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污水处理厂的重要“技能”,好氧生物膜是如何生成的?

放大字体  缩小字体   日期:2022-06-27 13:00:02  浏览量:156   移动端

好氧生物处理是在污水处理当中应用相当广泛,不仅在农村污水和城市污水,而且在工业废水处理当中起到很好的效果。


主要的原理是:在有氧气的条件下,利用好氧和兼性的微生物(主要是好氧细菌和兼性细菌),将水中的有机污染物和其他污染物质进行去除,是一种稳定且无害的废水处理工艺。


好氧生物处理根据用法可分为活性污泥法和生物膜法。


生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法处理工艺,又称为淹没式生物滤池。


生物接触氧化工艺的流程与活性污泥法的工艺流程相近、即在接触氧化池中也需要从外界通过人工手段为池中的微生物提供氧气;同时,该工艺流程也与生物滤池工艺相近,即在生物反应池中还装有供微生物附着生长的固体状填料物质,在生物反应池中起净化作用的主要是附着生长在填料上的微生物。



好氧生物膜法特点


1. 生物膜法主要作用:去除污水中的溶解性及胶体有机物。


2. 生物膜法与活性污泥法区别:


活性污泥法:依靠曝气池中悬浮着的活性污泥分解有机物;


生物膜法:依靠固着于载体表面的微生物膜分解有机物。


3. 生物膜法优点:


对水质、水量变化有较强适应性,操作稳定性好;


不会发生污泥膨胀,剩余污泥量较少;


生物膜中的生物相更为丰富,且沿水流方向,生物群具有一定分布规律;


自然通风供氧,能耗少。


4. 生物膜法缺点:


活性生物量难以人为控制,运行灵活性较差;


载体材料的比表面积小,设备容积负荷有限,空间效率较低。


生物膜结构及净水机理


1. 生物膜结构及特点:


蓬松的絮状结构;


微孔多,表面积大,具有很强的吸附能力。


2. 生物膜正常运行情况下的性能状态:


生物膜各部分是交替脱落的,系统内活性生物膜数量相对稳定,膜厚约2~3mm,净化效果良好。


3. 生物膜增厚的问题及解决方法:


问题:过厚的生物膜,不能提高底物利用速度,可能造成堵塞,影响正常通风。


解决方法:当进水浓度较大,生物膜增长过快时,增大水流的冲刷力。


4. 塔式生物滤池微生物分布特点:


填料上层:异养细菌和营养水平较低的鞭毛虫或肉足虫为主;


填料下层:可能出现世代期长的硝化菌和营养水平较高的固着型纤毛虫;


生物膜中普遍存在真菌,在条件合适时,可能成为优势种。


好氧生物膜的形成


微生物在经历不可逆附着过程后,开始逐渐适应生存环境,并在载体表面逐渐形成小的,分散的微生物。

这些初始菌落首先在载体表面不规则处形成。

这一阶段的持续时间取决于进水第五浓度以及载体表面特性。

在实际生物膜反应器启动时,要控制这一阶段是很困难的。


在适应期形成的分散菌落开始迅速增长,逐渐覆盖载体表面。

生物膜厚度可以达到几十μm。

多聚糖及蛋白质产率增加,大量消耗溶解氧,后期氧成为限制因素,此阶段结束时,生物膜反应器的出水底物浓度基本达到稳定值,这个阶段决定了生物膜反应器内底物的去除效率及生物膜自身增长代谢的功能。


生物膜在载体表面以恒速率增长,出水底物浓度不随生物量的积累而显著变化;其好氧速率保持不变;此阶段生物膜总量的积累主要源于非活性物质。

此时生物膜活性生物量所占比例很小,且随生物膜总量的增长呈下降趋势。

原因是:可剩余有效载体表面饱和;禁锢作用明显,有毒或抑制性物质的积累。

这个阶段对底物的去除没有明显的贡献,但在流化床反应器内,这个阶段可以改变生物颗粒的体积特性。


由于生存环境质量的改变以及谁理学的作用,出现了生物膜增长速率变慢,这一阶段是生物膜在某一质量和膜厚上达到的稳定的过渡期。

此时生物膜对水力学剪切作用极为敏感。

生物膜结构疏松,出水中悬浮物的浓度明显增高,末期,生物膜质量及厚度都趋于稳定,运行系统也接近稳定。


生物膜新生细胞与由于各种物理力所造成的生物膜损失达到平衡。

次阶段,生物膜相及液相均已达到稳定状态。

在生物膜反应器运行中,生物膜稳定期的维持一直认为是过程稳定性的必要保证,而在三相流化床等生物反应器中,在高底物浓度、高剪切力作用下,这一阶段时间很短,甚至不出现。



随着生物膜的成熟,部分生物膜发生脱落。

生物膜内微生物自身氧化、内部厌氧层过厚以及生物膜与载体表面间相互作用等因素可加速生物膜脱落。

另外,某些物理作用也可以导致生物膜脱落。

此阶段中,出水悬浮物浓度增高,直接影响出水水质;底物降解过程受到影响,其结果是底物去除率降低,而我们在运行生物膜反应器的时候应该尽量避免生物膜同时大量脱落。


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