生物膜工藝處理生活廢水研究

李 峰

（山西蘭花科技創業股份有限公司望云煤礦分公司 山西晉城 048400）

到2008年為止，我國城市污水處理率已經可以達到66%，但是化學需氧量 (COD)和NH3-N的排放量分別高達1320.7萬噸、127.0萬噸，數量還是非常的驚人。因此，城市生活廢水的污染問題已經非常嚴峻，人們必須重視這個問題了。近年來城市生活廢水的排放量呈現出逐年增加的趨勢，生活廢水己然成為水體污染的最大源頭[1]。本文根據城市生活廢水處理工藝發展趨勢，介紹了生物膜工藝在處理生活廢水中的應用。

1 生物膜處理生活廢水的原理

生物膜處理是一種高級除磷脫氮的好氧生物處理工藝，屬于生化處理中的一類。生物膜處理是利用生物所形成的固膜對水中的有機物和膠體物質進行生化處理。具體工藝過程如下：原水-初次沉淀池-生物膜-二次沉淀池-出水。

生物膜是一種擁有蓬松絮狀結構，表面積大且微孔多的微生物生長載體。因為具有很強的吸附能力，將廢水中的有機污染物都吸附在膜上，而這些有機物將成為膜上的微生物的養料。等到一定時間時生物膜將會脫落，然后進入廢水中，接著會在二次沉淀池中沉降下來成為污泥，達到處理生活廢水的目的。如有機物含量比較高，生物膜中的微生物不及氧化分解，這樣形成的污泥不穩定，需要進行再次處理。

2 生物膜法在水處理應用中分類

廢水的生物膜處理法，簡稱生物膜法，其中的微生物處于附著生長狀態。生物膜就是一種膜狀生物性污泥，它為微生物、原生動物、后生動物等提供生長的環境。生物膜法大致可以分為生物濾池法、生物接觸氧化法、生物轉盤法、生物流化床法等四種方法。

2.1 生物濾池法

1893年英國的科貝特 (Cobrett)創建了世界上第一個灑滴濾池。灑滴濾池的工作原理是，在放入的固體濾料表面會由于灑滴形成一種生物膜。這種生物膜形成后，將廢水中的有機污染物都吸附在膜上，而這些有機物將成為膜上的微生物的養料，從而使廢水得到凈化。

2.2 生物接觸氧化法

生物接觸氧化法[2]也可以叫做浸沒式生物濾池，目前在化工行業、紡織印染行業、制藥行業、生活等廢水方面的應用已經比較廣泛。生物接觸氧化法的具體操作是在池內放置填料，而且填料的將會長滿生物膜，只要生物膜與廢水接觸，就可以將廢水中的有機污染物都吸附在膜上，而這些有機物將成為膜上的微生物的養料。這樣就消耗了廢水中的有機物，從而使廢水得以在微生物的作用下得到凈化。

2.3 生物轉盤法

生物轉盤是1960年德國的哈特曼(Hartlnnna)等人研制的一種生物膜廢水處理技術。生物轉盤[3]的主體是一種同軸等間距的多組圓盤片構成的轉體，盤片上有生物膜。當轉盤開始轉的時候，一半與廢水相接觸吸附有機污染物，一半與空氣接觸進行充氧，從而廢水得以在微生物的作用下得到凈化。由于生物轉盤自身條件限制，它的使用的并不十分廣泛。

2.4 生物流化床法

流化床本來是應用在化學工程領域的一種技術，但是人們將流化床技術應用到廢水處理過程中，就逐漸形成了廢水的生物流化床處理法[4]。生物流化床處理法是以純氧空氣為氧源的，因此廣泛應用在處理工業廢水和城市廢水中。我國的一些科研單位和高校也對生物流化床進行了廣泛研究并取得了較好的結果。生物流化床由于設備和技術的問題還沒有完全解決，因此在國內目前應用較少。

3 生物膜工藝處理生活廢水的優勢

生物膜法進行生活廢水的處理，與現在的常規工藝相比有很多的優勢。這種方法將會是國內外城市生活廢水處理工藝發展的主要趨勢，而且非常符合我國的國情。因此，生物膜是法一種有很好應用前景的廢水處理工藝。

生物膜法在生活廢水處理方面有很大的優勢，尤其適合城市中各個小區的廢水處理。因為生物膜法處理低濃度城市生活廢水非常有效。而且與別的方法例如活性污泥法相比產生的污泥量少很多。具體生物膜法產生的剩余污泥較活性污泥法少將近1/4，這是非常大的量。這樣就非常有利于剩余污泥的處置。因此，生物膜法對于生活廢水尤其是小區生活廢水的回收利用貢獻是非常大的。生物膜法將是影響解決我國水資源匱乏問題的一個關鍵因素。

生物膜法因為能很好的同步硝化反硝化脫氮，可以節省一部分能耗和部分技術經濟成本。生物膜法還可以減少一些建筑物的數量，簡化廢水處理工藝流程及運行維護成本，同時還能減少占地面積及征地用。生物膜法在去除COD和NH3-N方面也有很大的優勢，可以在一定程度上緩解水體富營養化。生物膜法反硝化脫氮時能節約30%的碳源，減少一些污泥回流量或者能夠直接不需要污泥回流設備，降低了很多能耗以及設備運行的成本。

4 結語

生物膜法在處理廢水中的應用主要有生物濾池法、生物接觸氧化法、生物轉盤法、生物流化床法等四種。生物膜工藝處理生活廢水有很多優勢，如微生物的存活時間較長、具有較強的抗擊能力、對低濃度的廢水具有較好的處理效果、產泥量少、成本低、操作簡單等。

[1]易綠云．生物膜工藝處理生活廢水研究及其微生物群落多樣性分析[D]．廣東：華南理工大學，2010．

[2]梁增強，李昌科，吳沛，等．生物接觸氧化法在陜西省內醫院廢水處理中的應用[J]．西南給排水，2008，30(3)：25-28．

[3]陳志強，李芳，楊越，等．網狀生物轉盤處理污水的實驗研究[J]．哈爾濱工業大學學報，2006，38(12)：2077-2080．

[4]李平，吳海珍，韋朝海．生物流化床反應器生物膜特性研究進展．環境污染治理技術與設備．2002，3(9)：75-79.