生物膜法在市政水處理中的應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X131.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1008-925X(2011)12-0030-01

摘要：采用低成本生物膜法處理生活污水，對影響去除氨氮的相關(guān)因素進(jìn)行了試驗(yàn)研究結(jié)果表明，該法對生活污水中的氨氮具有較好的去除效果，并得出較優(yōu)工藝條件。

關(guān)鍵詞：生物膜法 影響因素 水處理

生物膜在天然水環(huán)境中和廢水處理工程中起著重要的作用。 在自然環(huán)境條件下，生物膜能存在于幾乎所有暴露于水中的固體表面上，代表了一大類微生物群體，其中有各種棲息者如粘著細(xì)菌、原生動(dòng)物、真菌、藻類和其它后生動(dòng)物。在生物膜法處理中，生物固體的平均停留時(shí)間與污水的停留時(shí)間無關(guān)，硝化菌和亞硝化細(xì)菌能夠大量繁殖，氨氮的容積去除負(fù)荷率較大，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

1 生物膜法的概念和特點(diǎn) 

生物膜法是令微生物附著在惰性濾料上，形成膜狀的生物污泥，從而對污水起到凈化效果的生物處理方法。生物膜法具有運(yùn)行費(fèi)用低廉、管理方便的特點(diǎn)，對進(jìn)水的水質(zhì)與水量變化有著很強(qiáng)的適應(yīng)能力，克服了活性污泥法中污泥絲狀膨脹的缺點(diǎn)，剩余污泥量也有了顯著的減少。但是與活性污泥法相比，生物膜法對環(huán)境溫度的要求較高，氣溫過高或過低都會(huì)影響生物膜的活性，引起生物膜的壞死和脫落。另外，由于生物膜需要附著在濾料上才能夠?qū)ξ鬯鸬絻艋饔茫虼溯d體的比表面積對生物膜處理的效果有著很大的影響，如果選用的濾料比表面積達(dá)不到要求，想要達(dá)到預(yù)期的處理效果就需要增加處理池的面積，使投資費(fèi)用增大。生物膜法中使用的濾料屬于消耗品，需要對其進(jìn)行周期性的更新，增大了運(yùn)行期間的管理費(fèi)用。同時(shí)，生物膜法對工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行條件的要求較為嚴(yán)格，一旦發(fā)生問題，便會(huì)引起濾料的破損和堵塞，降低出水的水質(zhì)。

2 生物膜法的分類和優(yōu)缺點(diǎn) 

2.1 生物接觸氧化法。生物接觸氧化法實(shí)際上是一種浸沒曝氣式生物濾池，是曝氣池與生物濾池相結(jié)合產(chǎn)生的綜合性污水處理工藝，同時(shí)具備兩種處理方法的優(yōu)點(diǎn)，具有容積負(fù)荷高、抗沖擊負(fù)荷力強(qiáng)的特點(diǎn)。生物接觸氧化法的供氧十分充足，膜的更新速度非?？?，大大的提高了生物膜的活性，增強(qiáng)其抗沖擊能力，而且使用生物膜法會(huì)將產(chǎn)生的大部分活性污泥附著在載體上，減少污泥產(chǎn)量及回流量，降低對機(jī)械的損耗。但生物接觸氧化法的濾料容易發(fā)生堵塞，增加了管理的難度。 

2.2 生物流化床。生物流化床技術(shù)是利用氣體或液體，使附著微生物的固體顆粒狀濾料呈流態(tài)化，對污水進(jìn)行凈化的技術(shù)。生物流化床法充分利用了微生物不同生命活動(dòng)階段的特征，根據(jù)微生物的生長特點(diǎn)將處理階段劃分為固定床階段、流化床階段、液體輸送階段三個(gè)階段。由于微生物顆粒在設(shè)備當(dāng)中處于流動(dòng)狀態(tài)，對設(shè)備的磨損較為嚴(yán)重，同時(shí)載體顆粒自身也存在著磨損現(xiàn)象。另外，生物流化床的防堵塞問題及生物顆粒流失等問題目前還沒有有效的解決方法，在一定程度上限制了生物流化床的推廣。 

2.3 移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器。移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器簡稱MBBR，是介于生物接觸氧化法與生物流化床法之間的一種新型生物膜污水處理工藝，很好的解決了生物接觸氧化法中濾料堵塞的問題，同時(shí)也克服了生物流化床中三相分離困難的缺點(diǎn)，具有良好的處理效果。移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器利用密度接近于水的顆粒狀材料作為生物膜的載體，向反應(yīng)器中連續(xù)通入污水同時(shí)進(jìn)行曝氣，創(chuàng)造出良好的混合接觸條件，利用微生物的生物活動(dòng)達(dá)到凈化污水的目的。移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器具有微生物濃度高、食物鏈長的特點(diǎn)，對進(jìn)水的流量和濃度變化有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。同時(shí)，由于選用的生物膜載體密度與水接近，降低了流化過程的能量消耗，增大了傳質(zhì)速率，且不易發(fā)生堵塞，剩余污泥量明顯少于活性污泥法。另外，由于此方法的結(jié)構(gòu)緊密，因此具有占地少、能耗低的特點(diǎn)，明顯的降低了投資與運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用。

2.4 生物濾池法。生物濾池法的基本流程是由初沉池、生物濾池和二沉池三部分組成的。生物濾池主要分為兩大類：其一，有高負(fù)荷生物濾池。其優(yōu)點(diǎn)是處理效果好，去除率可達(dá)90%以上，其出水可降到25mg/L以下，且出水水質(zhì)非常穩(wěn)定。其缺點(diǎn)是占地面積過大，容易堵塞，影響環(huán)境衛(wèi)生。其二，塔式生物濾池。與傳統(tǒng)的生物濾池相比，其具有負(fù)荷高、分層明顯、堵塞可能小與占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

3 移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器的實(shí)際應(yīng)用 

印染廢水的水量較大，占到了全部工業(yè)廢水的百分之十，具有有機(jī)物含量高、COD值大、色度高、酸堿度變化大等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的活性污泥法對進(jìn)水的變化適應(yīng)能力不強(qiáng)，而移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器微生物濃度高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，能夠很好的適應(yīng)印染廢水水質(zhì)與水量的變化。采用移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器處理印染廢水的出水，能夠有效的降低出水的COD和色度，使出水水質(zhì)達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)裝置主要包括進(jìn)出水裝置、曝氣裝置以及反應(yīng)器三部分，反應(yīng)采用連續(xù)進(jìn)水的方式，出水為連續(xù)式濾布膜過濾出水。反應(yīng)器由兩部分構(gòu)成，其中左側(cè)為反應(yīng)區(qū)，采用懸浮填料，使生物膜顆粒懸浮于水中，并在氣體的作用下呈循環(huán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；右側(cè)為沉淀區(qū)，安裝有濾布膜組件，可以起到泥水分離的作用，使出水借助重力流出，而污泥回流至左側(cè)的反應(yīng)區(qū)。反應(yīng)過程的曝氣量為0.55m3/h，水力停留時(shí)間為1.5d，進(jìn)水采用針織物精細(xì)印花生產(chǎn)工藝中的母液和沖洗水，水質(zhì)變化較大。經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)行后檢測出水的水質(zhì)，發(fā)現(xiàn)移動(dòng)床生物膜具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，COD的平均去除率可達(dá)85%、色度的平均去除率為90%、NH3-N的平均去除率達(dá)到了85%，出水的COD及色度均達(dá)到了國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，對印染廢水具有良好的凈化效果。使用移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器處理印染廢水，能夠有效地降低出水的COD、色度與NH3-N濃度，且對進(jìn)水的水質(zhì)與水量的變化有良好的適應(yīng)能力，在印染廠長期的使用過程中均能維持出水水質(zhì)的穩(wěn)定，同時(shí)運(yùn)行費(fèi)用較低，維護(hù)相對簡單，是一種有效的印染廢水處理方法。

4 結(jié)束語 

利用生物膜法對污水進(jìn)行處理，能夠很好的克服活性污泥法的各項(xiàng)缺點(diǎn)，對進(jìn)水具有很好的適應(yīng)能力，可以應(yīng)用到多種行業(yè)的污水處理過程中，具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 王圣武，馬兆昆.生物膜污水處理技術(shù)和生物膜載體[J].江蘇化工，2004，(8)

[2] 朱甜甜.移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器在污水處理中的應(yīng)用[J].西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，(4)