生物膜法處理污水機理及應用

生物膜法是屬于好養生物處理的方法，它是將廢水通過好氧微生物和原生動物，后生動物等在載體填料上生長繁殖形成的生物膜，吸附和降解有機物，使廢水得到凈化的方法。根據裝置的不同，生物膜法可分為生物濾池、生物轉盤、接觸氧化法和生物流化床等四類。在石油和化學工業的廢水處理中，其中應用最多的是接觸氧化法。

一、生物膜法處理污水的機理

1、生物膜法處理污水的發展

在20世紀50年代以前，生物膜法卻一直未被人們重視，其原因主要是因為生產中zuizao采用的生物膜法構筑物是以碎石為填料的滴濾池。碎石的比表面積小，能夠為微生物附著生長的表面積小，因而滴濾池的負荷不可能很大，使其占地面積較大，衛生狀況也不好。

50年代，由于塑料工業的發展以及塑料填料引入生物膜處理系統，使生物膜法出現了許多具有重要意義的發展。因此，出現了許多新型的生物膜法設備。

20世紀70年代末，為強化生物膜法反應器中的傳質，流化床系統被引人生物膜處理中，稱為生物流化床。生物流化床兼有活性污泥法和生物膜法的待點，又稱為半生物膜和半懸浮生長系統。

2、生物膜法處理污水的基本流程

下圖為生物膜法處理污水系統的基本流程：廢水經初次沉淀池后

進入生物膜反應器，廢水在生物膜反應器中經需氧生物氧化去除有機物后，再通過二次沉淀池出水。

生物膜法處理污水的基本流程

3、生物膜法處理污水機理

(1)、生物膜的構造特征

生物膜(好氧層+兼氧層+厭氧層)+附著水層(高親水性)。

(2)、降解有機物的機理

①微生物：沿水流方向為細菌——原生動物――后生動物的食物鏈或生態系統。具體生物以菌膠團為主、輔以球衣菌、藻類等，含有大量固著型纖毛蟲(鐘蟲、等枝蟲、獨縮蟲等)和游泳型纖毛蟲(楯纖蟲、豆形蟲、斜管蟲等)，它們起到了污染物凈化和清除池內生物(防堵塞)作用。

②污染物：重→輕(相當多污帶→α中污帶→β中污帶→寡污帶)。

③供氧：借助流動水層厚薄變化以及氣水逆向流動，向生物膜表面供氧。

④傳質與降解：有機物降解主要是在好氧層進行，部分難降解有機物經兼氧層和厭氧層分解，分解后產生的H2S，NH3等以及代謝產物由內向外傳遞而進入空氣中，好氧層形成的NO3--N、NO2--N等經厭氧層發生反硝化，產生的N2也向外而散入大氣中。

⑤生物膜更新：經水力沖刷，使膜表面不斷更新(DO及污染物)，維持生物活性(老化膜固著不緊)。

生物膜的凈化特征

(1)、微生物相方面：

①微生物的多樣化：生物膜是由細菌、真菌、藻類、原生動物、后生動物以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲的幼蟲組成(濾池蠅具有抑制生物膜過速增長的功能)。

②生物的食物鏈長：生物膜上的食物鏈要長于活性污泥，因此污泥量少于活性污泥系統。

③能夠存活時間長的微生物：SRT與HRT無關，因此硝化菌和亞硝化菌也得以繁衍、增殖，因此生物膜法的各種工藝都具有硝化功能，采取適當運行方式，可脫氮。

④分段運行與優勢菌種：生物膜法多分多段運行，每段繁衍與本段水質相適應的微生物。

(2)、生物膜法處理污水工藝方面的特征

①對水質、水量變動有較強的適應性：一段時間中斷進水，對生物膜也不會有致命影響，通水后易恢復。

②污泥沉淀性良好：污泥比重較大，且顆粒較大，易沉淀;但厭氧層過厚時，脫落的細小非活性懸浮物分散于水中，使水的澄清度下降。

③微生物量多，處理能力大、凈化功能強：附著生長，故生物膜含水率低，單位池容的生物量是活性污泥法的5~20倍，因而具有較大處理能力，凈化功能顯著提高。

④能夠處理低濃度廢水：生物膜能處理活性污泥法不能處理的低濃度污水和微污染的原水，使B0D5降至5~10mg/L。

⑤易于維護運行，節能，動力費用低;如生物轉盤、生物濾池等，去除單位BOD的耗電量較少。