生物膜法在城市污水處理中的研究

李春光

中國(guó)電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司 天津 300204

1 城市污水處理概述

我國(guó)水工業(yè)體系中，城市污水問題發(fā)展迅速，由于國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的限制，導(dǎo)致部分污水處理技術(shù)無法有效實(shí)行。現(xiàn)今的城市污水主要?jiǎng)澐譃榫用裆钣盟约捌髽I(yè)工業(yè)用水，這兩部分的廢水都會(huì)經(jīng)過下水道進(jìn)行排放，生活污水與工業(yè)污水的融合稱為城市污水。城市污水處理起來具備一定的難度，步驟相對(duì)繁瑣。不僅需要將城市污水加工處理轉(zhuǎn)變?yōu)榭芍匦吕玫乃Y源，還需要將污水中存在的雜質(zhì)進(jìn)行過濾，并保障污水處理后的安全性，將所處理的污水進(jìn)行二次加工，從而達(dá)到治理污水的基本要求，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。

2 膜生物反應(yīng)技術(shù)概述

2.1 技術(shù)原理

膜生物反應(yīng)技術(shù)在污水處理上有著重要的運(yùn)用。膜生物反應(yīng)的過程是實(shí)現(xiàn)膜的分離，分離的膜與其他組件生成生活的其他小單元，利用構(gòu)建的生物單元實(shí)現(xiàn)多種排列組合，以達(dá)到生物分離目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)生物分離狀態(tài)。另外，沉淀池和反應(yīng)器是技術(shù)運(yùn)用的基礎(chǔ)，區(qū)別于傳統(tǒng)污水處理技術(shù)，膜生物反應(yīng)污水處理更高效。整個(gè)反應(yīng)過程是膜生物分離、結(jié)合的過程。此外，膜分離和結(jié)合過程就是篩分液體質(zhì)量的過程，物質(zhì)實(shí)現(xiàn)分離以及濃縮達(dá)到污水處理的目的。膜生物主要有過濾膜、超濾膜等，而過濾膜劃分膜的尺寸，根據(jù)膜的孔徑分離不同大小的顆粒，有效分離液體的大分子顆粒物質(zhì)。

2.2 膜生物反應(yīng)技術(shù)分類

通過對(duì)有關(guān)文獻(xiàn)研究以及結(jié)合實(shí)踐來看，按照反應(yīng)器類型差別膜生物反應(yīng)技術(shù)能分為萃取模生物、膜分離生物以及膜曝氣生物這三種類型。而在這種之中膜分離生物反應(yīng)器最為特殊，它根據(jù)膜位置不同可以劃分成一體式和分體式兩種；同時(shí)根據(jù)氧份是否需要又可以分成厭氧與好氧兩種[1]。

2.3 膜生物反應(yīng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

膜生物反應(yīng)技術(shù)屬于新型的污水處理技術(shù)，突破了傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)，在污水處理上發(fā)揮著較大的優(yōu)勢(shì)，在對(duì)污水的雜質(zhì)有著很好的分離效果，達(dá)到沉淀物與水體分離狀態(tài)。雖然傳統(tǒng)的處理技術(shù)也能實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)和水的分離，但該技術(shù)的分離功能具有獨(dú)立性，不受到過濾和沉淀系統(tǒng)的影響。該技術(shù)還能為高濃度污水選擇恰當(dāng)?shù)匚鬯幚頎顟B(tài)，根據(jù)污水容積系統(tǒng)選擇契合地分離環(huán)節(jié)。膜生物反應(yīng)技術(shù)系統(tǒng)性能更強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)行效率高且安全，優(yōu)良的系統(tǒng)性能有著強(qiáng)有力的負(fù)荷能，污水處理運(yùn)用在工業(yè)污水方面，高效地裝置和現(xiàn)代化科技的環(huán)境提高了生物機(jī)能，污水處理有著明顯的處理優(yōu)勢(shì)。工業(yè)污水處理反應(yīng)池里主要是高濃度的有機(jī)廢水，工業(yè)廢水的懸浮物顆粒大，污質(zhì)層次鮮明，運(yùn)用膜生物反應(yīng)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行污質(zhì)深度分離，縮小分割大顆粒的懸浮物，改善水質(zhì)，強(qiáng)化了含大分子物質(zhì)的水質(zhì)處理效果。生物膜腔體在水中起到了減緩水流的作用，連接水槽后更能對(duì)水流減速，有利于雜質(zhì)的沉淀，以及微生物深度分離于水。

3 生物膜法的效率

3.1 生物膜法的工藝流程

生物膜法與活性污泥法可以溶解有機(jī)污染物。微生物在濾料上不斷繁殖，當(dāng)數(shù)量達(dá)到一定數(shù)量，就形成生物膜。生物膜上附著微生物，使其吸附和降解有機(jī)污染物的效率提高，達(dá)到凈化作用。微生物在濾料上增長(zhǎng)，生物膜厚度變大，將氧氣隔絕，生物膜內(nèi)部形成厭氧環(huán)境。生物膜法工藝由生物濾池工藝、生物轉(zhuǎn)盤工藝、生物接觸氧化法工藝、生物流化床法工藝等組成。生物濾池是由鵝卵石或塑料等填料組成的處理結(jié)構(gòu)。污水與填料表面附著的微生物膜接觸，在污水凈化中起到一定的作用。生物濾池是根據(jù)土壤自凈原理，由之前的間歇砂濾池和接觸濾池的研究發(fā)展而來的人工生物處理技術(shù)。生物轉(zhuǎn)盤是一種生物處理結(jié)構(gòu)，由一個(gè)水槽和一個(gè)部分浸在污水中的旋轉(zhuǎn)圓盤組成。污水在沉淀池中經(jīng)過一次處理后，采用生物膜法處理。生物膜上的微生物以補(bǔ)給的形式吸附污水中的有機(jī)污染物，使污水得到凈化。在生物接觸氧化過程中，微生物所需的氧氣主要通過曝氣風(fēng)機(jī)和曝氣器提供。當(dāng)生物膜的厚度達(dá)到較大程度時(shí)，填料上的微生物會(huì)因缺氧死亡，然后脫落。通過沖洗生物膜脫落的微生物，新生物膜可以取代死亡的老生物膜。然后，掉落下來的生物膜將隨沖洗水沖入污水池，使污水得到凈化。生物流化床是生物膜法最快捷、最有效的處理工藝。污水自上而下流過砂床，使載體呈流動(dòng)狀態(tài)，使單位時(shí)間內(nèi)生物膜與污水的接觸面積變大，充分供氧時(shí)間增多，提高污水處理效果[2]。

3.2 生物膜法脫氮工藝

水中的氮含量過高會(huì)導(dǎo)致植物快速生長(zhǎng)，加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化，影響動(dòng)植物的正常生長(zhǎng)。因此，脫氮工藝具有重要作用，人們要采取有效措施來控制水體的氮含量。在生物膜法中，脫氮工藝是指有機(jī)氮與氨氮經(jīng)過氨化、硝化和反硝化的作用，轉(zhuǎn)化成氨氣釋放到空氣中。要想進(jìn)一步完善生物膜法脫氮工藝，提升生物脫氮效果，人們就要保證溶解氧濃度、pH值和反應(yīng)溫度在適宜的范圍[3]。

3.3 生物膜法對(duì)重金屬的去除效果

在工業(yè)生產(chǎn)中，含有重金屬的污水一旦未經(jīng)處理而隨意排放，不僅會(huì)污染土壤，還會(huì)污染地表水和地下水，影響水生物生長(zhǎng)和人體健康。利用生物膜法去除水中重金屬時(shí)，其去除效果主要取決于生物膜對(duì)重金屬的吸附效率。人們要不斷改進(jìn)生物膜法，逐步增強(qiáng)生物膜的重金屬吸附能力，展現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)語

生物膜法最開始運(yùn)用在工業(yè)廢水處理中，人們不斷研究曝氣生物濾池工藝和高負(fù)荷生物濾池工藝。現(xiàn)階段，諸多城市面臨淡水資源短缺的難題，促使城市生活污水處理變得十分重要。隨著城市生活污水中的氮、磷含量急劇增加，傳統(tǒng)的活性污泥法難以實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)，其處理效果明顯下降。生物膜法逐漸在城市污水處理中占據(jù)主導(dǎo)地位，相關(guān)技術(shù)人員給予高度重視，持續(xù)加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的改進(jìn)，其前景一片大好。綜上所述，以上內(nèi)容就是對(duì)生物膜法在城市污水處理中運(yùn)用的論述。