第14章生物膜法 >14.0概述 原 >141生物膜法的基本概念 理 >142生物膜的增长及动力学 14.3生物滤池 144生物转盘 艺145生物接触氧化法 及 >146生物流化床 用 >147其他新型生物膜反应器和联合处理工艺 >148生物膜法的运行管理 No. I
No. 1 ¾ 14.0 概述 ¾ 14.1 生物膜法的基本概念 生物膜法的基本概念 ¾ 14.2 生物膜的增长及动力学 生物膜的增长及动力学 原 理 ¾ 14.3 生物滤池 ¾ 14.4 生物转盘 ¾ 14.5 生物接触氧化法 生物接触氧化法 ¾ 14.6 生物流化床 ¾ 14.7 其他新型生物膜反应器和联合处理工艺 其他新型生物膜反应器和联合处理工艺 ¾ 14.8 生物膜法的运行管理 生物膜法的运行管理 工艺及应用 第14章 生物膜法
14.2生物膜的增长及动力学 潜伏期或适应期 对数增长期或动力学增长期 生物膜的增长过程 线形增长期 减速增长期 生物膜稳定期 脱落期 生物膜的比增长速率 生物膜理论中的几个重要参数 底物比去除速率
No. 2 14.2 14.2 生物膜的增长及动力学 生物膜的增长及动力学 生物膜的增长过程 潜伏期或适应期 对数增长期或动力学增长期 线形增长期 减速增长期 生物膜稳定期 脱落期 生物膜理论中的几个重要参数 生物膜的比增长速率 底物比去除速率
活性污泥微生物的增长 量 对数增殖期减衰增殖期内源呼吸期 微生物增殖曲线 氧利用速率曲线 bS(BO)降曲线 时间 活性污泥微生物增殖曲线及其和有机底物降解、氧利 用速率的关系(间歇培养、底物一次性投加)
微生物增殖曲线 S(BOD)降解曲线 XO a 时间 量 内源呼吸期 b 对数增殖期 c d 减衰增殖期 氧利用速率曲线 活性污泥微生物 活性污泥微生物增殖曲线及其和有机底物降解、氧利 增殖曲线及其和有机底物降解、氧利 用速率的关系 (间歇培养、底物一次性投加) (间歇培养、底物一次性投加) 活性污泥微生物的增长 活性污泥微生物的增长
活性污泥徽生物僧殖分为以下四个阶毁(期): 适应期亦称延迟期或调整期。本期是微生物培养 的最初阶段,是微生物细胞内各种酶系统对新培 养基环境的适应过程。 对数増殖期又称増殖旺盛期。岀现本期的环境奈 件是FM比值很高,有机底物非常充分,营养物质 不是微生物增殖的控制因素,微生物以最高速率 摄取有机底物,也以最髙速率増殖和合成新细胞。 由上图可见,微生物(活性污泥)的增殖速率与 时间呈直线关系,为一常数值.其值即为直线的 斜率。据此,对数增殖期又称为等速增殖期
活性污泥微生物增殖分为以下四个阶段(期) 活性污泥微生物增殖分为以下四个阶段(期) : 适应期 亦称延迟期或调整期。本期是微生物培养 的最初阶段,是微生物细胞内各种酶系统对新培 养基环境的适应过程。 对数增殖期 又称增殖旺盛期。出现本期的环境条 件是F/M比值很高,有机底物非常充分,营养物质 不是微生物增殖的控制因素,微生物以最高速率 摄取有机底物,也以最高速率增殖和合成新细胞。 由上图可见,微生物(活性污泥)的增殖速率与 时间呈直线关系,为一常数值,其值即为直线的 斜率。据此,对数增殖期又称为 “等速增殖期
减衰增殖期又称稳定期和平衡期。随着有机底 物浓度不断下降,微生物的不断增殖,FM比值 继续下降,营养物质逐步成为微生物增殖的控制 因素,此时微生物的增殖过渡到藏衰增殖期。在 此期疽,微生物的增殖速率和有机底物的降解速 率已大为降低。并与残存的有机底物浓度有关 呈一级反应。 內源呼吸期又称衰亡期。污水中有机底物持续 下降,达到近乎耗尽的程度,FM比值随之降至 很低的程度。微生物由于得不到充足的营养物 质,而开始大量地利用自身体内储存的物质或衰 亡菌体。进行内源代谢以维持生命活动,微生物 进入内源呼吸期
减衰增殖期 又称稳定期和平衡期。随着有机底 又称稳定期和平衡期。随着有机底 物浓度不断下降,微生物的不断增殖, 物浓度不断下降,微生物的不断增殖,F/M比值 继续下降,营养物质逐步成为微生物增殖的控制 继续下降,营养物质逐步成为微生物增殖的控制 因素,此时微生物的增殖过渡到减衰增殖期。在 因素,此时微生物的增殖过渡到减衰增殖期。在 此期间,微生物的增殖速率和有机底物的降解速 此期间,微生物的增殖速率和有机底物的降解速 率已大为降低,并与残存的有机底物浓度有关, 率已大为降低,并与残存的有机底物浓度有关, 呈一级反应。 内源呼吸期 又称衰亡期。污水中有机底物持续 又称衰亡期。污水中有机底物持续 下降,达到近乎耗尽的程度, 下降,达到近乎耗尽的程度,F/M比值随之降至 很低的程度。微生物由于得不到充足的营养物 很低的程度。微生物由于得不到充足的营养物 质,而开始大量地利用自身体内储存的物质或衰 质,而开始大量地利用自身体内储存的物质或衰 亡菌体,进行内源代谢以维持生命活动,微生物 亡菌体,进行内源代谢以维持生命活动,微生物 进入内源呼吸期。 进入内源呼吸期
生物膜的增长过程 (1)(2) (3)(4)1(5) 在大量试验事实基数 础上,法国 Capdeville 教授等人于90年代初对 生物膜的增长过程进行 了详细划分,认为生物 膜整个增长过程由如下 六个阶段组成。如图: M曲线:生物膜总量 的变化过程; 暂时性/M4 永久性/M S曲线:底物浓度变化过程; 生物膜增长期 时 M曲线:活性生物量 的变化过程 潜伏期指数 线形减速稳定间 M动态阶段M稳定阶段 02曲线:氧的利用率。 暂时性/M4永久性偶
No. 6 参 数 潜伏期 (1) (2) (3) (4) (5) 时间 暂时性/Mb 暂时性/Ma 永久性/Ma 永久性/Mb 生物膜增长期 指数 线形 减速 稳定 Ma动态阶段 Ma稳定阶段 在大量试验事实基 础上,法国Capdeville 教授等人于90年代初对 生物膜的增长过程进行 了详细划分,认为生物 膜整个增长过程由如下 六个阶段组成。如图: O2 O2曲线:氧的利用率。 生物膜的增长过程 Mb Mb曲线:生物膜总量 的变化过程; Ma Ma曲线:活性生物量 的变化过程; Sf SF曲线:底物浓度变化过程;
潜伏期或适应期 对数期或动力学增长期 线形增长期 减速增长期 生物稳定期 脱落期 No. 7
No. 7 潜伏期或适应期 对数期或动力学增长期 线形增长期 减速增长期 生物稳定期 脱落期
潜伏期或适应期 这一阶段是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、 分散的微生物菌落。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底 物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 No 8
No. 8 潜伏期或适应期 这一阶段是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、 分散的微生物菌落。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底 物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
生物膜的增长过程 (1)(2) (3)(4)1(5) 在大量试验事实基数 础上,法国 Capdeville 教授等人于90年代初对 生物膜的增长过程进行 了详细划分,认为生物 膜整个增长过程由如下 六个阶段组成。如图: M曲线:生物膜总量 的变化过程; 暂时性/M4 永久性/M S曲线:底物浓度变化过程; 生物膜增长期 时 M曲线:活性生物量 的变化过程 潜伏期,指数 线形减速稳定间 M动态阶段M稳定阶段 02曲线:氧的利用率。 暂时性/M4永久性偶
No. 9 参 数 潜伏期 (1) (2) (3) (4) (5) 时间 暂时性/Mb 暂时性/Ma 永久性/Ma 永久性/Mb 生物膜增长期 指数 线形 减速 稳定 Ma动态阶段 Ma稳定阶段 在大量试验事实基 础上,法国Capdeville 教授等人于90年代初对 生物膜的增长过程进行 了详细划分,认为生物 膜整个增长过程由如下 六个阶段组成。如图: O2 O2曲线:氧的利用率。 生物膜的增长过程 Mb Mb曲线:生物膜总量 的变化过程; Ma Ma曲线:活性生物量 的变化过程; Sf SF曲线:底物浓度变化过程;
对数期或动力学增长期 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。在此阶段由于有机物、溶解氧及其它营养物的供给超过了 消耗的需要,附着微生物以最大速度在载体表面生长。一般在 动力学增长期末,生物膜厚可达几十个微米。在动力学增长 期,通常可观察到如下现象:生物膜多聚糖及蛋白质产率增 加;底物浓度迅速降低,即有机污染物降解速率很高;大量的 溶解氧被消耗,在此阶段后期,供氧水平往往成为底物进一步 去除的限制性因素:生物膜量显著增加,在显微镜下观察到的 生物膜主要由细菌等活性微生物组成。 No.10
No. 10 对数期或动力学增长期 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。在此阶段由于有机物、溶解氧及其它营养物的供给超过了 消耗的需要,附着微生物以最大速度在载体表面生长。一般在 动力学增长期末,生物膜厚可达几十个微米。在动力学增长 期,通常可观察到如下现象:生物膜多聚糖及蛋白质产率增 加;底物浓度迅速降低,即有机污染物降解速率很高;大量的 溶解氧被消耗,在此阶段后期,供氧水平往往成为底物进一步 去除的限制性因素;生物膜量显著增加,在显微镜下观察到的 生物膜主要由细菌等活性微生物组成