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2014年環(huán)保工程師考試專業(yè)知識講義15

發(fā)表時間:2014/5/13 15:03:53 來源:互聯(lián)網(wǎng) 點(diǎn)擊關(guān)注微信:關(guān)注中大網(wǎng)校微信
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2014年注冊環(huán)保工程師考試時間為9月6、7日,為了幫助廣大考生復(fù)習(xí),小編整理了環(huán)保工程師專業(yè)知識講義供廣大考生參考,希望對備考有所幫助!

生物膜法


生物膜法和活性污泥法一樣,都是利用微生物來去除廢水中有機(jī)物的方法,為生物膜提供附著生長固定表面的材料稱為填料,是影響生物膜法的發(fā)展和性能的重要因素。


生物膜法的基本原理


1.生物膜的形成及特點(diǎn)


生物膜法是通過附著在載體或介質(zhì)表面上的細(xì)菌等微生物生長繁殖,形成膜狀活性生物污泥——生物膜,利用生物膜降解污水中的有機(jī)物的生物處理方法。生物膜中的微生物以污水中的有機(jī)污染物為營養(yǎng)物質(zhì),在新陳代謝過程中將有機(jī)物降解,同時微生物自身也得到增殖。


隨著微生物的不斷繁殖增長,以及廢水中懸浮物和微生物的不斷沉積,使生物膜的厚度不斷增加,其結(jié)果是使生物膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。


在生物處理過程中,生物膜總是在不斷地生長、更新和脫落的,造成生物膜不斷脫落的原因有:水力沖刷、由于膜增厚造成重的增大、原生動物的松動、厭氧層和介質(zhì)的粘結(jié)力較弱等。


生物膜法適用于中小規(guī)模污水生物處理,污水處理系統(tǒng)可以獨(dú)立建立,也可以與其他污水處理工藝組合應(yīng)用。污水進(jìn)行生物膜法處理前,宜經(jīng)沉淀處理,當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)或水量波動大時,應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)池。


2.生物膜的結(jié)構(gòu)及其凈化廢水的機(jī)理


生物膜是蓬松的絮狀結(jié)構(gòu),微孔多,表面積大,具有很強(qiáng)的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉積于膜上的有機(jī)物為營養(yǎng)物質(zhì),將一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì),進(jìn)行繁殖生長,成為生物膜中新的活性物質(zhì),另一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為排泄物,在轉(zhuǎn)化程中放出能量,供應(yīng)微生物生長的需要。增殖的生物膜脫落后進(jìn)入廢水,在二次沉淀池中被截留下來,成為污泥。如果


有機(jī)物負(fù)荷比較高,生物膜對吸附的有機(jī)物來不及氧化分解時,能形成不穩(wěn)定的污泥,這類污泥需要進(jìn)行再處理。由于生物膜法中的微生物以附著的狀態(tài)存在,所以泥齡長,使生物膜中既有世代時間短、比增長速率大的微生物,雙有世代時間長、比增長速率小的微生物,這使生物膜法中參與代謝的微生物種類多于活性污泥法。


3.生物膜法的主要特征


與活性污泥法相比,生物膜法具有以下特征:


⑴生物相特征:


①參與凈化反應(yīng)微生物多樣化


②生物的食物鏈長


③能夠存活世代時間較長的微生物


④分段運(yùn)行與優(yōu)占種屬


⑵工藝特征


①抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)


②污泥沉降性能良好,宜于固液分離


③能夠處理低濃度的廢水


④運(yùn)行簡單、節(jié)能,易于維護(hù)管理,動力費(fèi)用低


⑤產(chǎn)生的污泥量少


⑥在低水溫條件下,也能保持一定的凈化功能


⑦具有較好的硝化與脫氮功能


生物膜法的主要影響因素


生物膜法的主要影響因素


影響生物膜法的因素很多,例如水質(zhì)、溫度、pH值、溶解氧、營養(yǎng)平衡、有毒有害物質(zhì)濃度等,這些因素也是影響活性污泥法等的因素,前面已講過,下面介紹一下生物膜法所特有的影響因素。


1.水力負(fù)荷


水力負(fù)荷對生物膜法的處理效果以及生物膜厚度和傳質(zhì)改善等方面都有一定的影響。生物膜法有多種處理工藝,應(yīng)該選擇合適的水力負(fù)荷。


2.載體表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)


載體對污水處理效果的影響主要反映在載體的表面性質(zhì),包括載體的比表面積大小、載體表面親水性及表面電荷、表面粗糙度、載體的密度、孔隙率和材料強(qiáng)度等。載體的選擇不僅決定了可供生物膜生長的面積大小和生物量的多少,還影響反應(yīng)器中的水動力學(xué)狀態(tài)。


3.生物膜量及其活性


生物膜的厚度反映了生物量的大小,但是生物活性并非總是與生物量成正相關(guān)性。生物膜由好氧膜和厭氧膜組成,好氧膜的厚度通常為1.5~2.0mm,有機(jī)物的降解主要在好氧層內(nèi)完成。不能單純追求增加反應(yīng)器的生物量,應(yīng)保證反應(yīng)器內(nèi)生物膜正常脫落更新而不發(fā)生載體間隙被堵塞的現(xiàn)象。


生物膜法的類型及工藝流程


生物膜法有多種分類,按照微生物附著的載體存在狀態(tài)可分為固定床生物膜法和流動床生物膜法。固定床生物膜分為生物濾池和生物接觸氧化法等,流動床生物膜法包括生物流化床和移動床等。


按照生物膜被污水浸沒的程度生物膜法又可分為浸沒式生物膜法、半浸沒式生物膜法和非浸沒式生物膜法。常見的浸沒式生物膜法包括生物接觸氧化池、曝氣生物濾池等,常見的半浸沒式生物膜法有生物轉(zhuǎn)盤,常見的非浸沒式生物膜法有生物濾池,生物濾池又分為普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池三種類型。


1.普通生物濾池


⑴工藝流程


普通生物濾池又名滴濾池,是生物濾池早期出現(xiàn)的類型,即第一代的生物濾池。污水先進(jìn)入初沉池,去除可沉的懸浮物,接著進(jìn)入生物濾池。經(jīng)過濾池處理的污水和生物濾料上脫落的老化生物膜流入二沉池,經(jīng)過固液分離后,排出凈化水。


⑵構(gòu)造


普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)等四部分組成。


①池體


其平面形式多呈方形、矩形或圓形,池壁一般用磚石或鋼筋混凝土筑造而成。


②濾料


濾料表面有生物膜附著,是凈化污水的主體,濾料對生物濾池的工作效能影響較大。生物濾池一般采用實(shí)心拳狀無機(jī)濾料,如碎石、卵石和爐渣等。近年來,生物濾池多采用塑料濾料,主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等加工成波紋板、蜂窩管、環(huán)狀以及空圓柱等復(fù)合式濾料,其特點(diǎn)是質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、比表面積大、孔隙率高,從而大大改善了膜生長及通風(fēng)條件,使處理能力大大提高。


③布水裝置


普通生物濾池多采用固定式噴嘴布水系統(tǒng),主要由虹吸裝置、配水池、布水管道和噴嘴等部分組成。


④排水系統(tǒng)


普通生物濾池底部的排水系統(tǒng),位于濾料層的下面,主要起收集及排出處理后的廢水,保證通風(fēng)和支撐濾料的作用。排水系統(tǒng)通常分為兩層,即包括濾料下的滲水裝置和底板處的集水溝和排水溝。


⑶工藝特點(diǎn)


①普通生物濾池一般適用于處理每日污水量不大于1000m3的小城鎮(zhèn)污水和有機(jī)工業(yè)廢水,凈化效率高,處理效果好,出水


水質(zhì)穩(wěn)定。


②基建投資省,運(yùn)行穩(wěn)定,易于管理,動力消耗低,節(jié)省能源。


③剩余污泥量小。


④負(fù)荷較低,占地面積大,不適用于處理水量較大的廢水,且其沖刷能力不足,易引起濾料內(nèi)生物膜積累和堵塞,從而影響濾池內(nèi)的通風(fēng),運(yùn)行過程中會產(chǎn)生濾池蠅,且衛(wèi)生條件較差,因此,使用受到限制。

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