环境功能材料 10 生物滤料ppt课件.ppt

生物滤料,水处理工艺,生物法：1. 活性污泥法；2. 生物膜法,生物膜法与活性污泥法,生物膜法是对污水土地的模拟和强化，活性污泥法，类似于曝气塘；共同特点：是在有氧的条件下，利用好氧微生物来氧化分解污水中可生物降解的有机物；不同之处：微生物在处理构筑物中的生存方式有所不同。( 反应器构型不同）,微生物生存方式,活性污泥法：曝气池中微生物以絮状体形式，悬浮于曝气池混合液中不断生长繁殖（悬浮生长）。生物膜法：反应器中微生物附着在载体的表面上形成一种生物膜，当废水流经其表面时，生物膜、水和空气相互接触，发生生物化学反应（附着生长）。,活性污泥生物膜,生物膜法基本特征,工艺构筑物具有固定介质，或是滤料或是板材等，微生物依附在固定表面上呈黏膜状形成生物膜；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，吸附-降解营养物质，净化水质。老化的生物膜会脱落随出水在二次沉淀池中沉淀下来，污泥排放。,微生物附着在介质“滤料”表面上形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧气一般来自大气。,废水净化过程,生物膜法微生物方面的优势,具有丰富的生物相细菌与真菌原生动物和后生动物藻类滤池蝇微生物的分层分布特征（与污水浓度有关）厚度变薄低级到高级存活世代较长的微生物，污泥龄可以很长,工艺方面的优势,对水质、水量变动有较强的适应性( 物化和生化的集成作用）适合低浓度污水的处理剩余污泥产量少（个原因）运行管理方便,生物膜法的缺点,滤料材料、装卸投资；堵塞-可以解决传质性能较差,（1）润壁型生物膜法废水和空气沿固定的或转动的接触介质表面的生物膜流过，如生物滤池和生物转盘等；（2）浸没型生物膜法生物膜载体完全浸没在水中，通过鼓风曝气供氧。如载体固定，称为接触氧化法；如载体流化则称为生物流化床,生物膜法的类型：,生物滤料,生物滤料,生物滤料：生物好氧法污水处理工艺中采用的微生物载体 。也称为生物填料。,有机填料,材质,聚丙烯（PP）、RPP(玻璃增强聚丙烯)、聚氯乙烯（PVC）、氯化聚氯乙烯（CPVC）、聚偏氟乙烯（PVDF）等。,球形填料,泰勒花环,泰勒花环,泰勒花环填料是由美国1954年发明的一种填料，国内通称泰勒花，是由12个小圆环按径向排列而组成的一个大扁球体，很类似于一个螺旋形弹簧首尾相接绕成的一个圆球体。主要特点是填料的空隙率大，不易被堵塞，还有通量大、阻力小等优点，由于这种填料的间隙处能有较高的滞液量，可使塔内液体停留时间较长，从而增加了气液的接触时间，提高了优质效率。,拉西环,西环填料开孔率高，空隙大，通量大，阻力小，使得填料塔内的气体和液体能够自由通过，填料层内的气体和液体分布情况较为良好，尤其是填料环内表面容易被液体湿润，无论其方位如何，淋洒到填料上的液体，有的沿外壁流动，有的沿内壁流动。这样，液体分散度增大，填料内表面的利用率提高。,拉西环,共轭环,共轭环结合了环形和鞍形填料的优点，采用共轭曲线肋片结构，两端外卷边及合适的长径比，填料间或填料与塔壁间均为点接触，不会产生叠套。孔隙均匀，阻力小，乱堆时取定向排列，故有规整填料和特点。有较好的流体力学和传质性能。,共轭环,组合式填料,组合式填料,组合式填料由纤维束、塑料片、套管、中心绳组成。特点是不堵塞，不结团，比表面积大，挂膜迅速，使用寿命长，耐高负荷冲击，充气性能好，适用于各种污水、废水处理工程中配套于接触氧池，氧化槽等设备。,改性生物悬浮填料,物理性质,载体中添加了多种改性成份,经多道特殊的加工工序,使载体的比重接近于水,挂膜前为0.960.98/cm3挂膜后约等于1g/cm3；改性后载体的表面亲水性强，挂膜时间短、附着力好、不易脱落。,生物亲和性,合理的外观设计，粗糙的表面，使其具有很大的比表面积，为微生物大量繁殖提供了舒适的生长环境，微生物种类多、活性高，配方中含有利于硝化细菌生长的酶促进成分，使硝化细菌得到大量繁衍，丰富的微生物使水中的有机物和氨氮快速分解。,对填料的一般要求,机械强度好 比表面积大形状：载体的形状以球状为佳， 生物、化学稳定性好 表面电性和亲水性 微生物一般带有负电荷，而且亲水，因此载体表面带有正电荷特有利于微生物固着生长，载体表面的亲水性同样有利于微生物的附着，使附着的生物膜数量尽可能地多。孔隙率及表面粗糙度 密度,无机填料,天然滤料火山岩滤料,火山岩生物滤料经过选矿、破碎、筛分、研磨等一系列工艺加工而成的粒状滤料，其主要成份为硅、铝、钙、钠、镁、钛、锰、铁、镍、钴和钼等几十种矿物质和微量元素，表观为不规则颗粒，颜色为红黑褐色，多孔质轻，颗粒粒径可根据不同要求生产.,物理性质,1、空隙率：内外平均孔隙率在40%左右，对水的阻力小，同时与同类滤料相比，所需滤料量少，同样能达到预期过滤目标。2、比表面积：比表面积大、开孔率高且惰性，有利于微生物的接触挂膜和生长，保持较多的微生物量，有利于微生物代谢过程中所需的氧气与营养物质及代谢产生的废物的传质过程。3、滤料形状与水的流态：由于火山岩生物滤料是无尖粒状，所以在使用时对水流的阻力小，节省能耗。,化学性质,1、微生物化学稳定性：火山岩生物滤料抗腐蚀，具有惰性，在环境中不参与生物膜的生物化学反应。 2、表面电性与亲水性：火山岩生物滤料表面带有正电荷，有利于微生物固着生长，亲水性强，附着的生物膜量多且速度快。 3、对生物膜活性的影响方面：作为生物膜载体，火山岩生物滤料对所固定的微生物无害、无抑制性作用。,人工滤料,人工滤料一般为经烧结而成，具有多孔结构的陶粒。人工滤料：黏土陶粒 、粉煤灰陶粒、煤矸石陶粒 、以及河底泥陶粒等。,陶粒烧成条件,1 化学组分：在一定温度下产生具有一定粘度的熔体相。2 烧结过程中气体逸出。,实验室制备过程,1 制成粉体2 造粒成球3 烧结,产业化的工艺流程设计,球磨机,成球盘,成球盘对辊造粒机,回转窑,无机滤料的相关研究,滤料改性,石英砂由于存在密度大、比表面积小、孔隙率低、滤池运行周期短、水头损失增长较快、冲洗水消耗大等缺点,现已基本不单独使用;活性炭和火山岩价格较昂贵;沸石孔径相对较小,易堵塞,反冲洗阻力较大。,石英砂滤料表面改性,常用的改性剂有AlC13、FeCl3，能有效地去除水中的重金属离子、有机物、细菌和病毒、酚等有毒有害物质。 涂氧化钛和涂氧化铁的石英砂改性滤料,其去除浊度、有机物、藻细胞等污染物的能力得到提高。,CaCO3型生物滤料,1 除磷：发生生物诱导的化学沉淀，磷酸根和钙离子反应生成Ca2HPO4(OH)2沉淀，显著提高除磷效果2 CaCO3能与生化反应产生的酸反应，起到中和效果，有利于微生物的生理活动。,对P的去除,对PH值的影响,COD、氨氮去除能力提高,