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1、水质工程学生物膜法第1页，共13页，编辑于2022年，星期日生物膜法生物膜法生物膜及其形成过程生物膜及其形成过程生物膜的构造及其净化机理生物膜的构造及其净化机理生物膜法的基本流程生物膜法的基本流程生物膜反应器生物膜反应器生物膜法的特征与发展趋势生物膜法的特征与发展趋势第2页，共13页，编辑于2022年，星期日1.生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、膜）进行有机污
2、水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。其附着的固体介质称为滤料或载体。其附着的固体介质称为滤料或载体。其附着的固体介质称为滤料或载体。2.形成过程形成过程a)a)液相中的悬浮微生物移动到载体表面液相中的悬浮微生物移动到载体表面液
3、相中的悬浮微生物移动到载体表面液相中的悬浮微生物移动到载体表面b)b)微生物细胞附着在载体表面微生物细胞附着在载体表面微生物细胞附着在载体表面微生物细胞附着在载体表面c)c)附着的微生物细胞摄取并消耗水中底物与营养物质，进行附着的微生物细胞摄取并消耗水中底物与营养物质，进行附着的微生物细胞摄取并消耗水中底物与营养物质，进行附着的微生物细胞摄取并消耗水中底物与营养物质，进行新陈代谢时便使得生物膜形成积累新陈代谢时便使得生物膜形成积累新陈代谢时便使得生物膜形成积累新陈代谢时便使得生物膜形成积累 d)d)代谢产物进入水中，或者细胞在增殖时也可向水中释放出代谢产物进入水中，或者细胞在增殖时也可向水中释
4、放出代谢产物进入水中，或者细胞在增殖时也可向水中释放出代谢产物进入水中，或者细胞在增殖时也可向水中释放出代谢产物。代谢产物。代谢产物。代谢产物。生物膜及其形成过程生物膜及其形成过程生物膜及其形成过程生物膜及其形成过程第3页，共13页，编辑于2022年，星期日生物膜自滤料向外可分为庆气层、生物膜自滤料向外可分为庆气层、生物膜自滤料向外可分为庆气层、生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。好气层、附着水层、运动水层。好气层、附着水层、运动水层。好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首生物膜法的原理是，生物膜首生物膜法的原理是，生物膜首生物膜法的原理是，生物膜首先吸附
5、附着水层有机物，由好先吸附附着水层有机物，由好先吸附附着水层有机物，由好先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进气层的好气菌将其分解，再进气层的好气菌将其分解，再进气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动入厌气层进行厌气分解，流动入厌气层进行厌气分解，流动入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以水层则将老化的生物膜冲掉以水层则将老化的生物膜冲掉以水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以生长新的生物膜，如此往复以生长新的生物膜，如此往复以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。达到净化污水的目的。达到净化污水的目的。达到净化污水的目的。生物膜
6、的构造及净化机理生物膜的构造及净化机理第4页，共13页，编辑于2022年，星期日 生物膜法工艺的基本流程是废水经初次沉淀池后进入生物膜反应器、废水在生物膜反应器中经需生物膜法工艺的基本流程是废水经初次沉淀池后进入生物膜反应器、废水在生物膜反应器中经需生物膜法工艺的基本流程是废水经初次沉淀池后进入生物膜反应器、废水在生物膜反应器中经需生物膜法工艺的基本流程是废水经初次沉淀池后进入生物膜反应器、废水在生物膜反应器中经需氧生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。氧生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。氧生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。氧生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水
7、。生物膜的基本流程生物膜的基本流程生物膜法的基本流程如图所示生物膜法的基本流程如图所示第5页，共13页，编辑于2022年，星期日生物膜反应器的类型：生物膜反应器的类型：生物膜反应器的类型：生物膜反应器的类型：1 1）生物滤池生物滤池生物滤池生物滤池生物滤池一般是长方形或圆形，池内填有滤料，滤料层上为布水装置，滤料层下为排水系统。生物滤池一般是长方形或圆形，池内填有滤料，滤料层上为布水装置，滤料层下为排水系统。生物滤池一般是长方形或圆形，池内填有滤料，滤料层上为布水装置，滤料层下为排水系统。生物滤池一般是长方形或圆形，池内填有滤料，滤料层上为布水装置，滤料层下为排水系统。废水通过布水装置均匀洒到
8、生物滤池表面，呈涓滴状流下，一部分废水呈薄膜状被吸附于滤废水通过布水装置均匀洒到生物滤池表面，呈涓滴状流下，一部分废水呈薄膜状被吸附于滤废水通过布水装置均匀洒到生物滤池表面，呈涓滴状流下，一部分废水呈薄膜状被吸附于滤废水通过布水装置均匀洒到生物滤池表面，呈涓滴状流下，一部分废水呈薄膜状被吸附于滤料周围，成为附着水层；另一部分则呈薄膜流动状流过滤料，并从上层滤料向下层滤料逐层料周围，成为附着水层；另一部分则呈薄膜流动状流过滤料，并从上层滤料向下层滤料逐层料周围，成为附着水层；另一部分则呈薄膜流动状流过滤料，并从上层滤料向下层滤料逐层料周围，成为附着水层；另一部分则呈薄膜流动状流过滤料，并从上层滤
9、料向下层滤料逐层滴流，最后通过排水系统排出池外。滴流，最后通过排水系统排出池外。滴流，最后通过排水系统排出池外。滴流，最后通过排水系统排出池外。2 2）生物转盘生物转盘生物转盘生物转盘生物转盘能处理高浓度废水生物转盘能处理高浓度废水生物转盘能处理高浓度废水生物转盘能处理高浓度废水,而不会发生堵塞现象。构造与生物转盘类似的还而不会发生堵塞现象。构造与生物转盘类似的还而不会发生堵塞现象。构造与生物转盘类似的还而不会发生堵塞现象。构造与生物转盘类似的还有生物转筒。主体装置是由固定在一横轴上的若干圆筒组成，圆筒中装填料，有生物转筒。主体装置是由固定在一横轴上的若干圆筒组成，圆筒中装填料，有生物转筒。主
10、体装置是由固定在一横轴上的若干圆筒组成，圆筒中装填料，有生物转筒。主体装置是由固定在一横轴上的若干圆筒组成，圆筒中装填料，生物膜生长在填料表面。生物膜生长在填料表面。生物膜生长在填料表面。生物膜生长在填料表面。3 3）生物接触氧化法生物接触氧化法生物接触氧化法生物接触氧化法生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池生物接触氧化池生物接触氧化池生物接触氧化池内内内内装填一定数量的填料，利
11、用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作通过生物氧化作通过生物氧化作通过生物氧化作用用用用,将废水中的有机物氧化分解将废水中的有机物氧化分解将废水中的有机物氧化分解将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。达到净化目的。达到净化目的。达到净化目的。生物膜反应器生物膜反应器生物膜反应器：凡是在污水生物处理的工艺中引入微生物附着生，长载体的反应器均定义为生生物膜反应器：凡是在污水生物处理的工艺中引入微生物附着
12、生，长载体的反应器均定义为生物膜反应器。物膜反应器。第6页，共13页，编辑于2022年，星期日4 4）生物流化床生物流化床生物流化床生物流化床 定义：生物流化床是指为提高定义：生物流化床是指为提高定义：生物流化床是指为提高定义：生物流化床是指为提高生物膜法生物膜法生物膜法生物膜法的处理效率，以砂（或无烟煤、活性炭等）作的处理效率，以砂（或无烟煤、活性炭等）作的处理效率，以砂（或无烟煤、活性炭等）作的处理效率，以砂（或无烟煤、活性炭等）作填料填料填料填料并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单
13、位时间加大生并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生并作为生物膜载体，废水自下向上流过砂床使载体层呈流动状态，从而在单位时间加大生物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。物膜同废水的接触面积和充分供氧，并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的构筑物。5 5）微孔膜生物反应器微孔膜生物反应器微孔膜生物反应器微孔膜生物反应器采用了特制的微孔膜使待处理污染物质与微生
14、物分开，通过逆向扩散进行传质，并通过微生物采用了特制的微孔膜使待处理污染物质与微生物分开，通过逆向扩散进行传质，并通过微生物采用了特制的微孔膜使待处理污染物质与微生物分开，通过逆向扩散进行传质，并通过微生物采用了特制的微孔膜使待处理污染物质与微生物分开，通过逆向扩散进行传质，并通过微生物氧化作用去除污水中的有机污染物。该工艺主要用于处理含毒性或挥发性有机污染物为主的工氧化作用去除污水中的有机污染物。该工艺主要用于处理含毒性或挥发性有机污染物为主的工氧化作用去除污水中的有机污染物。该工艺主要用于处理含毒性或挥发性有机污染物为主的工氧化作用去除污水中的有机污染物。该工艺主要用于处理含毒性或挥发性有
15、机污染物为主的工业废水。业废水。业废水。业废水。6 6）移动床生物膜反应器移动床生物膜反应器移动床生物膜反应器移动床生物膜反应器移动床生物膜反应器是一种新型的生物膜反应器。微生物附着在悬浮的填料上移动床生物膜反应器是一种新型的生物膜反应器。微生物附着在悬浮的填料上移动床生物膜反应器是一种新型的生物膜反应器。微生物附着在悬浮的填料上移动床生物膜反应器是一种新型的生物膜反应器。微生物附着在悬浮的填料上,填料在反填料在反填料在反填料在反应器内随着混合液循环流动应器内随着混合液循环流动应器内随着混合液循环流动应器内随着混合液循环流动,反应器内气、水、填料三者充分接触反应器内气、水、填料三者充分接触反应
16、器内气、水、填料三者充分接触反应器内气、水、填料三者充分接触,极大提高了氧的利用率极大提高了氧的利用率极大提高了氧的利用率极大提高了氧的利用率和水中有机污染物的传质效率等和水中有机污染物的传质效率等和水中有机污染物的传质效率等和水中有机污染物的传质效率等,并能使老化的生物膜易从填料表面脱落并能使老化的生物膜易从填料表面脱落并能使老化的生物膜易从填料表面脱落并能使老化的生物膜易从填料表面脱落,保持膜活性。移保持膜活性。移保持膜活性。移保持膜活性。移动床生物膜反应器不需要反冲洗动床生物膜反应器不需要反冲洗动床生物膜反应器不需要反冲洗动床生物膜反应器不需要反冲洗,通过反应器的水头损失亦不大通过反应器
17、的水头损失亦不大通过反应器的水头损失亦不大通过反应器的水头损失亦不大,抗冲击负荷强抗冲击负荷强抗冲击负荷强抗冲击负荷强,出水水质出水水质出水水质出水水质稳定稳定稳定稳定,是一种有效的印染废水处理方法。是一种有效的印染废水处理方法。是一种有效的印染废水处理方法。是一种有效的印染废水处理方法。7 7）复合式、联合式生物膜反应器复合式、联合式生物膜反应器复合式、联合式生物膜反应器复合式、联合式生物膜反应器他们将各种处理技术的优点组合在一起，取长补短，使反应器的净化功能得到极大的提高。他们将各种处理技术的优点组合在一起，取长补短，使反应器的净化功能得到极大的提高。他们将各种处理技术的优点组合在一起，取
18、长补短，使反应器的净化功能得到极大的提高。他们将各种处理技术的优点组合在一起，取长补短，使反应器的净化功能得到极大的提高。第7页，共13页，编辑于2022年，星期日生物滤池生物滤池第8页，共13页，编辑于2022年，星期日生物转盘生物转盘第9页，共13页，编辑于2022年，星期日生物接触氧化池生物接触氧化池第10页，共13页，编辑于2022年，星期日生物流化床生物流化床第11页，共13页，编辑于2022年，星期日 生物膜法的特征与发展趋势生物膜法的特征与发展趋势 1）生物膜法的微生物相的特征）生物膜法的微生物相的特征（1）参与净化反应的微生物的多样化（2）微生物量多，处理能力大，净化功能显著提
19、高（3）在每层都自然形成自己独特的优势微生物（4）生物的食物链长（5）能够生长硝化菌 2）工艺方面的特征工艺方面的特征（1）对水质水量变动有较强适应性；（2）污泥沉降性能好，宜于固液分离；（3）能处理低浓度污水；（4）易于维护管理、节能。1.生物膜法的特征生物膜法的特征第12页，共13页，编辑于2022年，星期日 2.生物膜法的发展趋势生物膜法的发展趋势随着对生物膜技术有关特征的认识和基础理论研究的逐步加深，生物膜反应器的研究将更趋向于进一步探讨微生物在载体表面的固定机理与技术，生物膜载体的开发与改良，生物膜微生物的增长及底物去除动力学和生物膜微生物的能量代谢，开发工程实际中普遍适用的微生物固定技术，优化生物膜结构及各种反应器工艺系统，进一步使各种膜反应器系统的净化功能更为广谱与高效，朝着节能和自动化控制方向发展。第13页，共13页，编辑于2022年，星期日