隙間呈立體結(jié)構(gòu)，大大增加了生物相與廢水的接觸表面，同時(shí)因?yàn)榻z狀菌對(duì)多數(shù)有機(jī)物具有較強(qiáng)的氧化能力，對(duì)水質(zhì)負(fù)荷變化有較大的適應(yīng)性，所以是提高凈化能力的有力因素。影響因素填料填料是微生物的載體,填料的選擇決定了反應(yīng)器內(nèi)可供生物膜生長(zhǎng)的比表面積的大小和生物膜量的大小,在一定的水力負(fù)荷和曝氣強(qiáng)度下,又決定了反應(yīng)器內(nèi)傳質(zhì)條件和氧的利用率,從而對(duì)工藝運(yùn)行效果影響很大。性能良好的填料應(yīng)具有以下特點(diǎn):填料上生物膜分布均勻,不產(chǎn)生明顯積泥、不產(chǎn)生凝團(tuán)現(xiàn)象;

空隙率較大,不會(huì)被生物膜堵塞,不易被水中油污粘住而影響處理效果;要求抗壓強(qiáng)度高,有較高的耐鹽、耐腐蝕性;要有盡可能高的比表面積和良好的親水性能,使盡可能多的生物膜附著在填料上;要求充氧動(dòng)力效果好,可降低運(yùn)行費(fèi)用,節(jié)省能源;水流阻力小、對(duì)化學(xué)和生物穩(wěn)定性強(qiáng),不溶出有害物質(zhì)產(chǎn)生二次污染,在填料間能形成均一的流速,且便于運(yùn)輸和安裝。水溫水溫以兩種形式對(duì)生物接觸氧化工藝產(chǎn)生影響:一是影響生物酶的催化反應(yīng)速率,二是影響污染物質(zhì)向微生物細(xì)胞擴(kuò)散的速率。生物接觸氧化中水溫的適宜范圍在10~35℃,水溫過低,生物膜的活性受到抑制,同時(shí)導(dǎo)致反應(yīng)物質(zhì)擴(kuò)散速率的下降,處理效果受到影響。水溫過高,將導(dǎo)致出水

SS

和

BOD

的增加;溫度升高還會(huì)使溶解氧降低,氧的傳質(zhì)速率下降,造成溶解氧不足、污泥缺氧腐化而影響處理效果。因此,對(duì)溫度高的工業(yè)廢水如印染廢水應(yīng)進(jìn)行降溫處理。pH值生物接觸氧化法作為一個(gè)微生物處理過程,pH值是其重要的環(huán)境因素,對(duì)大多數(shù)微生物來說,最適宜的pH值在7左右,對(duì)pH值過高或過低的廢水,應(yīng)考慮調(diào)整pH的預(yù)處理,控制生物接觸氧化池進(jìn)水的pH值在6.5~9.5。Villaverde.S等研究了不同pH值對(duì)生物接觸氧化中硝化過程的