（生物科技行业）第章生物膜法
第8章生物膜法
8.1生物膜的基本概念
生物膜法是属于好气生物处理方法。
生物膜是依靠附着于固体表面滤料的介质上而生长繁殖的微生物净化有机物的好氧处理方法，具有以下特点：（1）附着于固体介质表面上的微生物对水量，水质的变化有较强的适应性。
（2）固体介质有利于微生物形成稳定的生态体系，栖息微生物的种类较多，处理效
率高。
（3）降解产物污泥量少。
（4）管理方便。
缺点：
（1）滤料表面积小，BOD容积负荷小。
（2）附着于固体表面的微生物量较难控制，操作伸缩性差。
（3）靠自然通风供氧，不如活性污泥供氧充足，容易产生厌氧。
生物膜法有三种形式：
（1）润湿型生物滤池、生物滤塔、生物转盘
（2）浸没型接触氧化、滤料浸没在滤池中
（3）流动床型生物活性炭、砂粒介质悬浮流动于池内
8.2基本原理
借助于挂膜介质，当有机废水流过介质表面时，微生物在其表面生长繁殖，形成生物膜。
膜的表面溶有较多的溶解氧，形成好氧层，膜的内层溶解氧较少，易形成厌氧层，整个膜处于增长、脱落和更新的生态系统。微生物的生长代谢将污水中的有机物作营养，从而使污染物得到降解。正常生物膜厚2～3mm。
8.3生物滤池
生物滤池由滤料、池壁、池底排水系统、上部布水系统组成。
8.3.1构造
1、滤料的要求
（1）比表面要大（2）孔率高（3）质材强度高（4）稳定（5）价廉
2、池壁的功能
构筑物主体，起支撑作用。
3、池底通风系统、排泥系统、支承渗水结构
4、布水系统旋转布水器
8.3.2负荷
1、水力负荷
单位面积滤池或单位体积滤料每天所能处理的废水量，一般由洒水强度和BOD负荷确定。水力表面负荷
水力体积负荷
2、BOD负荷
单位时间供给单位体积滤料的BOD量
城市污水极限值
分低负荷（0.15～0.3）和高负荷（0.8～1.2）生物滤池
3、责物负荷
单位滤料每天所能承受毒物的量
生物滤池的净化效率
So——原水浓度Se——二次沉淀池出水浓度
以上1、2、3可作为综合衡量生物滤池工作性能的三个重要指标，它们之间的关系：
8.3.3生物滤池的类型及运行系统
1、生物滤池的类型
（1）普通生物滤池水力负荷；BOD负荷
（2）高负荷生物滤池水力负荷；BOD负荷
（3）超负荷生物滤池塔式生物滤池
2、生物滤池的运行系统
（1）单级直流系统适用于低负荷
8.3.4回流
优点：
（1）增大水力负荷，促进生物膜的更新代谢。形成良性循环的生态系统；（2）废水得到稀释，降低基质浓度，防止堵塞；
（3）有利于连续接种促进生物膜生长；
（4）提高DO，防止滤池滋生蚊蝇；
（5）水量大可使用旋转布水器。
缺点：
（1）缩短废水在池中停留时间；
（2）洒水量增大，降低生物膜吸附有机物的速度；（3）回流水中积累难降解物质；
（4）降低水温。
回流物料衡算（单级回流比r）
So——入流废水浓度，Se——出流废水浓度Q——废水量，rQ——回流量，——混合水BOD浓度根据城市污水处理运行经验，，代入物料平衡式可得：若去除率为90%，则，
所以，即回流比为3.5。
高负荷回流比参见P132，表8-2
高负荷与低负荷生物滤池的比较：
BOD负荷高的滤池，有机物氧化分解程度低，因为高负荷有机物浓度高而氧化不充分，污泥量多而不稳定，出水DO低，没有或很少硝酸盐存在，因为有机物中的蛋白质只能转化至，未来得及转化成硝酸盐。
BOD负荷低的生物滤池，有机物浓度低，氧化分解程度高，污泥量少而稳定，出水中有较高的DO，滤池中硝化菌得到繁殖，被转化成。
8.3.5耗氧与供氧
1、生物膜量
普通生物滤池的生物膜污泥量为4.5～7；高负荷生物滤池的生物膜污泥量为3.3～6.5。
好氧层的厚度2mm，2mm以上为厌氧层。
2、生物膜的耗氧量（）
（A）
--每滤料每天去除的量（）
--表示每kgBOD完全降解所需的氧量，城市污水＝1.46左右
--单位重量活性物膜的自身氧化需氧量系数，其值为0.18kg/kg·pf·d
--单位体积滤料上的活性生物膜量（）
3、生物滤池的供氧量
普通生物滤池是靠自然通风方式供氧，曝气生物滤池（接触氧化）才是采取曝气方式供氧。滤池的空气阻力愈小通气量也愈大。池内温度＞池外温度，池内气流由下朝上
池内温度＜池外温度，池内气流由上朝下
空气流动速度u＝0.075△T－0.15（m/min）
△T--温度差
（B）需氧量的估算
氧化1kg耗氧1kg，需氧量与空气相关，需气量计算式：So--进水浓度（mg/L）
Se--二沉池出水浓度（mg/L）
r--的容重，在标准大气压下为1.429g/L
--生物滤池的氧利用率（生活污水5～8%，即＝0.05～0.08）209.9--空气中含氧率（20.99%）
例：普通生物滤池的水力面积负荷，进水BOD浓度So＝220mg/L，二沉池出水BOD浓度Se＝20mg/L，滤池氧的利用率＝7%，设滤池直径为10m，深度为2m，求所需要的空气量？
解：（A）按生物滤池耗氧量公式计算
由
（1）由已知条件求出
水力体积负荷
∴
（2）求
单位体积滤料上的活性生物膜量（）生物膜量需采样测定，测得滤料表层生物膜量3.2（滤料）；深层生物膜量0.8。
∴（滤料）
（3）由耗氧量公式求得：
（4）求得供氧量
（5）若运行时温度为10℃，查得在此温度下每空气的重量为1.25（空气）,则每空气中的重量。
所需空气量为
（B）按氧化1kg耗氧1kg估算
（1）10℃时每的重量
标准状态下每立方米纯氧的质量1.429kg,气体的体积与质量的关系受温度影响，10℃时每立方米氧的重量为（r－10℃时氧的容重）
（2）由求供给每立方米废水的空气量：
（3）供给滤池单位体积滤料的空气量（水力体积负荷为）
（C）讨论：
（1）两种计算方法相比较可知，用方法（B）估算的所需供气量比（A）要小得多，原因是（B）的计算方法未考虑生物滤池消化阶段及污泥分解所消耗的氧量。
（2）由于普通生物滤池是靠自然通风供氧，而供氧的动力是对池的结构设计，借助于池内外的温度差（△T），而温度是决定空气流速的关键，由经验公式：
u＝0.075△T－0.15(m/min)，若池内外温差△T＝4℃，则
u＝0.075×4－0.15＝0.15(m/min)
即每平方米滤池每天通入的空气量为。
（3）经验数据，通过每立方米滤料的空气量为每平方米滤池空气量的一半，即。说明无论用哪一种方法计算的需氧量，用自然通风，只要池结构设计合理，当池内外温差△T＞4℃时，都能满足要求。
8.3.6处理效率
处理效率E由进出水的BOD值So和Se的关系式计算而得，根据有机物生物降解动力学的原理，生物降解有机物各时刻的反应速度与有机物浓度（S）成正比：
生物滤池中微生物生长与温度有关，温度（T）℃对生物滤池降解率常数K的影响（Howland）:
对生活污水，20℃时，。
8.4塔式生物滤池
8.4.1构造
塔式生物滤池是以加大滤层高度来提高处理能力的一种生物膜法,具有如下特点:
（1）塔身高8～24m，占地小，构造主要部分包括塔体，滤料、布水设备、通风装置、回流及排水系统。
（2）滤料一般选用环氧玻璃布料制成的蜂窝结构（或尼龙花瓣型软性滤料），其单位体积表面可达80～220。可排列组合成多层结构，这种蜂窝结构，空气畅通，可按气水比100～150：1的要求选择风机。
（3）是属于高负荷生物滤池，水力负荷高达80～200；有机负荷可达2000～3000g；（普通滤池0.8～1.2kg）。
（4）高的落差，使用旋转布水器，废水淋洗的冲力使老化的生物膜脱落更新快。（5）塔的高度使塔内生长不同种的微生物群。
运行参数P137表8-4
缺点：
（1）废水在塔内停留时间短，降解效率低。
（2）供氧不如曝气池充足，易产生厌氧。
8.4.2设计
实例：塔高H＝24m塔径D＝3.5m
处理水量Q＝25/h（600/d）
水在塔内停留时间t＝18min
滤料：聚氯乙烯或环氧树脂玻璃布板制成的蜂窝结构。
1.滤料的体积
N容积负荷，其值按
P138图8-10确定
2.
3.径高比：D∶H＝1∶6～1∶8
4.气水比：气∶水＝100～150∶1
8.5生物转盘
生物转盘是一种润壁型旋转式处理设备，借助于旋转浸入污水中的多组叶片形成生物膜，将废水有机污染物降解处理的过程。
8.5.1构造
包括转动、传动、固定三大部分。
8.5.2工作过程
盘面浸入废水中时，盘上的生物膜便对废水中的有机物进行吸附，当其露出水面时，空气中的氧就溶入盘界面的水层中。
盘上生物膜也经历生长、增厚、老化、脱落的过程，脱落原因是水对盘面的剪切作用，脱落的生物膜转入污泥进入二沉池中。
8.5.3处理特点
1、转盘上微生物量大，达，折算成活性污泥混合液浓度为10000～20000
mg/L。
2、BOD负荷高达10～20，容积负荷1.5～3.0，高出活
性污泥1倍多。
3、由于微生物浓度高，F/M值低≈0.02～0.5左右，微生物基本处于内源呼吸，形成
污泥量少。
4、耐冲击负荷适应力强，pH＝4.8～9.5，温度13～23℃。
5、工作可靠，不易堵塞，污泥不易膨胀，氧利用率高。
缺点：
1、适于处理水量小的废水，占地大。
2、传动、转动、盘片损耗大，检修困难。
3、卫生条件差，易产生厌氧。
8.5.4设计
1、转盘面积
Sr--每平方米盘面上每天所能去除的BOD量）；
So--原水浓度；Se--二沉池出水浓度；
Q--处理水量（）；N--有机负荷g（）
盘片面积亦可按单位面积盘片所能承受的有机物量，即有机物负荷（）来计算。当时，
时，
2、转盘片数（m），D为转盘直径；
3、废水池的有效长度（L）
L＝m(a＋b)＋b
a盘片厚度b两盘片间距
4、废水池的有效容积（V）
第一节生物膜法的基本原理 生物膜法又称固定膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；是土壤自净过程的人工化和强化；与活性污泥法一样，生物膜法主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力；主要的生物膜法有：① 生物滤池：其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；② 生物转盘；③ 生物接触氧化法；④ 好氧生物流化床等。 一、生物膜的结构 1、生物膜的形成 生物膜的形成必须具有以下几个前提条件：① 起支撑作用、供微生物附着生长的载体物质：在生物滤池中称为滤料；在接触氧化工艺中成为填料；在好氧生物流化床中成为载体；② 供微生物生长所需的营养物质，即废水中的有机物、N、P以及其它营养物质；③ 作为接种的微生物。 (1) 生物膜的形成： 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。 (2) 生物膜的成熟： 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。 生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天左右(城市污水，20°C) 2、生物膜的结构 生物膜的基本结构如图1所示。 图1 生物膜结构示意图 (1) 生物膜的性质：
① 高度亲水，存在着附着水层； ② 微生物高度密集：各种细菌以及微型动物，这些微生物起着主要去除废水中的有机污染物的作用，形成了有机污染物——细菌——原生动物(后生动物)的食物链。 (2) 生物膜降解有机物的过程： 3、生物膜的更新与脱落 (1) 厌氧膜的出现： ① 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；② 成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成；③ 好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm。 (2) 厌氧膜的加厚： ① 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；② 气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力；③ 成为老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。 (3) 生物膜的更新： ① 老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来；② 新生生物膜的净化功能较强。 (4) 生物膜法的运行原则： ① 减缓生物膜的老化进程；② 控制厌氧膜的厚度；③ 加快好氧膜的更新； ④ 尽量控制使生物膜不集中脱落。 二、生物膜处理工艺的特点 1、微生物方面的特征 (1) 微生物种类多样化： ① 相对安静稳定环境；② SRT相对较长；③ 丝状菌也可以大量生长，无污泥膨胀之虞；④ 线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高；⑤ 藻类、甚至昆虫类也会出现；⑥ 生物膜上的生物：类型广泛、种属繁多、食物链长且复杂。 表1 生物膜和活性污泥中出现的微生物在类型、种属和数量的比较 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 ++++ ++++ (2) 生物膜上微生物的食物链较长： ① 动物性营养者所占比例较大，微型动物的存活率较高；② 食物链长；③
污水的生物处理方法生 物膜法 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
污水的生物处理方法——生物膜法 教学要求： 1)掌握生物膜法的微生物学特征和工艺特征 2)掌握高负荷生物滤池、曝气生物滤池、塔式生物滤池以及生物转盘三 相传质和工艺运行特点。 3)掌握生物接触氧化特点及其工艺设计 第一节概述 生物膜——是使细菌、放线菌、蓝绿细菌一类的微生物和原生动 物、后生动物、藻类、真菌一类的真核微生物附着在滤料或某些载体上 生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥。 生物膜法：污水经过从前往后具有细菌→原生动物→后生动物、从 表至里具好氧→兼氧→厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技 术。 一、生物构造及其对有机物的降解 1 生物膜的构造特征 生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层) Array＋附着水层(高亲水性)。 2 降解有机物的机理 1)微生物：沿水流方向为细菌—— 原生动物——后生动物的食物链 或生态系统。具体生物以菌胶团 为主、辅以球衣菌、藻类等，含
有大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、独缩虫等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜管虫等），它们起到了污染物净化和清除池内生物（防堵塞）作用。 2) 污染物：重→轻(相当多污带→α中污带→β中污带→寡污带). 3) 供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向流动，向生物膜表面供 氧。 4) 传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进行，部分难降解有机物经 兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H 2S ，NH 3等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO 3－－N 、NO 2－－N 等经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中。 5) 生物膜更新：经水力冲刷，使膜表面不断更新（DO 及污染物），维持 生物活性（老化膜固着不紧）。 二、生物膜的主要特征 1 微生物相方面的特征 1) 参与净化反应微生物多样化； 2) 食物链长，污泥产率低； 3) 能够存活世代较长的微生物； 4) 可分段运行，形成优势微生物种群，提高降解能力。 2 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；
第五章污水的生物处理方法（二）——生物膜法 教学要求： 1)掌握生物膜法的微生物学特征和工艺特征 2)掌握高负荷生物滤池、曝气生物滤池、塔式生物滤池以及生物转盘三相传质和工艺运行 特点。 3)掌握生物接触氧化特点及其工艺设计 第一节概述 生物膜——是使细菌、放线菌、蓝绿细菌一类的微生物和原生动物、后生动物、藻类、真菌一类的真核微生物附着在滤料或某些载体上生长繁殖，并在其上形成膜状生物污泥。 生物膜法：污水经过从前往后具有细菌→原生动物→后生动物、从表至里具好氧→兼氧→厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技术。 一、生物构造及其对有机物的降解 1 生物膜的构造特征 生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层)＋附着Array水层(高亲水性)。 2 降解有机物的机理 1)微生物：沿水流方向为细菌——原生动物— —后生动物的食物链或生态系统。具体生物 以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等，含有 大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、独缩虫 等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜 管虫等），它们起到了污染物净化和清除池 内生物（防堵塞）作用。 2)污染物：重→轻(相当多污带→α中污带→ β中污带→寡污带). 3)供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向 流动，向生物膜表面供氧。 4)传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进 行，部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H2S，NH3等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO3－－N、NO2－－N等经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中。 5)生物膜更新：经水力冲刷，使膜表面不断更新（DO及污染物），维持生物活性（老化 膜固着不紧）。 二、生物膜的主要特征 1 微生物相方面的特征 1)参与净化反应微生物多样化； 2)食物链长，污泥产率低； 3)能够存活世代较长的微生物； 4)可分段运行，形成优势微生物种群，提高降解能力。 2 工艺方面的特征 1)对水质水量变动有较强适应性；
电极-生物膜法的基本理论 1电极-生物膜法的基本反应原理 (1) 2电极一生物膜法脱氮的影响因素 (3) 1电极-生物膜法的基本反应原理 电极-生物膜法是一种由电化学和生物膜技术相结合的处理含硝酸盐氮微污染水的新型水处理技术。它把脱氮菌作为生物膜固定在以碳为材料的电极上，称之为固定化微生物电极，通过在电极间通电产生的电解氢作为脱氮的电子供体。在生物电极脱氮过程中既有化学反应，又有微生物参与的生物化学反应，这是一个典型的具有非线性、时变性、随机性和模糊性的复杂系统。有研究结果表明，电极生物膜法相对于相同生物量的单纯生物膜法而言，有更高的反硝化效率，并能很好抑制水中亚硝酸盐氮的生成，对后续深度处理极为有利。 电极生物膜法充分结合了电化学法和生物膜法。目前国内此项技术尚处在初期研究发展阶段。电极生物膜法的基本原理包括电化学原理和生物原理。 电化学原理: 电极生物膜法充分利用了电化学作用，其基本过程是:在电极之间通入一定的电流，在阴极产生氢气，在阳极产生二氧化碳，产生的气体分别为反硝化菌提供氢源和碳源。这一过程，俗称电解。电解是环境对系统作电功的电化学过程。在电解过程中电能转变为化学能，例如水的分解反应: 2H2O=2H2+O2(1) 因为△rG (298.15)=237.19KJ?mol-1>0,所以在没有非体积功的情况下，反应不能自发进行，但是，根据热力学原理△rG≤w知道，如果环境对上述系统做非体积功时，就有可能进行水的分解反应，所以可以认为电解是利用外加电能方法迫使反应进行的过程。电解的一些基本理论知识是这样的:与直流电源的负极相连的电极叫做阴极，相反就叫做阳极。电子从电源的负极进入阴极，阴极上有大量的电子过剩，溶液中的氧化态物质得到电子而被还原，从而完成放电过程。另一方面，电子从阳极离去回到直流电源的正极，阳极上缺电子，溶液中还原态物质便失去电子而被氧化，从而完成发电过程。对于本次试验来说，就是基于这一原理。电化学原理所要处理的对象为硝酸盐溶液中所含基本离子: H+,OH-,Cl-,Ca2+,Mg2+,Na+,NO3-
第七章污泥处理与处置 一、概述 （一）污泥的来源与分类 1、初次沉淀污泥：初沉池。 2、剩余活性污泥与腐殖污泥：来自活性污泥法和生物膜法二沉池，前者剩余活性污泥，后者腐殖污泥。 3、消化污泥：初次沉淀污泥、剩余活性污泥与腐殖污泥经消化稳定后的污泥。 4、化学污泥：混凝、化学沉淀产生的污泥 5、有机污泥：剩余活性污泥与腐殖污泥、油泥。 6、无机污泥：石灰中和、混凝沉淀、化学沉淀。 （二）污泥的性质指标 1、含水率： V1/V2=W1/W2=(100-p2)/(100-p1)=c2/c1 1/2=(100-90)/(100-80)=10/20 1/2=(100-80)/(100-60)=20/40 无论含水率如何，干污泥相等 V1﹒c1 = V2﹒c2 = V1﹒(100-p1) = V2﹒(100-p2) 比重：接近于1。 比阻：单位过滤面积、单位质量所受到的过滤阻力，m /kg、s2/g。 毛细吸水时间：污泥中的水在吸水纸上渗透距离为1cm所需要的时间。 挥发性固体和灰分：VSS和NVSS。 污泥的可消化程度：可降解有机物含量。 污泥的肥分：氮、磷、钾、有机质、微量元素。 污泥的卫生学指标：含有寄生虫卵、病原菌、病毒等，城镇污水处理厂具体指标：蠕虫卵死亡率、粪大肠菌群值。 污泥稳定化控制指标： 厌氧消化有机物降解率（%）>40 好氧消化有机物降解率（%）>40 好氧堆肥含水率（%） <65 有机物降解率（%）>50 蠕虫卵死亡率（%）>95 粪大肠菌群菌值 >0.01 城镇污水处理厂的污泥应进行污泥脱水处理，脱水后污泥含水率应小于80%。 农用污泥控制标准 （三）污泥处理的目标 1、减量化：脱水。进入生活垃圾填埋场，含水率小于60%。
6 污水的好氧生化处理（II） ——生物膜法 生物膜法和活性污泥法一样，同属好气生物处理方法。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来分解有机物的，而生物膜法则主要依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物。 与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特点： （1）固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好。 （2）不会发生污泥膨胀，运转管理较方便。 （3）由于微生物固着于固体表面即使增值速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池。因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向，膜中生物种群具有一定分布。 （4）因高营养级的微生物存在，有机物代谢时较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污泥量较少。 （5）采用自然通风供氧。 （6）活性生物难以人为控制，因而在运行方面灵活性较差。 （7）由于载体材料的比表面积小，故设备容积负荷有限，空间效率较低。国外的运行经验表明，在处理城市污水时，生物滤池处理厂的处理效率比活性污泥法处理厂略低。50%的活性污泥法处理厂BOD去除率高于91%，50%的生物滤池处理厂BOD去除率为83%，相应的出水BOD分别为14和28MG/L。 生物膜法设备类型很多，按生物膜法与废水的接触方式不同，可分为填充式和浸渍式两类。在填充式生物膜法中，废水和空气沿固定的填料或转动的盘片表面流过，与其上生长的生物膜接触，典型设备有生物滤池和生物转盘。在浸渍式生物膜法中，生物膜载体完全浸没在水中，通过鼓风曝气供氧。如载体固定，称为接触氧化法；如载体流化则称为生物流化床。 目前所采用的生物膜法多数是好氧装置，少数是厌氧形式，如厌氧滤池和厌氧流化床等。本章主要讨论好氧生物膜法。 ６.1 基本原理 生物膜法处理废水就是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利用膜内微生物将有机物氧化，使废水获得净化。同时，生物膜内微生物不断生长与繁殖。生物膜在载体上的生长过程是这样的：当有机废水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体
第七章 一、名词解释： 生物膜法接触曝气池 二、填空： 1，生物膜法是将微生物固定在______________上用于处理废水。 2，高负荷生物滤池在运行中将_______回流，_______以提高_________,提高生物膜、更新速度，防止滤池________。 3，生物转盘的基本构造有：_________、________、__________、__________等。 4，生物膜脱落的原因主要有：__________________________。 5，普通生物滤池由________,___________,___________和___________等组成。 三、判断题： 1，与活性污泥相比，生物膜的泥龄更长。（） 2，活性污泥的产泥量比生物膜法少。（） 3，与活性污泥相比，生物膜法的处理负荷更高。（） 4，生物接触氧化法的反应器为接触氧化池，也称为淹没式生物滤池。（） 四、简答题： 1，简述生物膜结构及其工作原理。 2，生物膜处理法的运行特征是什么？ 3，生物转盘的工作原理是什么？ 4，接触氧化池对填料的要求是什么？ 5，生物接触氧化池的特点是什么？ 6，生物接触氧化池的优、缺点是什么？ 7，生物膜脱落的原因是什么？ 五、计算题： 1，某住宅小区人口10000人，排水量标准100L/（人?d），经沉淀处理后BOD5值为135mg/L,处理水的BOD5值不得大于15mg/L。拟采用生物转盘处理，试进行生物转盘设计。 答案 一：名词解释 1，微生物固定于载体的表面形成所谓生物膜，当废水流经其表面时，互相接触，成为附着生长。 2，生物接触氧化处理技术在处理过程中，采用与曝气池相同的相同的曝气方法，提供微生物氧化有机物所需要的氧量，并起搅拌混合作用。 二：填空 1，载体的表面 2，二次沉淀池表面负荷堵塞 3，盘片接触反应槽转轴及驱动装置 4，进水中含有过量毒物或抑制生物生长的物质。 5，池体滤料布水装置排水系统 三：判断题 对错对对 四：简答题 1，结构：好氧层、厌氧层、附着水层和流动水层 工作原理：当流动水流经滤料表面时，有机物会从流动着的雾水中通过扩散
生物膜法的基本原理 1、生物膜在载体上的生长过程：当有机污水或由活性污泥悬浮液培养而成的接 种液流过载体时，水中的悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖，逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，有进一步吸附、分解污水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。 2、生物膜的降解机理 (1)物质的传递 1）空气中的氧溶解于流动水层中，通过附着水层传递给生物膜； 2）有机污染物则由流动水层传递给附着水层，然后进入生物膜； 3）微生物的代谢产物如H2O等则通过附着水层进入流动水层，并随其排走； 4）CO2及厌氧层分解产物如H2S、NH3以及CH4等气态代谢产物则从水层逸出进入空气中。 (2)膜的生长与脱落 1）生物膜降解有机物的过程，也是膜生长的过程； 2）好氧层与厌氧层的平衡稳定关系； 3）厌氧层加厚，生物膜老化、脱落。 二、生物膜的主要特征 1、生物相方面的特征： （1）微生物多样化 （2）生物的食物链长 （3）能够存活世代时间较长的微生物 （4）分段运行与优占种属 2、处理工艺方面的特征： （1）对水质、水量变动有较强的适应性 （2）污泥沉降性能良好，宜于固液分离 （3）能够处理低浓度的污水 4）易于维护运行、节能 三、生物滤池 1、生物滤池法的特征： 生物滤池法是在砂滤池的基础上发展起来的一种生物膜处理方法，它利用滤料表面形成的一层生物膜来净化污水。在滤池内，污水由于重力作用自上而下地连续流经滤料，滤料表面的微生物借助酶的作用，使被吸附和吸收的有机物在氧气的参与下进行氧化分解，同时微生物又以有机物为营养进行自身繁殖。老化的微生物附着力差，在污水冲刷会不断脱落，脱落后随水流出滤池，同时新的生物膜不断生长，因而处理可连续进行。 2、典型构造 生物滤池主要由池壁、池底、滤料、布水器等部分组成。 滤料：组成滤层的过滤材料。常以花岗石、安山岩、闪绿岩等较硬的岩石以及无烟煤等材料制成。
生物膜法净水的机理 时间：2012-08-16 来源：阿里学院作者： 生物膜（Biofilm）是通过附着而固定于特定载体上的结构复杂的微生物共生体。相对于活性污泥来说，在单位体积生物膜中所含的微生物数量更高、比表面积更大。生物膜比活性污泥具有更强的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解污水中的各种污染物，具有速度快、效率高的特点。在使用生物膜法处理污水时，要求在处理系统的构筑物中装填一定数量的填料，这些填料一方面可以扩大处理系统的比表面积，另一方面为微生物提供附着固定的载体。生物膜处理系统的性能、效率取决于其中微生物活性的高低和所装填料的多少及其比表面积。一般来说，生物膜法较多应用于特殊行业的废水处理中，如印染废水等。 根据生物膜法处理系统中所用的填料的不同，生物膜法又可以分为以下几种类型： 滴滤系统（Trickling filter system） 该系统是一种简单且相对便宜的膜式好氧处理装置。在该处理系统中，通过转动的栅栏喷淋装置将污水均匀分布于多孔处理床（例如由石子等铺成）上。在多孔处理床上可生长多种微生物群落和原生动物。当污水缓慢地流过处理床时，微生物就吸收并降解了其中的有机成分，使得污水得到处理。在这样的处理系统中，天然形成了食物链，微生物利用有机物生长繁殖，原生动物等以微生物为食，从而维持在一个动态平衡中。如果污水中的营养（BOD）过高，就会导致微生物的过量生长繁殖从而引起多孔处理床的堵塞，这样便会降低处理效果。 旋转生物接触氧化系统（Rotating Biological Contactor，RBC）或生物转盘 在这样的处理系统中，一系列圆盘结构装置部分浸没于污水中，部分在空气中并不断地旋转，这样便保持了良好的通气效果及与污水的接触，从而在圆盘上形成了“生物膜”。这样的“生物膜”是由各种微生物、原生动物等构成的微生物群落。在扫描电镜下，典型的生物转盘的“生物膜”有两层结构，外层主要由丝状菌等好氧微生物组成，内层由包括脱硫弧菌在内的厌氧微生物构成。因此这样的“生物膜”具有去除BOD及无机物（主要是硫酸盐）
7.1 用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，过滤方程为 252610V V A t -+=? 式中：t 的单位为s 。 (1)如果30 min 内获得5 3m 滤液，需要面积为0．4 2 m 的滤框多少个? (2)求过滤常数K ，e q ，e t 。 解：（1）板框压滤机总的过滤方程为 252 610V V A t -+=? 在t=30×60s=1800s 内，V=5m 3 , 则根据过滤方程有 52+5 = 6×10-5A 2 ×1800 求得需要的过滤总面积为A = 16.67 m 2 所以需要的板块数 n = 16.67 m 2/0.4 m 2 = 41.675 ≈42 （2）恒压过滤的基本方程为 222e V VV KA t == 与板框压滤机总的过滤方程比较可得 K= 6×10-5m 2 /s Ve = 0.5 m 3 , qe = Ve/A =0.5 m 3/16.67 m 2 =0.03 m 3/ m 2 te = qe 2/K = 0.03 /6×10-5 =15 s te 为过滤常数，与qe 相对应，可以称为过滤介质的比当量过滤时间，te = qe 2 /K 。 7.2 如例题7．3．3中的悬浮液，颗粒直径为0．1 m m ，颗粒的体积分数为0．1，在9．81 ×3 10Pa 的恒定压差下过滤，过滤时形成不可压缩的滤饼，空隙率为0．6，过滤介质的阻力可以忽略，试求： (1)每平方米过滤面积上获得1．5 3 m 滤液所需的过滤时间； (2)若将此过滤时间延长一倍，可再得多少滤液? 7.3 用过滤机处理某悬浮液，先等速过滤20 min ，得到滤液2 3 m ，随即保持当时的压差 等压过滤40 min ，则共得到多少滤液(忽略介质阻力)? 解：恒速过滤的方程式为 221 1 2 KA t V = 所以过滤常数为 2 121 2V K A t = 此过滤常数为恒速过滤常数，也是恒压过滤开始时的过滤常数，在恒压过滤过程中保 持不边，所以恒压过滤方程式为 222 2 2 2 2222 1121 1 21211 22V V t V V KA t V V A t V V A t t -=→-=→-= 222 22 6 1211222(2)2020 V t V V m t ?=+=?40+=
第十三章生物膜法 一、选择题 介于活性污泥法和生物膜法之间的是（）。 A．生物滤池 B．生物接触氧化池 C．生物转盘 D．生物流化床 【答案】B 【解析】生物接触氧化法又称浸没式曝气生物滤池，是介于活性污泥法和生物滤池二者之间的污水生物处理技术，兼有活性污泥法和生物膜法的特点，具有下列优点：①填料的比表面积大，池内的充氧条件良好，具有较高的容积负荷；②不需要污泥回流，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；③生物固体量多，水流属完全混合型，对水质水量的骤变有较强的适应能力；④有机容积负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产率较低。 二、填空题 1．滤料应有一定的______强度，良好的______稳定性，能提供大量的______和足够的______率。 【答案】机械；生物化学；表面积；孔隙 【解析】滤料是微生物生长栖息的场所，理想的滤料应具备下述特性：①能为微生物附着提供大量的表面积；②使污水以液膜状态流过生物膜；③有足够的孔隙率，保证通风（即保证氧的供给）和使脱落的生物膜能随水流出滤池；④不被微生物分解，也不抑制微生物生
长，有良好的生物化学稳定性；⑤有一定机械强度；⑥价格低廉。 2．曝气生物滤池承托层采用的材质应具有良好的______和______，一般选用______作承托层。 【答案】机械强度；化学稳定性；卵石 【解析】曝气生物滤池承托层采用的材质应具有良好的机械强度和化学稳定性，一般选用卵石作承托层，其级配自上而下为：卵石直径2～4mm，4～8mm，8～16mm；卵石层高度分别为50mm，100mm，100mm。 3．生物膜反应器可分为______、______和生物接触氧化池等。 【答案】生物滤池；生物转盘 【解析】生物膜法是一大类生物处理法的统称，包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、曝气生物滤池及生物流化床等工艺形式，其共同的特点是微生物附着生长在滤料或填料表面上，形成生物膜。 4．生物滤池的主要组成部分包括：______、______和排水系统。 【答案】滤床及池体；布水设备 【解析】生物滤池是生物膜法处理污水的传统工艺，主要由滤床及池体、布水设备和排水系统等部分组成。 5．生物转盘的级数一般不超过______级。 【答案】4
1. 被称为卵磷脂的磷脂分子是（） A.磷脂酰胆碱 B.磷脂酰乙醇胺 C.磷脂酰丝氨酸 D.鞘氨醇 2. 生物膜的各种成分中不属于双亲性分子的是（） A.磷脂 B.胆固醇 C.跨膜蛋白 D.膜周边蛋白 3. 最简单的糖脂分子是（） A.脑苷脂 B.神经节苷脂 C.单半乳糖基甘油二酯 D.三半乳糖基甘油二酯 4. 人体中多数细胞膜，其脂类与蛋白质含量相比（） A.脂类含量高很多 B.蛋白质含量高很多 C.脂类和蛋白质含量大致相等 D.仅含有脂类，不含有蛋白质 5. 最简单的磷酸甘油酯是（） A.磷脂酸 B.磷脂酰胆碱 C.磷脂酰乙醇胺 D.磷脂酰丝氨酸 E.鞘氨醇 6. 生物膜是指（） A.细胞膜的另一种说法 B.除线粒体膜以外的各种膜的总称 C.内膜系统的膜 D.细胞膜、细胞内膜和线粒体膜的总称 7. 下列生物膜中蛋白质/脂类比值最大的是（） A.神经髓鞘 B.人红细胞膜 C.内质网膜 D.线粒体外膜 E.线粒体内膜 8. 下列膜脂分子在膜中含量最多的是（） A.磷脂酰胆碱 B.磷脂酰乙醇胺 C.磷脂酰丝氨酸 D.鞘磷脂 9. 膜脂中最为重要的脂类是（） A.脂肪酸
B.糖脂 C.磷脂 D.胆固醇 10. 生物膜的主要化学成分是（） A.蛋白质和水 B.蛋白质和糖类 C.蛋白质和脂类 D.脂类和糖类 11. 细胞膜中跨膜蛋白与脂类的结合主要通过（） A.共价键 B.离子键 C.氢键 D.疏水键 12. 下列膜脂的运动方式中较不常见运动方式的是（） A.烃链的弯曲运动 B.侧向扩散运动 C.翻转运动 D.旋转运动 13. 关于细胞膜上的糖类不正确的描述是（） A.质膜中的糖类含量约占质膜重量的2%-10% B.主要以糖蛋白和糖脂的形式存在 C.糖蛋白和糖脂上的低聚糖从生物膜的胞质面伸出 D.与细胞免疫、细胞识别及细胞癌变有密切关系 14. 磷脂分子在细胞膜中的排列规律是（） A.极性头部朝向膜的内、外两侧，疏水尾部朝向膜的中央 B.极性头部朝向膜的外侧，疏水尾部朝向膜的内侧 C.极性头部朝向膜的内侧，疏水尾部朝向膜的外侧 D.极性头部朝向膜的中央，疏水尾部朝向膜的内、外两侧 15. 下列分子不属于构成膜的化学成分的是（） A.蛋白质 B.脂类 C.糖类 D.核酸 16. 细胞膜的特定功能是由组成膜的哪类生物大分子决定的（） A.蛋白质 B.脂类 C.糖类 D.核酸 17. 一般来说，膜的功能越复杂，蛋白质/脂类该比值（） A.越大 B.越小 C.恒定不变 D.可大可小，无相关性 18. 以下关于跨膜蛋白的描述，错误的是（）
第十三章表面物理化学 [本章要点] 1.明确表面张力和表面吉布斯自由能的概念，了解表面张力与温度的关系。 2.明确弯曲表面附加压力产生的原因及与曲率半径的关系，会使用杨——拉普拉斯公式。 3.掌握吉布斯吸附等温式的表示形式及各项的物理意义，并能做简单计算。 4.了解表面活性剂及分类和集中重要用途。 5.了解润湿和铺展，了解气固吸附的本质及吸附等温式的主要要求。 6.了解化学吸附和物理吸附的区别，以及化学吸附与多相催化反应的关系。 截面科学是化学，物理，生物，材料和信息等学科之间相互交叉和渗透的一门重要边缘科学，是当前三大科学技术（生命科学、材料科学和信息科学）前沿领域的桥梁，是在原子或分子尺度上探讨两相界面是激昂发生的化学过程，以及化学过程前驱的一些物理过程。 研究对象：气-液，气—固，液—液，液—固和固—固等宏观截面和一些微观界面。 研究表面层上的行为或研究多相的高分散系统的性质时，必
须考虑物质的分散度。 比表面（A 0)：表示多相系统的分散尺度。 A 0 def m As 或 A 0=V A S As:物质的总表面积，m 物质的质量，则比表面表示单位质量物质的表面积。其单位是m 2·g -1 V:物质的体积；比表面也可用单位体积物质的表面积表示，则单位为m -1 . 比表面A0的值随分散粒子的变小而迅速增加，即对一定质量的物体，分散粒子越小，其比表面越大。 §13.1表面张力机表面吉布斯自由能 一.表面张力：（分析P313，） 另一方面：恒温、恒压、恒组成时。可逆的增加体系的表面积dAn 所需对体系作的功，则表面功，即：f W 'δ=rdA ∴r=P T A G .)(?? r 的物理意义：在定温定压下，可逆的增加体系的表面积所引起的体系吉布斯自由能的改变。单位：J ·m -2 .故r 称为表面吉布斯自由能或叫比表面能。由于J=N ·m ，所以r 的单位也可以为
生物膜法处理污水的基本原理 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、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。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。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进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生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。 废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称。因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。废水和生物膜接触时，污染物从水中转移到膜上，从而得到处理。其基本机理见水的生物处理法。 生物膜法的典型流程流程（图1）中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池或厌氧生物滤池。前三种用于需氧生物处理过程，后一种用于厌氧过程。最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池（满盛碎块的水池）。它们的运行都是间歇的，过滤-休闲或充水-接触-放水-休闲，构成一个工作周期。它们是污水灌溉的发展，是以土壤自净现象为基础的。接着就出现了连续运行的生物滤池。
新型塑料问世后，又有了新的发展。 生物滤池 生物膜法中最常用的一种生物器。使用的生物载体是小块料(如碎石块、塑料填料)或塑料型块，堆放或叠放成滤床，故常称滤料。与水处理中的一般滤池不同,生物滤池的滤床暴露在空气中,废水洒到滤床上。布水器有多种形式,有固定式的,有移动式的。回转式布水器使用最广。它以两根或多根对称布置的水平穿孔管为主体,能绕池心旋转。穿孔管贴近滤床表面,水从孔中流出。布水器的工作是连续的，但对局部床面的施水是间歇的，这承继了污水灌溉间歇灌水的概念。滤床的下面有用砖或特制陶块、混凝土块铺成的集水层。再下面是池底。集水层和池外相通,既排水又通风。工作时,废水沿载体表面从上向下流过滤床，和生长在载体表面上的大量微生物和附着水密切接触进行物质交换。污染物进入生物膜,代谢产物进入水流。出水并带有剥落的生物膜碎屑，需用沉淀池分离。生物膜所需要的溶解氧直接或通过水流从空气中取得。在普通生物滤池中，生物粘膜层较厚，贴近载体的部分常处在无氧状态。生物膜法滤床的深度和滤率、滤料有关。碎石滤床的深度在一个相当长的时间内大多采用 1.8～2米左右。深度如果提高,滤床表层容易堵塞积水。滤率在1～4米3/(米2·日)左右,如果提高,床面也容易积水。首先突破的是滤率的提高。水力负荷率(即滤率)提高到8～10米3/(米
（生物科技行业）第章生物膜法
第8章生物膜法 8.1生物膜的基本概念 生物膜法是属于好气生物处理方法。 生物膜是依靠附着于固体表面滤料的介质上而生长繁殖的微生物净化有机物的好氧处理方法，具有以下特点：（1）附着于固体介质表面上的微生物对水量，水质的变化有较强的适应性。 （2）固体介质有利于微生物形成稳定的生态体系，栖息微生物的种类较多，处理效 率高。 （3）降解产物污泥量少。 （4）管理方便。 缺点：
（1）滤料表面积小，BOD容积负荷小。 （2）附着于固体表面的微生物量较难控制，操作伸缩性差。 （3）靠自然通风供氧，不如活性污泥供氧充足，容易产生厌氧。 生物膜法有三种形式： （1）润湿型生物滤池、生物滤塔、生物转盘 （2）浸没型接触氧化、滤料浸没在滤池中 （3）流动床型生物活性炭、砂粒介质悬浮流动于池内 8.2基本原理 借助于挂膜介质，当有机废水流过介质表面时，微生物在其表面生长繁殖，形成生物膜。
膜的表面溶有较多的溶解氧，形成好氧层，膜的内层溶解氧较少，易形成厌氧层，整个膜处于增长、脱落和更新的生态系统。微生物的生长代谢将污水中的有机物作营养，从而使污染物得到降解。正常生物膜厚2～3mm。 8.3生物滤池 生物滤池由滤料、池壁、池底排水系统、上部布水系统组成。 8.3.1构造 1、滤料的要求 （1）比表面要大（2）孔率高（3）质材强度高（4）稳定（5）价廉 2、池壁的功能 构筑物主体，起支撑作用。 3、池底通风系统、排泥系统、支承渗水结构
4、布水系统旋转布水器 8.3.2负荷 1、水力负荷 单位面积滤池或单位体积滤料每天所能处理的废水量，一般由洒水强度和BOD负荷确定。水力表面负荷 水力体积负荷 2、BOD负荷 单位时间供给单位体积滤料的BOD量 城市污水极限值 分低负荷（0.15～0.3）和高负荷（0.8～1.2）生物滤池
第八讲第四章生物膜法 基本原理 生物膜法又称固定膜法，是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术；是土壤自净过程的人工化和强化；与活性污泥法一样，生物膜法主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物，同时对废水中的氨氮还具有一定的硝化能力； 主要的生物膜法有：①生物滤池：其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；②生物转盘；③生物接触氧化法；④好氧生物流化床等。 一、生物膜的结构 1、生物膜的形成 生物膜的形成必须具有以下几个前提条件：①起支撑作用、供微生物附着生长的载体物质：在生物滤池中称为滤料；在接触氧化工艺中成为填料；在好氧生物流化床中成为载体； ②供微生物生长所需的营养物质，即废水中的有机物、N、P以及其它营养物质；③作为接种的微生物。 (1) 生物膜的形成： 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。 (2) 生物膜的成熟： 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。 生物膜从开始形成到成熟，一般需要30天左右(城市污水，20 C) 2、生物膜的结构 生物膜的基本结构如图1所示。 图1 生物膜结构示意图 (1) 生物膜的性质： ①高度亲水，存在着附着水层； ②微生物高度密集：各种细菌以及微型动物，这些微生物起着主要去除废水中的有机污染物的作用，形成了有机污染物——细菌——原生动物(后生动物)的食物链。
(2) 生物膜降解有机物的过程： 3、生物膜的更新与脱落 (1) 厌氧膜的出现： ①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；②成熟的生物膜一般都由厌氧膜和好氧膜组成；③好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm。 (2) 厌氧膜的加厚： ①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；②气态产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的附着能力；③成为老化生物膜，其净化功能较差，且易于脱落。 (3) 生物膜的更新： ①老化膜脱落，新生生物膜又会生长起来；②新生生物膜的净化功能较强。 (4) 生物膜法的运行原则： ①减缓生物膜的老化进程；②控制厌氧膜的厚度；③加快好氧膜的更新；④尽量控制使生物膜不集中脱落。 二、生物膜处理工艺的特点 1、微生物方面的特征 (1) 微生物种类多样化： ①相对安静稳定环境；②SRT相对较长；③丝状菌也可以大量生长，无污泥膨胀之虞；④线虫类、轮虫类等微型动物出现的频率较高；⑤藻类、甚至昆虫类也会出现；⑥生物膜上的生物：类型广泛、种属繁多、食物链长且复杂。 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++++ ++++ (2) 生物膜上微生物的食物链较长： ①动物性营养者所占比例较大，微型动物的存活率较高；②食物链长；③污泥产量少于活性污泥系统(仅为1/4左右)。 (3) 能够存活世代时间较长的微生物 有利于硝化作用的进行。 2、在处理工艺方面的特征 (1) 对水质、水量变动又较强的适应性； (2) 剩余污泥的沉降性能良好，易于固液分离； (3) 能够处理低浓度污水； (4) 易于维护运行，运行费用少。 生物滤池工艺 一、生物滤池的基本原理
3.1 生物滤池 3.1.1 普通生物滤池 1、构造：池体、滤料、布水装置、排水系统四部分组成。 普通生物滤池池体在平面上多呈方形或矩形，它采用的布水系统是固定喷嘴补水系统（投配池、虹吸装置、布水管道、喷嘴四部分）。这种布水装置的优点是运行方便，易于管理和受气候的影响小，缺点是需要的水头较大（20m）。 2、技术特征：供氧有自然通风完成，氧气通过滤料的间隙，传递到流动水层、附着水层、好氧水层。 普通生物滤池的优点：处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，出水BOD5可下降到25mg/L以下，硝酸盐含量在10mg/L左右，出水水质稳定。 其缺点是占地面积大，易于堵塞，池蝇很多，影响环境卫生。 3、适用范围：处理负荷较低的污水。 3.1.2 高负荷生物滤池 1、构造：与普通生物滤池基本相同，池平面有矩形、圆形或多边形，其中以圆形为多。 高负荷生物滤池多采用连续工作的布水器，由进水竖管和可旋转的布水横管组成。
3.1.3 塔式生物滤池 1、塔式生物滤池采用轻质高孔隙率的塑料滤料和塔体结构。主要有塔身、滤料、布水设备、通风装置和排水系统所组成。 通风装置一般采用自然通风，也有机械通风。 生物过滤法系统基本上由初沉池、生物滤池、二沉池组合而成。生物滤池与活性污泥工艺不同的是，在生物滤池中常采用出水回流，而基本不采用污泥回流。 生物滤池的适用范围： 1、微污染原水生物预处理。有效去除原水中氨氮、耗氧量物质，提高生物稳定性； 2、中水处理。进一步去除污水处理厂二级出水的氨氮和ss； 3、污水处理。 3.2 曝气生物滤池（BAF） 3.2.1 上流生物滤池 上流生物滤池是一种运行可靠、自动化程度高、出水水质好、抗冲击能力强和节约能耗的新一代污水处理革新工艺，工艺成熟高效。 1、构造:采用新型轻质滤料（主要成分是聚苯乙烯） 工艺特点:①上流滤池，底部渠道进配水，顶部出水； ②滤料比重小于1；
一．曝气生物滤池 曝气生物滤池，简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理工艺，于90年代初得到较大发展，最大规模达几十万吨每天，并发展为可以脱氮除磷。 该工艺具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、除磷、去除AOX(有害物质)的作用。曝气生物滤池是集生物氧化和截留悬浮固体一体的新工艺。 曝气生物滤池 工艺特点 ①一次性投资比传统方法低1/4;②占用面积为常规工艺的1/10~1/5，运行费低1/5;③进水要求悬浮物50~60mg/L，最好与一级强化处理相结合，如采用水解酸化池;④填料多为页岩陶粒，直径5mm，层高1.5~2m;⑤水往下、气往上的逆向流可不设二沉池。 曝气生物滤池与普通活性污泥法相比，具有有机负荷高、占地面
积小(是普通活性污泥法的1/3)、投资少(节约30%)、不会产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好等优点，但它对进水SS要求较严(一般要求SS≤100mg/L，最好SS≤60mg/L)，因此对进水需要进行预处理。同时，它的反冲洗水量、水头损失都较大。 曝气生物滤池作为集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好:运行能耗低，运行费用少的特点。 应用范围 曝气生物滤池的应用范围较为广泛，其在水深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水的硝化、低温微污染水处理中都有很好的、甚至不可替代的功能。 运行要求 预处理 为了使曝气生物滤池能有较长的运行周期,减少反冲次数降低能耗,运用BAF 的工艺都需对进水进行预处理,否则原水中的大量杂质 和SS 将进入曝气滤池,将会堵塞曝气、布水系统,给系统的运行带来严重的后果。尤其是滤池用于二级处理时,往往需投加药剂才能达到这一要求,药剂的使用不仅增加了运行费用,部分药剂还将降低碱度,进而影响硝化,这是运用BAF 工艺时需要考虑的问题。
生物膜法技术全解析 第一章生物膜法综述 生物膜法又称固定膜法。是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法，是土壤自净过程的人工化和强化。主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。 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、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。生物膜自滤料向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好氧层的好氧菌将其分解，再进入厌气层进行厌氧分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。 废水中微生物沿固体（可称载体）表面生长的生物处理方法的统称。因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状，故名。废水和生物膜接触时，污染物从水中转移到膜上，从而得到处理。其基本机理见水的生物处理法。 生物膜法的典型流程中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池或厌氧生物滤池。前三种用于需氧生物处理过程，后一种用于厌氧过程。最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池（满盛碎块的水池）。它们的运行都是间歇的，过滤-休闲或充水-接触-放水-休闲，构成一个工作周期。它们是污水灌溉的发展，是以土壤自净现象为基础的。接着就出现了连续运行的生物滤池。新型塑料问世后，又有了新的发展。 第二章生物膜法生物滤池 生物膜法中最常用的一种生物器。使用的生物载体是小块料(如碎石块、塑料填料)或塑料型块，堆放或叠放成滤床，故常称滤料。与水处理中的一般滤池不同，生物滤池的滤床暴露在空气中,废水洒到滤床上。布水器有多种形式，有固定式的,有移动式的。回转式布水器使用最广。它以两根或多根对称布置的水平穿孔管为主体，能绕池心旋转。穿孔管贴近滤床表面,水从孔中流出。布水器的工作是连续的，但对局部床面的施水是间歇的，这承继了污水灌溉间歇灌水的概念。滤床的下面有用砖或特制陶块、混凝土块铺成的集水层。再下面是池底。集水层和池外相通，既排水又通风。工作时,废水沿载体表面从上向下流过滤床，和生长在载体表面上的大量微生物和附着水密切接触进行物质交换。污染物进入生物膜，代谢产物进入水流。出水并带有剥落的生物膜碎屑，需用沉淀池分离。生物膜所需要的溶解氧直接或通过水流从空气中取得。在普通生物滤池中，生物粘膜层较厚，贴近载体的部分常处在无氧状态。 滤床的深度和滤率、滤料有关。碎石滤床的深度在一个相当长的时间内大多采用1.8～2米左右。深度如果提高,滤床表层容易堵塞积水。滤率在1～4左右，如果提高床面也容易积水。首先突破的是滤率的提高。水力负荷率(即滤率)提高到8～10以上时，水流的冲刷作用使生物膜不致堵塞滤床，而且有机物负荷率，可从0.2左右提高到1以上。为了满足水力负荷率的要求,来水常用回流稀释。为了稳定处理效率，可采用两级串联。这种流程革新、负荷率提高、构造不变的生物滤池称高负荷率生物滤池。继而发现，滤床深度从2米左右提高到8米以上时，通风改善，即使水力负荷率提高，滤床也不再堵塞，滤池工作良好，同时有机物负荷率也可以提高到1左右。因为这种滤池的平面直径一般为池高的1/6～1/8左右，外形像塔，故称塔式滤池。自塑料型块问世后，通风、堵塞等不再成为问题，滤床深度和滤率可根据需要进行设计。 第三章生物膜法生物转盘 是随着塑料的普及而出现的。数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串，平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米。有电动机和减速