生物膜法在生活廢水處理中的分析

梁伍泓/寶鋼湛江鋼鐵有限公司

生物膜法在生活廢水處理中的分析

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生物膜法是一種具有五大優勢的生化處理技術，其不僅投資成本、運行費用低的特點，同時還具有產生的剩余污泥少、效率高以及適用于城市生活小區的特點，故被廣泛用于各種生活廢水和工業廢水的處理中。本研究擬運用生物膜法對生活廢水進行處理，現對具體的處理方法及處理效果總結如下。

生活廢水；生物膜法；實驗

前 言

生活廢水主要是指人們日常生活中產生的各種廢水混合體，主要包括雜用污水、家庭污水以及公共建筑場所污水等。生活廢水中所含有的污染物主要包括了三大類型，主要為：有機物、懸浮固體以及無機物。生活廢水的水質相對較為穩定，并且其污染物的濃度相對較低，但往往并不包含有毒有害物質與重金屬離子。相較于工業廢水，生活廢水中COD的濃度相對較低，通常控制在250-1000mg/L范圍內。由于生活廢水中有機污染物的含量相對較高，若將其直接排入到水體中，必然會導致水中的大量溶解氧被迅速的消耗，使得水中的有機污染物迅速轉變為腐敗狀態，并因此產生還原性氣體，致使水中大量的動植物因缺乏氧氣而死亡，同時還可致使水體變得黑暗渾濁，發出難聞的氣體，嚴重影響生態平衡。在生活廢水處理中，多以去除有機化合物與固體懸浮物為主，但這種處理方法已經無法適應當前的水體環境。

一、材料與方法

（一）實驗廢水

生活廢水的取自本市廢水處理廠。生活廢水水質中，氨氮（NH3-N）濃度為30.8mg/L；化學需氧量（COD）濃度為290mg/L；陰離子表面活性劑（LAS）濃度為11.6mg/L；懸浮固體（SS）濃度為290mg/L；pH為7.6。

（二）裝置與方法

本研究運用生物接觸氧化工藝來進行生活廢水的處理。實驗中所采用的反應器呈現為圓柱形，容器的整體升高為500mm，有效容積為16.48L，反應器主要由有機玻璃加工處理而成，這樣有利于觀察反應過程中微生物膜的變化及生長情況。在反應器的底部分別設置了兩個砂濾曝氣頭，通過對空氣壓縮的方式來確保反應器中DO濃度，在反應器的上部設置了專門的取樣口，而底部則設置了專門的排泥排水口。

（三）實驗方法

本實驗主要運用活性污泥掛膜法，將pH控制在6～8范圍內，將DO控制在2～3mg/L范圍內。菌種來自人工自制污泥，將自制污泥置入到污水中進行攪拌，再將其倒入到反應器中，悶曝一日，進行30min沉降處理，去除上清液和底部黑泥，留取中間3L左右的泥水混合物。每24h從中取出4～5L污水，再向其中加入劑量相同的新鮮污水；行7、8d培養，可觀察到填料表面有一層薄薄的生物膜。根據反應器的具體情況，對反應器中的溶解氧進行控制，并保證接觸氧化池中DO控制在2～6mg/L范圍內，每日對工況進行調節。隨著實驗時間的推移，觀察發現生物膜的厚度逐漸增加，且出現明顯的新膜生長，老膜脫落，此時對反應器中水樣進行測定，NH3-N去除率超過了25%，LAS去除率超過了40%，SS去除率超過75%，COD去除率超過了50%。

（四）觀察方法

1.生物膜培養馴化階段：通過人工掛膜的方法，對塑料球填料的掛膜情況進行考察，在試驗開始時，對微生物的變化情況進行觀察；到馴化階段，則在不同進水量的情況對水中的NH3-N、LAS、SS、COD去除情況進行測定。

2.最佳參數確定。

①水力停留時間：分別進行2.0h、4.0h、6.0h、8.0h、10.0h、12.0h水力停留，觀測NH3-N、LAS、SS、COD去除情況。

②溶解氧：基于最佳水力停留時間的基礎上，分別將水中的溶解氧量調節為2.5mg/L、2.5mg/L、3.0mg/L、3.5mg/L、4.0mg/L、4.5mg/L、5.0mg/L、5.5mg/L、6.0mg/L，觀測NH3-N、LAS、SS、COD去除情況。

二、結果與分析

（一）不同進水量對處理效果的影響分析

首先將水力停留時間設置為2～12h，溶解氮量控制在4～6mg/L范圍內。在保證氧氣充足的情況下，通過間歇進水的處理方法，分別在0.8L/h、1.6L/h與2.4L/h進水量下運行4天。測定其NH3-N、LAS、SS、COD去除效果。

當進水中COD濃度保持在300mg/L左右時，其進水量從0.8L/h到1.6L/h再到2.4h/L，其COD去除率表現為升高、下降、升高變化，在馴化后期COD的去除率達到了57%，且水質較佳。當進水中NH3-N濃度為35mg/L左右時，其去除率非常低，對水量進行增加，去除率也隨之增加，且發現每次對水量進行改變，其去除率會隨之下降，隨之時間的增加，去除率又會再次增加。當進水中LAS的濃度保護在12mg/L左右時，隨著進水量的逐漸增加，其去除率也隨之提升，最終達到48.5%；但可發現到馴化后期，LAS的去除率呈現為明顯的持續升高。進水中SS的濃度非常高，其去除率也表現為隨之進水量的增加而增加。

（二）最佳水力停留時間

根據表2來看，水力停留時間在6h內時，COD去除率表現為明顯的升高趨勢，甚至在6h時達到了78.7%，但此后逐漸趨于平穩，無明顯升高；NH3-N所表現出的情況與COD相同；當水力停留時間達到6h時，LAS的去除率達到了76.4%，此后無明顯升高，反而在12h出現顯著下降；隨著水力停留時間的增加，SS的去除率表現為明顯的增加。通過上述分析可知，在水力停留時間相對較短時，其對各污染物的去除效果均較短，這主要是作用時間較短，有機物還無法有效對其進行降解處理，就被水流帶走；但停留時間過長，會致使有機負荷隨之下降，使得微生物無法獲得充足的營養，從而導致其去除效果受到影響。而根據結果來看，當水力停留時間在6h時，其發揮的去除效果可達到最佳。

（三）樣品處理結果

采用確定的最佳水力停留時間、溶解氧量，對本實驗所采集的樣品進行處理，結果顯示，NH3-N濃度從30.8mg/L下降到了9.6mg/L；COD濃度從290mg/L下降到了58.1mg/L；LAS濃度從11.6mg/L下降到了2.7mg/L；SS濃度從290mg/L下降到了28.5mg/L。各項指標均達到了國家排放標準。

三、結論

生物膜法是生活廢水處理較常使用的一種處理技術，但要達到最佳的處理效果，可通過對進水流量進行改變的方式進行處理，同時可對溶解氧量、水力停留時間進行調節，使其發揮更好的去除效果。通過實驗可得出以下結論：

1.在反應器中，生物膜法可持續運用20d，其生成的生物膜具有較高活性，且呈現為灰褐色，出水水質較佳；

2.通過在0.8L/h、1.6L/h與2.4L/h進水量下，分別進行4d運行，其出水中COD去除率可達到57.0%，NH3-N去除率可達到27.2%，LAS去除率可達到49.0%，SS去除率可達到81%；

3.通過實驗證實，6h為最佳水力停留時間，4.5mg/L為最佳溶解氧量。

4.通過生活膜法處理后，本實驗所采集的生活廢水其各項指標為：NH3-N濃度為9.6mg/L；COD濃度為58.1mg/L；LAS濃度為2.7mg/L；SS濃度為28.5mg/L。

[1]黃謙,孔剛.流離生化法在污水處理中的應用[J].市政技術,2011(4):100-104.

[2]王慶海.城市生活廢水處理方法探討[J].資源節約與環保,2014(3):126.