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污水处理技术及工程应用

第六节 曝气生物滤池与生物膜法处理

一、生物滤池的结构与原理

( 一)生物过滤器的基本原理

生物滤池处理废水是使废水与生物膜接触,交换固液物质,利用生物膜中的
微生物氧化有机物,从而净化废水.与此同时,生物膜中的微生物继续生长和繁
殖.生物膜在载体上的生长过程如下:当有机废水或活性污泥悬浮液培养的接种
物流经载体时,水中的悬浮固体和微生物被吸附在固体表面,微生物利用有机基
质生长繁殖,在载体表面逐渐形成一层黏性生物膜.这层生物膜具有生化活性,
进一步吸附和分解废水中悬浮态、胶态和溶解态的污染物.
为了保持好氧生物膜的活性,除了在废水中提供营养物质外,还应创造良好
的好氧条件,即向生物膜提供氧气.通常使用自然通风或强制自然通风为填充生
物膜的工艺设备提供氧气.氧气在生物膜中的渗透深度取决于其在膜中的扩散系
数、固液界面的氧气浓度和膜中微生物的氧气利用率.对于特定的废水流量和浓
度,应确定好氧层的厚度.增加废水浓度会减少好氧层的厚度,而增加废水流量
会增加好氧层的厚度.
由于生物膜的吸附,膜表面有一层很薄的水层 ( 附着水层),当废水流经生
物膜时,有机物通过附着的水层扩散到生物膜中,膜中的微生物在氧气的参与下
分解有机物并代谢生物体.代谢物沿基质向相反方向扩散,从生物膜转移并返回
水相和空气.
随着废水处理工艺的发展,微生物不断生长繁殖,生物膜厚度不断增加,废
水基质和氧气的传递阻力逐渐增大.膜表面仍能保持充足的营养和好氧状态,而
膜深层会出现营养或氧气不足,导致微生物内源性代谢或厌氧层的出现.这里的
生物膜由于与载体的黏附力降低和水力冲刷而脱落.老化的生物膜脱落后,载体
表面可再次被吸附,生物膜生长加厚,直至再次脱落.从吸附到脱落,完成一个
生长周期.正常运行时,整个反应器中的生物膜各部分总是交替脱落.系统中活
性生物膜数量相对稳定,膜厚 ２~３mm ,净化效果好.生物膜过厚不能提高基质
利用率,但可能造成堵塞,影响正常通风.因此,当废水浓度较大时,生物膜生

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