浅谈生物膜法处理污水的应用与前景

浅谈生物膜法处理污水的应用与前景

浅谈生物膜法处理污水的应用与前景

摘要：

由于水资源的短缺且水污染问题严重，污水处理技术的发展与变革愈发重要，生物膜法作为一种利用微生物降解作用净化污水的方法，在处理过量有机物导致的水体污染方面作用明显，弥补了传统污水处理技术的不足，有着广泛的应用前景。

关键词：水污染; 污水处理 ;生物膜法

Abstract：

Due to the shortage of water resources and serious pollution, sewage treatment technology development and change increasingly important as a biofilm microbial degradation using the method of purification of sewage, water pollution caused by the role of treatment in the apparent excess of organic matter, make up the shortcomings of traditional wastewater treatment technologies have broad application prospects.

Keywords: Water Pollution ; Sewage treatment ;Biofilm 一、我国水资源现状

水是一种资源，取之于自然，用之于社会。自工业革命后，人类

活动规模及范围日益扩大，水资源短缺与污染问题日益突出。作为人类生存的基本需求，水因其稀缺性和在生产、生活中无可替代的地位，必须得到切实保护。

随着我国经济社会的发展，日益严重的水资源短缺和严重的水环境污染困扰着国计民生，而且也已成为制约我国社会经济可持续发展的主要因素。我国人均占有水资源2700m3，仅相当于世界平均值的1/4，全国600多个城市目前大约有一半的城市缺水。由于高耗能、高耗水、高污染产业仍呈快速增长趋势。水污染物的排放总量还没有明显下降，全国水资源形势十分严峻，形成影响未来我国发展和安全的多重水危机。

水污染的主要原因是过量污染物进入水体，在一定时间范围内超过水体自净能力而致。人类在生产、生活活动中造成的水体污染，工业排放引起的水体污染最严重。如工业废水，它含污染物多，成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理起来也比较困难。被污染水质经过分析会发现COD、氨氮、磷、亚硝酸盐、砷、氟、铅等含量严重超标，水体透明度极低，水中的悬浮物比较多；在水体不流动的死角处会有树叶杂草和油状物出现，水体有刺鼻异味或臭味。生活污水、农业污水的主要特点则是有机物和氮、磷等化学元素含量较高。

二、生物膜法概述

（一）生物膜法的净水机理

生物膜法作为生物处理技术较成熟的技术方法之一，其基本原理是微生物附着生长在某些固定表面上，形成胶质相连的生物膜。生物

膜是指附着在惰性载体表面上生长的，具有较强的吸附和生物降解的结构，以微生物为主，其中提供微生物附着生长的惰性载体称之为滤料或填料。生物膜一般呈蓬松的絮状结构，微孔较多，表面积很大，具有很强的吸附作用，有利于微生物进一步对这些被吸附的有机物分解和利用。在处理过程中，水的流动和空气的搅动使生物膜表面和水不断接触，废水中的有机污染物和溶解氧为生物膜所吸附，生物膜上的微生物不断分解这些有机物质，在氧化分解有机物质的同时，生物膜本身也不断新陈代谢，衰老的生物膜脱落下来从生物处理设施中带出并在沉淀池中与水分离。

（二）生物膜法的工艺特点

1、微生物多样化，生物的食物链长，有利于提高面积的处理负荷；

2、势菌群分段运行，有利于提高微生物对有机污染物的降解效率和增加难降解污染物的去除率，提高脱氮除磷效果；

3、对水质、水量变动有较强的适应性，耐冲击负荷力增强

4、污泥沉降性能好，易于固液分离，剩余污泥产量少，降低了污泥处理费用，进而降低投资费用；

5、适合低浓度污水的处理；

6、易于维护，运行管理方便，耗能低。

（三）滤料的选择及其作用

滤料是生物膜法工艺的核心部分。过滤是污水处理不可缺少的处理单元。滤料的好坏关系着生物膜的脱落和附着情况，进而影响了生

物膜系统运行的稳定和处理效果。滤料可以是天然的，也可以是经过加工的石英砂、无烟煤、大理石、白云石、磁铁矿石、石榴石、锰砂等颗粒物质，还可以是人造聚苯乙烯发泡塑料球、高效纤维束和陶瓷滤料。不同的滤料对不同的污染物处理效果不同，应根据所需处理的污水状况，选择最合适的滤料。

三、生物膜法工艺及其类别

生物膜法是与活性污泥法并行的一种好氧型生物废水处理方法．主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。其工艺是使含有营养物质和接种微生物的污水在滤料的表面流动，一定时间后。微生物会附着在滤料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。生成的生物膜上繁殖着大量的微生物，它们吸附和降解水中的有机污染物，能起到与活性污泥同样的净化污水作用。由于微生物在滤料上大量生长繁殖，导致生物膜厚度不断增加，氧气不能完全透入，在生物膜内部深处就形成了厌氧状态。因此产生了厌氧和好氧两种反应类型，对于有机物的降解主要是好氧型反应，其好氧膜的厚度为2mm。随着厌氧代谢产物的增加，厌氧膜和好氧膜之间的平衡被打破，净化功能逐渐减弱，与此同时，不断逸出的气态产物使生物膜对滤料的附着能力减弱，从而老化脱落，新的生物膜又会生长起来，净化功能也就由弱变强了。生物膜法主要类别有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等。

（一）生物滤池

生物滤池是以土壤自净原理为依据发展起来的，滤池内有固定

滤料，污水流过时与滤料相接触，微生物在滤料表面形成生物膜。污水净化装置由提供微生物生长栖息的滤床、步水系统(使污水在滤床上均匀分布)以及排水系统组成。生物滤池操作简单．费用低，适用于中小城镇和边远地区。生物滤池分为普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池及曝气牛物滤池等。

（二）生物转盘法

生物转盘法又称浸没式生物滤池，是由一系列平行的旋转圆盘、旋转横轴、机械动力及减速装置、氧化槽等部分组成。通过传动装置驱动生物转盘以一定的速度在接触反应槽内转动。交替与空气和污水接触，每一周期完成吸附一吸氧一氧化分解的过程，通过不断转动，使污水中的污染物不断分解氧化。生物转盘流程中除了生物转盘外，还有初次和二次沉淀池。生物转盘的使用范围广泛，对生活污水和各种工业废水都能适用，同时生物转盘的动力消耗低，抗冲击负荷能力强，管理维护简单。

（三）生物接触氧化法

生物接触氧化法也称淹没式生物滤池。在池内设置滤料，使已经充氧的污水浸没全部滤料，并以一定速度流经滤料。滤料上长满生物膜，污水与生物膜相接触，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化成新的生物膜。从滤料上脱落的生物膜随水流到二沉池后被去除，污水得到净化。生物接触氧化法对冲击负荷有较强的适应能力，污泥生产量少，可保证出水水质。

（四）生物流化床