生物膜工藝處理生活廢水研究

李 峰

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)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(guó)城市污水處理率已經(jīng)可以達(dá)到66%，但是化學(xué)需氧量 (COD)和NH3-N的排放量分別高達(dá)1320.7萬(wàn)噸、127.0萬(wàn)噸，數(shù)量還是非常的驚人。因此，城市生活廢水的污染問(wèn)題已經(jīng)非常嚴(yán)峻，人們必須重視這個(gè)問(wèn)題了。近年來(lái)城市生活廢水的排放量呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)，生活廢水己然成為水體污染的最大源頭[1]。本文根據(jù)城市生活廢水處理工藝發(fā)展趨勢(shì)，介紹了生物膜工藝在處理生活廢水中的應(yīng)用。

1 生物膜處理生活廢水的原理

生物膜處理是一種高級(jí)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(duì)水中的有機(jī)物和膠體物質(zhì)進(jìn)行生化處理。具體工藝過(guò)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(jié)構(gòu)，表面積大且微孔多的微生物生長(zhǎng)載體。因?yàn)榫哂泻軓?qiáng)的吸附能力，將廢水中的有機(jī)污染物都吸附在膜上，而這些有機(jī)物將成為膜上的微生物的養(yǎng)料。等到一定時(shí)間時(shí)生物膜將會(huì)脫落，然后進(jìn)入廢水中，接著會(huì)在二次沉淀池中沉降下來(lái)成為污泥，達(dá)到處理生活廢水的目的。如有機(jī)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(wěn)定，需要進(jìn)行再次處理。

2 生物膜法在水處理應(yīng)用中分類

廢水的生物膜處理法，簡(jiǎn)稱生物膜法，其中的微生物處于附著生長(zhǎng)狀態(tài)。生物膜就是一種膜狀生物性污泥，它為微生物、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等提供生長(zhǎng)的環(huán)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(zhuǎn)盤(pán)法、生物流化床法等四種方法。

2.1 生物濾池法

1893年英國(guó)的科貝特 (Cobrett)創(chuàng)建了世界上第一個(gè)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(huì)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(jī)污染物都吸附在膜上，而這些有機(jī)物將成為膜上的微生物的養(yǎng)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(méi)式生物濾池，目前在化工行業(yè)、紡織印染行業(yè)、制藥行業(yè)、生活等廢水方面的應(yīng)用已經(jīng)比較廣泛。生物接觸氧化法的具體操作是在池內(nèi)放置填料，而且填料的將會(huì)長(zhǎng)滿生物膜，只要生物膜與廢水接觸，就可以將廢水中的有機(jī)污染物都吸附在膜上，而這些有機(jī)物將成為膜上的微生物的養(yǎng)料。這樣就消耗了廢水中的有機(jī)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(zhuǎn)盤(pán)法

生物轉(zhuǎn)盤(pán)是1960年德國(guó)的哈特曼(Hartlnnna)等人研制的一種生物膜廢水處理技術(shù)。生物轉(zhuǎn)盤(pán)[3]的主體是一種同軸等間距的多組圓盤(pán)片構(gòu)成的轉(zhuǎn)體，盤(pán)片上有生物膜。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)開(kāi)始轉(zhuǎn)的時(shí)候，一半與廢水相接觸吸附有機(jī)污染物，一半與空氣接觸進(jìn)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(zhuǎn)盤(pán)自身?xiàng)l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(lái)是應(yīng)用在化學(xué)工程領(lǐng)域的一種技術(shù)，但是人們將流化床技術(shù)應(yīng)用到廢水處理過(guò)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(yīng)用在處理工業(yè)廢水和城市廢水中。我國(guó)的一些科研單位和高校也對(duì)生物流化床進(jìn)行了廣泛研究并取得了較好的結(jié)果。生物流化床由于設(shè)備和技術(shù)的問(wèn)題還沒(méi)有完全解決，因此在國(guó)內(nèi)目前應(yīng)用較少。

3 生物膜工藝處理生活廢水的優(yōu)勢(shì)

生物膜法進(jìn)行生活廢水的處理，與現(xiàn)在的常規(guī)工藝相比有很多的優(yōu)勢(shì)。這種方法將會(huì)是國(guó)內(nèi)外城市生活廢水處理工藝發(fā)展的主要趨勢(shì)，而且非常符合我國(guó)的國(guó)情。因此，生物膜是法一種有很好應(yīng)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(yōu)勢(shì)，尤其適合城市中各個(gè)小區(qū)的廢水處理。因?yàn)樯锬しㄌ幚淼蜐舛瘸鞘猩顝U水非常有效。而且與別的方法例如活性污泥法相比產(chǎn)生的污泥量少很多。具體生物膜法產(chǎn)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(duì)于生活廢水尤其是小區(qū)生活廢水的回收利用貢獻(xiàn)是非常大的。生物膜法將是影響解決我國(guó)水資源匱乏問(wèn)題的一個(gè)關(guān)鍵因素。

生物膜法因?yàn)槟芎芎玫耐较趸聪趸摰?，可以?jié)省一部分能耗和部分技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本。生物膜法還可以減少一些建筑物的數(shù)量，簡(jiǎn)化廢水處理工藝流程及運(yùn)行維護(hù)成本，同時(shí)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(yōu)勢(shì)，可以在一定程度上緩解水體富營(yíng)養(yǎng)化。生物膜法反硝化脫氮時(shí)能節(jié)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(shè)備，降低了很多能耗以及設(shè)備運(yùn)行的成本。

4 結(jié)語(yǔ)

生物膜法在處理廢水中的應(yīng)用主要有生物濾池法、生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤(pán)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(yōu)勢(shì)，如微生物的存活時(shí)間較長(zhǎng)、具有較強(qiáng)的抗擊能力、對(duì)低濃度的廢水具有較好的處理效果、產(chǎn)泥量少、成本低、操作簡(jiǎn)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(xué)，2010．

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

[3]陳志強(qiáng)，李芳，楊越，等．網(wǎng)狀生物轉(zhuǎn)盤(pán)處理污水的實(shí)驗(yàn)研究[J]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，38(12)：2077-2080．

[4]李平，吳海珍，韋朝海．生物流化床反應(yīng)器生物膜特性研究進(jìn)展．環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備．2002，3(9)：75-79.