环境微生物学
5.生物膜反应器类型及其应用进展 – （1）生物滤池
» 普通生物滤池 滤料：碎石、炉渣等；通风：自然通风 特点：结构简单，管理方便 缺点：不卫生，处理效率低
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建设中的生物滤池
典型的生物滤池的构造
滤床
布水设备
排水系统
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自然通风,不设曝气系统.
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作 用
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排水系统
收集污水与生物膜 保证通风 支撑滤料
组 成
排水假底 池底 集水沟
5.生物膜反应器类型及其应用进展 – （1）生物滤池 » 塔式生物滤池 滤料：煤渣、高炉渣、新型 材料等；通风：自然通风 特点：分层；占地少；基建 费用省；净化效果好；通风 好污水水流紊动强烈 缺点：运转费用高
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1.生物膜特性 b.结构
液 层：流动水层、附着水层 生物膜：好氧层、厌氧层
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（二）生物膜法
2.生物膜的净化原理 •好氧层-厌氧层 •吸附-降解 •食物链：有机质→细菌→真菌→原生动物
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3. 生物膜的基本流程
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（二）生物膜法
4.生物膜的培育 – （1）自然挂膜法：污水中的自然菌种 – （2）菌种添加挂膜法：投加高效菌种
– 高效的原理： » 生物活性高，生物浓度较高 » 传质条件好，充氧效率高 » 利于丝状菌生长
– 缺点： » 负荷高易堵塞，有时生物膜脱落影响出水水质 » 建设费较高
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生物接触氧化池的构造
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接触氧化池构造示例
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接触氧化池外观图
反应区曝气系统的布置
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生物填料与框架
几种常见滤料
比表面积65～100m2/m3， 孔隙率45％～50％
比表面积在98～340m2/m3， 孔隙率为93％～95％
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比表面积在81～195m2/m3， 孔隙率为93％～95％
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滤床高度同滤料种类的关系
石质拳状滤料
滤床高度：1～2.5m。 孔隙率低，滤床过高会影响通风； 太重, 过高会影响排水系统和滤池基础结构。
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5.生物膜反应器类型及其应用进展 （1）生物滤池 » 曝气生物滤池 结构：与普通生物滤池相似 特点：人工曝气 注意事项：防止堵塞
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（2）生物接触氧化（淹没式生物滤池）
– 特点： » 两部分微生物（生物膜+絮状污泥） » 不设污泥回流系统，BOD容积负荷较高 » 能够克服污泥膨胀问题
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常用填料的类型料
正六角行蜂窝状斜管
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聚乙烯蜂窝填料
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半软性填料
弹性立体填料
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YHT型弹性生物的环填料
组合填料
软性、复合填料 软性纤维填料
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生物接触氧化法填料
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立体弹性填料
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漂浮填料
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塑料滤料
比重小，孔隙率高，滤床高度不但可以提高，而且 可以采用双层或多层构造。
国外一般采用双层滤床，高7m左右；国内常采用多 层的“塔式”结构，高度在10m以上。
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布水设备
为了使污水能均匀地分布在整个滤床表面上 生物滤池的布水设备分为两类
移动式（常用回 转式）布水器
固定式喷嘴 布水系统
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1）生物膜系统微生物的特点 – 厌氧和兼性厌氧菌的比例高 – 丝状微生物数量多 – 存在较高等的微型动物 – 成层分布现象
2）判断生物膜功能的指标性生物 – 高负荷：白色贝氏硫细菌、生枝动胶菌；膜黑色到灰色 – 负荷适当：累枝虫、沟钟虫等；膜为灰褐色 – 低负荷：硝化细菌大量生长；膜呈褐色 – 更新较快的膜：旋轮虫、轮虫等 – 后生动物异常增长的膜：剑水蚤属、红斑瓢体虫等 – 发生恶臭的膜：新态虫、扭头虫等
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6.生物膜法系统微生物的特点与运行管理的关系
3）生物膜系统运行应特别注意的问题 – 防止生物膜过厚 – 维持较高的DO – 减少ESS
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三、厌氧生物处理
概念 特点 （一）沼气发酵的生物化学
– 主要成分：CH4、CO2 – 过程：
» 第一阶段：复杂有机物变成简单化合物（初级发 酵菌群
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厌氧生物处理中的微生物类型
甲烷细菌一般性质
形态
杆状 球状 螺旋状
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甲烷八叠球菌属
厌氧生物处理中的微生物类型
甲烷细菌一般性质
营养
碳源：有机酸、醇类 氮源：NH4+
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厌氧生物处理中的微生物类型
甲烷细菌一般性质
环境
通气：严格厌气 温度：多为中温性 酸碱性：中性或微碱性
新型的纤维网状填料
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新型的三维立体网状填料
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（3）流化床生物膜 结构：反应器、载体颗粒（运动） 底部进水 特点：
– 生物量高 – 比表面积高 – 传质速率高 – 耐负荷冲击能力强 – 设备小，占地少，易于管理
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6.生物膜法系统微生物的特点与运行管理的关系
（二）生物膜法
• 概念:依靠固着于载体表面的微生物膜来净化有机物（附着生长 反应器 ）
载体:碎石、卵石、焦炭、塑料等
•1.生物膜特性 •(a)生物：多样性高于活性污泥，微生物种类多，食物链长 而复杂 •类群：菌胶团菌和丝状菌（主要） •常见种属： •细菌：动胶菌、假单胞菌等 •真菌：镰孢霉、白地霉、酵母等 •藻类：席藻、丝藻等
» 第二阶段：简单有机物变为乙酸、H2、 CO2等 （产氢产乙酸细菌、同型产乙酸细菌）
» 第三阶段：乙酸、H2、 CO2等转化为CH4（两类产 甲烷菌群）
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有机物厌氧分解生成甲烷的过程 1)发酵性细菌 (2)产氢产乙酸细菌 (3)同型产乙酸菌 (4)利用H2和CO2产甲烷菌（30%） (5)分解乙酸的产甲烷菌（70%）
产甲烷化学过程
4H2+C02→CH4＋2H20 CH3C00H→CH4+C02
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（二）厌氧污泥的性质及微生物特征
污泥：灰色至黑色 微生物：细菌数量最多，真菌少，藻类及原生动物偶
有发现 细菌：以兼性或专性厌氧菌为主
沼气发酵型系统中： – 初级发酵菌 – 产氢产乙酸菌 – 同型产乙酸菌 – 氧化氢的产甲烷菌、利用乙酸的产甲烷菌
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（三）厌氧污泥的培育方法