小型MBR膜生活污水處理設(shè)備
生物膜結(jié)構(gòu)及處理污水的原理
生物膜法是模擬了自然界中土壤自凈的一種污水處理法，它使微生物群體附著于固體填料的表面，形成生物膜。當(dāng)廢水流經(jīng)新設(shè)置的濾料表面，游離態(tài)的微生物及懸浮物通過吸附作用附著在濾料表面，構(gòu)成了生物膜。隨著污水的流入，微生物不斷生長繁殖從而使生物膜逐步增厚，經(jīng)過10~30d左右，就可形成成熟的工作正常的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮狀結(jié)構(gòu)，微孔較多，表面積很大，因此具有很強的吸附作用，有利于微生物進一步對這些被吸附的有機物的分解和利用。當(dāng)生物膜增厚到一定程度，將受到水力的流涮作用而發(fā)生剝落。適當(dāng)?shù)膭兟淇墒股锬さ玫礁?。生物膜的外表層的微生物一般為好氣菌，因而稱好氣層。內(nèi)層因受氧擴散的影響而供氧不足，因而使厭氧菌大量繁殖形成厭氧層。
生物膜微生物以吸附和沉積于膜上的有機物為營養(yǎng)物質(zhì)，將一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為細胞物質(zhì)進行繁殖生長，成為生物膜中新的活性物質(zhì)，另一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為排泄物，在轉(zhuǎn)化過程中釋放能量，滿足微生物生長的需要。增殖的生物膜脫落后進入廢水，在二次沉淀池中被截留下來，成為污泥。如果有機物負荷比較高，生物膜對吸附的有機物來不及氧化分解時，能形成不穩(wěn)定的污泥，這類污泥需要進行再處理[7]。
污水處理中活性污泥法與生物膜法的比較
活性污泥法與生物膜法具有不同的工藝特點
固著于固體表面上的生物膜對廢水水質(zhì)、水量的變化有較強的適應(yīng)性，操作穩(wěn)定性好;而活性污泥法常用于特定水質(zhì)、低濃度的污水處理，而且污水中含有足夠的可溶性、易分解的有機物，但處理廢水中的膠狀污染物較為理想。
小型MBR膜生活污水處理設(shè)備生物膜法不會發(fā)生污泥膨脹，產(chǎn)生的污泥量少，運行管理較方便，且節(jié)能，易于維護管理，動力費用低;而活性污泥法在步中要攪動，導(dǎo)致曝氣池會產(chǎn)生大量泡沫，污泥膨脹，而且還需要空氣壓縮、攪動、污泥回流等耗費動力設(shè)備的過程，所以在動力方面則花費較大。
活性污泥法需要人為地從空氣壓縮機站送入壓縮空氣，通過鋪設(shè)在曝氣池底部的空氣擴散裝置，以細小氣泡的形式進入污水中;生物膜法則采用自然通風(fēng)供氧。
活性污泥法對污水的沖擊負荷比較敏感;生物膜法有一定的抗沖擊負荷能力。
活性污泥法污水與污泥一直處在接觸混合狀態(tài)，而且是絮凝狀態(tài)，導(dǎo)致污泥沉降性能較差，有時會出現(xiàn)污泥上浮;生物膜法的污泥沉降性能良好，宜于固液分離。
活性污泥法需要水溫在15~20℃;生物膜法在低水溫條件下能保持一定的凈化功能。
活性污泥法具有很好的脫氮除磷功能，生物膜法則具有較好的硝化與脫氮功能。
生物膜法有膜，有固體濾料存在，時間長了就存在污水腐蝕問題，而活性污泥法就不存在此問題。
活性污泥法與生物膜法中的生物相不同
生物膜法參與凈化反應(yīng)微生物多樣化，生物的食物鏈長;而活性污泥法則相對較少，但微生物和污水中的物質(zhì)也可以形成相對復(fù)雜的生物鏈。
由于微生物附著于固體表面，即使增殖速度慢的微生物也能生長繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留時間長的微生物被排出曝氣池，因此，生物膜中的生物相更為豐富，且沿水流方向膜中生物種群具有一定分布。
在，有機物代謝較多的轉(zhuǎn)移為能量，合成新細胞即剩余污泥量較少;經(jīng)過沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出，其中大部分作為接種污泥回流至曝氣池，以保證曝氣池內(nèi)的懸浮固體濃度和微生物濃度都是同營養(yǎng)級的微生物，而且污染物在很大程度上從污水中轉(zhuǎn)移到了這些剩余污泥中，所以活性污泥法的剩余污泥量則較多。
活性污泥中的微生物可事先人為培養(yǎng)控制其生長，運行靈活性較強。生物膜法中的微生物難以人為控制，運行靈活性較差。
小型MBR膜生活污水處理設(shè)備有機廢水的生物技術(shù)有兩種方法，一是活性污泥法，二是生物膜法。活性污泥法屬于懸浮生物處理系統(tǒng)，其優(yōu)點是曝氣池內(nèi)微生物、各環(huán)境要素分布均勻，傳質(zhì)效率較高，而且投資省。但是，該工藝的主要問題是：首先，排泥量大，泥齡較短，不能滿足硝化的要求，進而不能實現(xiàn)脫氮；其次，容積負荷低，造成處理效率低和占地面積大；第三，容易誘發(fā)絲狀菌膨脹等。生物膜法屬于生物附著污水處理系統(tǒng)，其利用生物填料來固定微生物。與活性污泥技術(shù)相比，生物膜法的主要優(yōu)點有：較長的污泥齡，適于世代周期較長的硝化菌的生長；溶解氧在生物膜上的梯度分布，為不同的微生物生態(tài)結(jié)構(gòu)和代謝提供了條件；污水處理效率高、占地面積相對較小、抗沖擊性強等，因此，適合處理工業(yè)廢水。但是，生物膜法的主要缺點是微生物與各類底物之間的傳質(zhì)效率較低，表現(xiàn)為：（1）生物填料容易在曝氣池內(nèi)形成擁堵、結(jié)團或溝流，傳質(zhì)不均勻，直接降低生物膜法的效率；（2）反應(yīng)器內(nèi)氣液接觸時間短，氧的利用率低。
MBBR是將活性污泥法與生物膜技術(shù)耦合形成的新工藝，是將生物膜技術(shù)以活性污泥的方式運行的廢水處理工藝。該技術(shù)在發(fā)揮了活性污泥法的高傳質(zhì)效率和生物膜法的高硝化效率的同時，有效克服了兩者存在的問題。成為新興的廢水處理工藝。
（2）技術(shù)原理
MBBR工藝特征是在生物曝氣池中填入可移動的生物載體。微生物在載體上掛膜和沉積，形成懸浮微生物、掛膜微生物和載體構(gòu)架內(nèi)沉積的微生物等不同狀態(tài)的微生物，構(gòu)成脫碳、硝化、反硝化微生物的生態(tài)結(jié)構(gòu)，完成COD凈化、氨的轉(zhuǎn)化和脫氮等功能。同時，由于掛膜微生物保持了長的泥齡（SRT），對難降解性有機物表現(xiàn)出良好的分解能力。
（3）技術(shù)特點
MBBR具有如下技術(shù)特點：
① MBBR載體采用PE或PP經(jīng)適當(dāng)配方改性制成，具有良好的親水性，密度接近1g/cm3,保證了載體具有很好的掛膜能力和在水中良好的移動性。而且，特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計使各種功能微生物形成良好的生態(tài)分布和較高的生物量，實現(xiàn)的COD凈化、氨的轉(zhuǎn)化和脫氮等。處理水符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)一級A。
② 在生物曝氣池中移動的載體對氣泡有切割作用。切割的氣泡有利于提高氧在水中的溶解。氧的利用效率比活性污泥法提高15%-20%，從而降低運行費用。
③ 產(chǎn)生的剩余污泥量很少。產(chǎn)生的剩余污泥量為傳統(tǒng)活性污泥法的10%-50%。
④ 具有靈活的工藝運行方式。可以推流式、序批式等方式運行。并方便地與其他各種單元技術(shù)連接。
占地面積小。達到相同處理效果時，比傳統(tǒng)活性污泥法的占地面積小20%-30%。
VTBR生物反應(yīng)器的動力學(xué)原理為：氣液并流向上通過級生物反應(yīng)器，氣液混合物經(jīng)過下降管依次導(dǎo)入下一級反應(yīng)器，使氣體與液體在下降管中充分混合并使接觸時間大大加長，氧的傳遞效率得到提高，能耗下降，體現(xiàn)了技術(shù)經(jīng)濟的先進性。
