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1、生物膜法概述第1页，共11页，编辑于2022年，星期一5.1.1生物膜的结构一生物膜的形成 生物膜的形成（挂膜）：含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。生物膜的成熟标志：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。对于城市污水，在20C条件下，生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天左右。第2页，共11页，编辑于2022年，星期一二、生物膜的结构及性质1.结构：生物膜的生物膜的生物生物组成成：细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫组成。第
2、3页，共11页，编辑于2022年，星期一结构 生物膜形成后，随着微生物的不断繁殖增长，生生物膜形成后，随着微生物的不断繁殖增长，生物膜的厚度不断增加，使生物膜的结构发生变化物膜的厚度不断增加，使生物膜的结构发生变化,形成形成好氧层和厌氧层。好氧层和厌氧层。(1)(1)好氧层：膜的表面和废水接触，吸取营养和溶解氧容易，好氧层：膜的表面和废水接触，吸取营养和溶解氧容易，微生物生长繁殖迅速，形成了由好氧和兼性微生物组成微生物生长繁殖迅速，形成了由好氧和兼性微生物组成的好氧层（的好氧层（2mm2mm左右）。有机物降解主要在好氧层进左右）。有机物降解主要在好氧层进行。行。（2 2）厌氧层：在好氧层内部，
3、营养和溶解氧的供应条件）厌氧层：在好氧层内部，营养和溶解氧的供应条件差，为厌氧代谢方式，厌氧层。厌氧层是在生物膜达到差，为厌氧代谢方式，厌氧层。厌氧层是在生物膜达到一定厚度时才出现的，随着生物膜的增厚和外伸，厌氧一定厚度时才出现的，随着生物膜的增厚和外伸，厌氧层也随着变厚。层也随着变厚。第4页，共11页，编辑于2022年，星期一生物膜中的物质转移（1 1）氧：空气中的氧）氧：空气中的氧废水废水附着水层附着水层生物膜。随着生物膜的生物膜。随着生物膜的厚度的增大，废水中的氧将被表层的生物膜所耗尽，致使其深层厚度的增大，废水中的氧将被表层的生物膜所耗尽，致使其深层因氧不足，形成厌氧层。因氧不足，形成
4、厌氧层。（2 2）有机物：进入池内的废水沿膜面流动时，由于浓度差的）有机物：进入池内的废水沿膜面流动时，由于浓度差的作用，有机物会从废水中转移到作用，有机物会从废水中转移到附着水层附着水层中去，进而被生中去，进而被生物膜所吸附。物膜所吸附。微生物对有机物进行氧化分解和同化合成，产生的二氧化微生物对有机物进行氧化分解和同化合成，产生的二氧化碳和其它代谢产物一部分溶入附着水层，一部分吸附到空气中碳和其它代谢产物一部分溶入附着水层，一部分吸附到空气中去，如此循环往复，使废水中的有机物不断减少，从而得到净去，如此循环往复，使废水中的有机物不断减少，从而得到净化。化。第5页，共11页，编辑于2022年，
5、星期一生物膜性质1.高度亲水，存在着附着水层；2.微生物高度密集：生长繁殖着各种细菌以及微型动物，并形成有机污染物细菌原生动物(后生动物)的食物链。生生生生物膜的生物物膜的生物物膜的生物物膜的生物组组成成成成：细细菌、真菌、藻菌、真菌、藻类类、原生、原生动动物、后生物、后生动动物以及一些肉眼可物以及一些肉眼可见见的蠕虫、昆虫的幼虫的蠕虫、昆虫的幼虫组组成。成。第6页，共11页，编辑于2022年，星期一三生物膜的更新与脱落（1 1）厌氧膜的出现：）厌氧膜的出现：）厌氧膜的出现：）厌氧膜的出现：生物膜厚度不断增加，氧气不能生物膜厚度不断增加，氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态；透入的内部深处将
6、转变为厌氧状态；成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成；成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成；好好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm2mm。（2 2）厌氧膜的加厚：）厌氧膜的加厚：厌氧的代谢产物增多，导致厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破厌氧的代谢产物增多，导致厌氧膜与好氧膜之间的平衡被破坏；坏；气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力；能力；老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。生物膜的更新：生物膜的更新：老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来；老化膜脱落
7、，新生生物膜又会生长起来；新生生物膜的净化功能较强。新生生物膜的净化功能较强。第7页，共11页，编辑于2022年，星期一生物膜法主要特征1 1。微生物相方面的特征。微生物相方面的特征（1 1）微生物种类多样化：）微生物种类多样化：生物膜具有适于微生物生长的安静稳定环境；生物膜具有适于微生物生长的安静稳定环境；SRTSRT相对较长，能够生长硝化细菌；丝状菌也可以大相对较长，能够生长硝化细菌；丝状菌也可以大量生长，无污泥膨胀之虞；量生长，无污泥膨胀之虞；线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高；线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高；藻类、甚至昆虫类也会出现；藻类、甚至昆虫类也会出现；生物膜上的生物
8、：类型广泛、种属繁多、食物链长且生物膜上的生物：类型广泛、种属繁多、食物链长且复杂。（见表复杂。（见表5-15-1）第8页，共11页，编辑于2022年，星期一微生物种类活性污泥生物膜法微生物种类活性污泥法生物膜法细菌+轮虫+真菌+线虫+藻类-+寡毛虫-+鞭毛虫+其它后生动物-+肉足虫+昆虫类-+纤毛虫+表表表表5-1 5-1 5-1 5-1 生物膜和活性污泥上出现的微生物在类型、种属和数量的比较生物膜和活性污泥上出现的微生物在类型、种属和数量的比较生物膜和活性污泥上出现的微生物在类型、种属和数量的比较生物膜和活性污泥上出现的微生物在类型、种属和数量的比较第9页，共11页，编辑于2022年，星期
9、一（2 2 2 2）生物的食物链长）生物的食物链长）生物的食物链长）生物的食物链长（3 3 3 3）能够存活世代时间较长的微生物，具有一定的硝）能够存活世代时间较长的微生物，具有一定的硝）能够存活世代时间较长的微生物，具有一定的硝）能够存活世代时间较长的微生物，具有一定的硝化功能，运行得当具有反硝化脱氮功能。化功能，运行得当具有反硝化脱氮功能。化功能，运行得当具有反硝化脱氮功能。化功能，运行得当具有反硝化脱氮功能。分段运行与优占种属明显分段运行与优占种属明显分段运行与优占种属明显分段运行与优占种属明显第10页，共11页，编辑于2022年，星期一2.2.生物膜法工艺特征生物膜法工艺特征(1)对水质、水量变动有较强的适应性（2）污泥的沉降性能良好，易于固液分离 脱落的生物膜，比重较大，颗粒较大。脱落的生物膜，比重较大，颗粒较大。（3）能够处理低浓度的污水 可将污水可将污水BOD20-30mg/LBOD20-30mg/L处理到处理到5-10mg/L.5-10mg/L.(4)污泥产量低。一般生物膜法产生的污泥量只有活性污泥法的1/4。（5）易于维护、运行。第11页，共11页，编辑于2022年，星期一