当代水处理技术44+生物流化床技术课件.ppt
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- 当代 水处理技术 44 生物 流化床 技术 课件
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1、4.4 生物流化床技术生物流化床技术一、生物流化床的基本原理一、生物流化床的基本原理1、流态化与流态化技术、流态化与流态化技术 反应器内填充固体颗粒介质,通入液体时,如流速小,则固体颗粒介质不动;如流速继续增加,颗粒开始松动与膨胀;流速继续增加,床层进一步膨胀,直到颗粒悬浮于液体中而互不接触,进入流态化状态(此时流速为临界流化速度);若流速超过临界流化速度,则流化态继续发展。2、生物膜与生物膜技术、生物膜与生物膜技术(1)生物膜法 活性微生物固着在惰性载体的表面形成生物膜,废水流经生物膜表面,溶解性污染物为微生物所摄取、利用,废水得到净化。因而这种方法亦称为生物过滤法。(2)生物膜的形成与结构
2、(3)生物膜法的特点1)微生物相方面的特征 参与净化反应微生物多样化:生存环境稳定,污泥龄长。使硝化功能得以实现。活性污泥与生物膜上出现的微生物种类与频率的比较活性污泥与生物膜上出现的微生物种类与频率的比较微生物种类 出现频率 微生物种类 出现频率活性污泥法生物膜法 活性污泥法生物膜法 细菌吸管虫类藻类其它纤毛虫类鞭毛虫类轮虫类肉足虫类线虫类缘毛类 寡毛类下毛类其它后生动物 生物的食物链长:与活性污泥上生息的微生物相比,在生物膜上生息的微生物中,动物营养性者占优,微型后生动物的存活量也比较高。因此污泥量低。净化反应过程分段进行:生物膜处理法的各种工艺对废水的处理多分段进行,在各段生物膜上优势微
3、生物将是与进入该段废水的水质成分非常适应的菌属。硝化菌及脱氮菌能够得到良好的增值:生物膜固着在载体上,微生物的增值与废水在反应器内的停留时间无关,象硝化菌这样比增殖速度小的细菌也能得到比较稳定的增殖。2)在净化功能方面的特征 具有高度的硝化与脱氮功能:硝化与反硝化 对水质水量的变动有较强的适应性,且易于恢复:大量生产实践证明,当停止进水后,对生物膜的净化功能影响不大。对低浓度废水也能进行有效的处理:对活性污泥法来讲,原废水的BOD值不应低于5060mg/L,否则活性污泥絮体难于形成。而生物膜法对这样的低浓度,甚至浓度更低的废水也能够进行充分的处理。因此可应用于微污染水源的处理。3)在维护管理方
4、面的特征节能,动力费用低:动力能耗是活性污泥法的1/2至2/3;易于固液分离:脱落的生物膜中,动物成分多,因此易于固液分离;污泥产率低:与活性污泥法相比,污泥产率降低25左右。3、生物膜法的基本原理、生物膜法的基本原理(1)生物膜的特征与性质)生物膜的特征与性质1)生物膜的特征 生物膜厚度 生物膜总厚度一般介于0.07-0.4mm;生物膜活性厚度(有机物降解速率达到最大时的生物膜厚度)一般介于0.07-0.1mm。生物膜的密度 反映生物膜内微生物数量。密度大产生于好氧层,微生物细胞密集重叠;而密度小产生于厌氧层,是由于细胞的溶菌裂解造成的。2)影响微生物固定的因素 微生物性质A、悬浮微生物浓度
5、 在给定的系统中,悬浮微生物浓度代表了微生物与载体间的接触频度。一般讲,悬浮微生物浓度增加,微生物与载体间的接触频度也随之增高。大量实验结果表明,在微生物附着固定过程中存在一个临界悬浮微生物浓度。B、悬浮微生物活性 悬浮性活性污泥的活性通常用微生物的比增长速率来描述。载体表面性质 在正常生长环境下,微生物细菌表面带负电荷,如果通过一定的表面改良技术使载体表面具有正电荷,将使微生物在载体表面附着固定更为容易。环境特性A、液相pH 液相环境中,pH的变化将直接影响微生物细菌的表面电荷性质。当pH大于等电点pH(电位为0时的pH),细菌表面由于氨基酸的电离作用而显负电性;当pH小于等电点pH,细菌表
6、面由于氨基酸的电离作用而显正电性。B、液相离子强度C、水利剪切作用 反应初期,弱的剪切力有利于细菌在载体上的固定;在生物膜反应器的正常运行中,需要一定强度的剪切力,以使生物膜得到更新。D、接触时间(2)生物膜中的物质迁移)生物膜中的物质迁移1)有机污染物的迁移;2)溶解氧的迁移;3)反应产物的扩散(3)生物膜净化废水的机理)生物膜净化废水的机理 1)有机污染物的吸附)有机污染物的吸附 生物膜呈蓬松的絮状结构,微孔多表面积大,具有很强的吸附能力。2)有机污染物的生物降解)有机污染物的生物降解 生物膜微生物以吸附和沉积于膜上的有机物为营养料。增殖的生物膜脱落后进入废水,在二次沉淀池中被截留下来,成
7、为污泥。有机物负荷高,其处理水的NO3-可在2mg/L左右,BOD5去除率为6090%;负荷低,废水经过处理后,BOD5可以降到25mg/L以下,硝酸盐(NO3-)含量在10mg/L以上。(4)影响生物膜处理效果的主要因素)影响生物膜处理效果的主要因素1)进水底物的组分和浓度2)营养物资3)有机负荷及水力负荷4)溶解氧5)生物膜量6)pH7)温度8)有毒物资4、生物流化床的特点、生物流化床的特点(1)固体载体的颗粒十分细小,因此能提供微生物附着生长的巨大比表面积,使反应器内维持比较大的生物量;(2)传质性能好;(3)气固液三相的剧烈翻动,促使生物膜的形成、生长、成熟与脱落过程加剧,使膜的更新快
8、、活性强;(4)气固液三相分离溶液、迅速;(5)反应器耐冲击负荷能力强;(6)占地面积大大减少;(7)技术要求高,能耗较高。二、生物流化床的类型与工艺流程二、生物流化床的类型与工艺流程1、好氧生物流化床、好氧生物流化床(1)好氧生物流化床的结构组成好氧生物流化床是以微粒状填料如砂、焦炭、活性炭、玻璃珠、多孔球等作为微生物载体,以一定流速将空气或纯氧通人床内,使载体处于流化状态,通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化 并分解废水中的 有 机 物,从 而 达 到 对 废 水 中 污 染 物 的 去 除。好氧生物流化床按床内气、液、固三相的混合程度的不同,以及供氧方式床体结构及脱膜方式等的差别可分
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