RLHB-AO湖北地埋式一體化生活污水處理設(shè)備
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生物膜及其特點
微生物附著在特定的載體表面上形成*的微生物群體結(jié)構(gòu)并以固著方式生長時形成生物膜。當污水流經(jīng)生物膜表面時，污水中的有機物被微生物所吸附、吸收和降解。利用生物膜處理污水的方法叫做生物膜法。
生物膜法有以下幾個特點：
(1)生物膜抗水質(zhì)變化沖擊能力較強。這是由于包埋在生物膜中的細胞的特性和游離的細胞的特性是不一樣的。包埋在生物膜中的細胞由于群體效應(yīng)，具有較強的抗毒性能力，比游離細胞的抗毒性能力要強50--500倍。所以生物膜對水質(zhì)變動具有較強的適應(yīng)能力。
(2)生物相多樣化，尤其是一些增殖速度慢，世代較長的微生物可以在生物膜中定居，形成了較完整的微生態(tài)區(qū)，各種微生物的聯(lián)合作用有利于大分子和難降解物質(zhì)如多環(huán)芳烴、纖維素、幾丁質(zhì)的降解。此外，由于生物相中高營養(yǎng)級微生物如原生動物、后生動物較多，生物群落之間形成了較長的食物鏈，故生物膜法的剩余污泥量較活性污泥法要少。
(3)可以承受較高的有機負荷，生物膜法的特點是微生物群體吸附在載體上，因而不易流失，可以保持反應(yīng)器中較高的污泥濃度。
此外，生物膜法還具有無污泥膨脹現(xiàn)象，運行管理方便，動力消耗少等優(yōu)點。其缺點是填料及其支撐結(jié)構(gòu)的一次性投資較大，填料容易堵塞等。
生物膜法的生物相組成
(一)生物膜的形成
當污水流經(jīng)填料時，有部分微生物會附著在填料上，并在填料表面大量繁殖，逐漸形成一層滑膩的黏液狀膜。這層膜不斷增生加厚，產(chǎn)生分層現(xiàn)象，表層中的微生物主要為好氧微生物，內(nèi)層處于厭氧狀態(tài)，其微生物組成主要為厭氧微生物，這就是成熟的生物膜。當生物膜增加到一定厚度時，生物膜所吸附的營養(yǎng)物質(zhì)在外層就已利用*，難于傳遞到內(nèi)層，此時內(nèi)層微生物得不到充分的營養(yǎng)而進入內(nèi)源代謝，不再分泌黏液質(zhì)，因而失去黏附能力，在厭氧代謝產(chǎn)生的氣泡擾動和水力剪切力作用下，過厚的生物膜會自動脫落載體。濾料表面會重新長出新的生物膜。
生物膜凈化污水示意圖
(二)參與凈化的微生物類群
生物膜法與活性污泥法相比，在生物種群上差別不大，但在種類、數(shù)量上生物膜法要比活性污泥法要豐富得多，表現(xiàn)在增殖緩慢的微生物、絲狀菌在生物膜中頻繁出現(xiàn)，高營養(yǎng)級微生物如腎形蟲、線蟲、輪蟲、寡毛蟲等原生動物和后生動物等在生物膜中出現(xiàn)較多，在表面受陽光照射部分，會出現(xiàn)較多的藻類如小球藻屬、綠球藻屬、毛枝藻屬等。
生物膜法反應(yīng)器類型
根據(jù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，可以把生物膜法分為如下三類：
(1)非浸沒式生物膜暴露于空氣中，主要有普通生物濾池和塔式生物濾池。
(2)交替浸沒式生物膜交替浸沒于水中和暴露于空氣中，主要有生物轉(zhuǎn)盤和生物轉(zhuǎn)筒。
(3)*浸沒式生物膜*浸沒于水中，靠人工鼓風提供氧氣。主要有生物接觸氧化池。
(一)生物濾池
如圖所示為普通生物濾池運行示意圖和塔式生物濾池運行示意圖。由圖可見，生物濾池主要由濾床、布水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)三部分構(gòu)成。
普通生物濾池
塔式生物濾池
1．濾床 濾床的形狀有矩形和圓形，其中以圓形應(yīng)用廣泛。濾料為微生物附著生長的場所，在濾池內(nèi)堆積構(gòu)成濾床。濾料應(yīng)滿足以下特性：空隙率高，有巨大的比表面積，有一定的機械強度、化學性質(zhì)穩(wěn)定，粒徑適中、易通風。普通生物濾池中常用的濾料為碎石、煤渣和焦炭等。而塔式生物濾池一般采用重量輕、強度大、空隙率高且有巨大比表面積的塑料濾料，如比較常用的環(huán)狀塑料濾料和波紋狀塑料濾料。所以塔式生物濾池可以有較高的有機負荷。
濾料的工作高度即濾床高度跟濾料種類和性質(zhì)有密切關(guān)系。傳統(tǒng)的濾料如碎石、煤渣等由于孔隙率低，堆積太高會影響濾池的通風；傳統(tǒng)濾料的另一個缺點是比重大，堆積太高會使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和排水系統(tǒng)變形，所以普通濾池的濾床高度在2m左右。而新型塑料濾料由于易通風、重量輕，濾床的工作高度可以達到5m以上。如塔式生物濾池的工作高度可以達到10m。
2．布水系統(tǒng) 布水系統(tǒng)的作用是使污水能均勻地分布到整個濾床表面上，主要有兩種類型：固定式噴嘴布水器和移動布水器。
固定噴嘴布水器可用于任何一種濾池，噴嘴的高度一般比濾層高15～20cm，噴嘴間距50~lOOcm。固定噴嘴結(jié)構(gòu)簡單，運行方便，但布水不易均勻。
移動式布水器有移行布水器和旋轉(zhuǎn)布水器。移行布水器用于矩形池型，濾池沿池邊裝有軌道，布水器在濾池表面移動布水。旋轉(zhuǎn)布水器適用于圓形濾池，靠電動驅(qū)動或水力反作用力來推動布水器旋轉(zhuǎn)布水。
3．排水系統(tǒng) 排水系統(tǒng)位于濾床下面，收集由濾床處理的污水和老化后從濾料上脫落下來的生物膜。排水系統(tǒng)由排水假底、集水溝和排水總渠組成。排水假底的作用是支撐濾料、排出處理后污水，并起通風作用。由假底濾出的處理后污水沿傾斜的集水溝匯集到排水總渠排出。集水溝坡度在1％~2％。為保證通風效果，假底的孔隙率所占面積不宜小于濾池總面積的5％~8％，與池底的距離應(yīng)大于0.4—0.6cm。
(二)生物轉(zhuǎn)盤
(三)生物接觸氧化法
生物接觸氧化法是指污水在曝氣條件下以一定的流速流經(jīng)裝有填料的濾池，使污水與填料上的生物膜接觸得以凈化。從生物膜固定和污水流動來看，生物接觸氧化法類似生物膜法，而從污水流經(jīng)曝氣池和采用曝氣系統(tǒng)來看則又類似于活性污泥法，所以接觸氧化法兼有生物膜法和活性污泥法的特點。
接觸氧化法的特點主要有以下幾點：
①接觸氧化池中填料分布于整個池中，比表面積大，總生物量高，所以接觸氧化池能夠負擔較高的容積負荷，其BOD負荷可達到3~5kg／m3。
②適應(yīng)性強、耐負荷沖擊，表現(xiàn)在進水濃度變化或環(huán)境條件突然變化時，生物膜能較快恢復活性。
③適應(yīng)范圍廣，對于各種高低濃度的工業(yè)污水和城市生活污水均具有較好的處理效果。
④處理效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。同時無污泥膨脹問題，無需污泥回流，運行管理方便。
生物接觸氧化池由池體、支架、填料和曝氣系統(tǒng)構(gòu)成。
1．池體 池體的作用是容納被處理水和設(shè)置填料及曝氣系統(tǒng)。池形一般為矩形，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。池底有一定的坡度以便于維修時排干池中積水。接觸氧化池的有效深度一般為4--5m。
2．填料 填料是生物膜的載體，同時對水流和氣泡起阻擋、切割和混合作用，增加氣泡和污水的接觸面積和接觸時間。
對填料的要求是比表面積大、孔隙率高、強度大和化學性質(zhì)穩(wěn)定。常用的填料是聚乙烯塑料和玻璃鋼等制成的蜂窩狀和波紋狀填料。近年來隨著化纖工業(yè)的發(fā)展，性能更優(yōu)良的軟性和半軟性填料得到了廣泛的應(yīng)用。
生物接觸氧化池
3．供氧方式 一般采用鼓風曝氣供氧，曝氣設(shè)備以穿孔管、微孔曝氣器等為主。曝氣方式有中心曝氣、側(cè)面曝氣和全面曝氣。
