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
