生物膜法處理水技術(shù)綜述7頁

1、生物膜法處理水技術(shù)綜述生物膜法是利用附著生長于某些固體物表面的微生物（即生物膜）進(jìn)行有機(jī)污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運(yùn)動(dòng)水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機(jī)物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進(jìn)入?yún)挌鈱舆M(jìn)行厭氣分解，流動(dòng)水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的目的。其實(shí)，生物膜法和活性污泥法一樣，同屬好氣生物處理方法。但活性污泥法是依靠曝氣池中懸浮流動(dòng)著的活性污泥來分解有機(jī)物的，而生物膜法則上要依靠固著于載體

2、表面的微生物膜來凈化有機(jī)物。與活性污泥法相比，生物膜法具有以下特點(diǎn)：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(qiáng)的適應(yīng)性，操作穩(wěn)定性好。不會(huì)發(fā)生污泥膨脹，運(yùn)轉(zhuǎn)管理較方便。由于微生物固著于固體表面，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(shí)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。同高營養(yǎng)級的微生物存在，有機(jī)物代謝對較多的轉(zhuǎn)移為能量，合成新細(xì)胞即剩余污泥量較少。采用自然通風(fēng)供氧?；钚陨镫y以人為控制，因而在運(yùn)行方面靈活性較差。由于載體材料的比表面積小，故設(shè)備容積負(fù)荷有限，空間效率較低。國外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在處

3、理城市污水時(shí)，生物濾池處理廠的處理效率比活性污泥法處理廠略低。50的活性污泥法處理廠BOD5去除率高于91，50的生物濾池處理廠BOD5去除率為83，相應(yīng)的出水BOD5分別為14和28mgL。生物膜法的主要形式按膜與廢水的接觸方式可分為兩種：填充式和浸漬式兩種。填充式包括生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤，浸漬式包括接觸氧化法和生物流化床。目前所采用的生物膜法多數(shù)是好氧裝置，少數(shù)是厭氧形式，如厭氧濾池和厭氧流化床等。這里主要討論好氧生物膜法?；驹砩锬しㄌ幚韽U水就是使廢水與生物膜接觸，進(jìn)行固、液相的物質(zhì)交換，利用膜內(nèi)微生物將有機(jī)物氧化，使廢水獲得凈化，同時(shí)，生物膜內(nèi)微生物不斷生長與繁殖。生物膜在載體上的生

4、長過程是這樣的：當(dāng)有機(jī)廢水或由活性污泥懸浮液培養(yǎng)而成的接種液流過載體時(shí)，水中的懸浮物及微生物該吸附于固相表面上，其中的微生物利用有機(jī)底物而生長繁殖，逐漸在載體表面形成一層粘液狀的生物膜。這層生物膜具有生物化學(xué)活性，又進(jìn)一步吸附、分解廢水中是懸浮、膠體和溶解狀態(tài)的污染物。 為了保持好氣性生物膜的活性，除了提供廢水營養(yǎng)物外，還應(yīng)創(chuàng)造一個(gè)良好的好氧條件，亦即向生物膜供氧。在填充式生物膜法設(shè)備中常采用自然通風(fēng)或強(qiáng)制自然通風(fēng)供氧。氧透入生物膜的深度取決于它在膜中的擴(kuò)散系數(shù)，固-液界面處氧的濃度和膜內(nèi)微生物的氧利用率。對給定的廢水流量和濃度，好氣層的厚度是一定的。增大廢水濃度將減小好氣層的厚度，而增大廢水

5、流量則將增大好氣層的厚度 生物膜中物質(zhì)傳遞過程如圖14-1所示。由于生物膜的吸附作用，在膜的表面存入一個(gè)很薄的水層（附著水層）。廢水流過生物膜時(shí)，有機(jī)物經(jīng)附著水層向膜內(nèi)擴(kuò)散。膜內(nèi)微生物在氧的參加下對有機(jī)物進(jìn)行分解和機(jī)體新陳代謝。代謝產(chǎn)物沿底物擴(kuò)散相反的方向，從生物膜傳遞返回爾相和空氣中。 隨著廢水處理過程的發(fā)展，微生物不斷生張繁殖，生物膜厚度不斷增大，廢水底物及氧的傳遞阻力逐漸加大，在膜表層仍能保持足夠的營養(yǎng)以及處于好氧狀態(tài)，而在膜深處將會(huì)出現(xiàn)營養(yǎng)物或氧的不足，造成微生物內(nèi)源代謝或出現(xiàn)厭氧層，此處的生物膜因與載體的附著力減小及水力沖刷作用而脫落。老化的生物膜脫落后，載體表面又可重新吸附、生長、

6、增厚生物膜直至重新脫落。從吸附到脫落，完成一個(gè)生長周期。在正常運(yùn)行情況下，整個(gè)反應(yīng)器的生物膜各個(gè)部分總是交替脫落的，系統(tǒng)內(nèi)活性生物膜數(shù)量相對穩(wěn)定。膜厚23mm，凈化效果良好。過厚的生物膜并不能增大底物利用速度，卻可能造成堵塞，影響正常通風(fēng)。因此，當(dāng)廢水濃度較大時(shí)，生物膜增長過快，水流的沖刷力也應(yīng)加大，如依靠原廢水不能保證其沖刷能力時(shí)，可以采用處理出水回流，以稀釋進(jìn)水和加大水力負(fù)荷，從而維持良好的生物膜活性和合適的膜厚度。 生物膜中的微生物主要有細(xì)菌（包括時(shí)氣、厭氣及兼氣細(xì)菌）、真菌、放線菌、原生動(dòng)物（主要是纖毛蟲）和較高等的動(dòng)物，其中藻類、較高等生物比活性污泥法多見。微生物沿水流方向在種屬和數(shù)

7、目上具有一定的分布。在塔式生物濾池中，這種分層現(xiàn)象更為明顯。在填料上層以異養(yǎng)細(xì)菌和營養(yǎng)水平較低的鞭毛蟲或肉足蟲為主，在填料下層則可能出現(xiàn)世代期長的硝化菌和營養(yǎng)水平較高的固著型纖毛蟲。真菌在生物膜中普遍存在，在條件合適時(shí)，可能成為優(yōu)勢種。在填充式生物膜法裝置中，當(dāng)氣溫較高和負(fù)荷較低時(shí)，還容易孳生灰蠅，它的幼蟲色白透明，頭粗尾細(xì)，常分布在生物膜表面，成蟲后在生物膜周圍翔棲。生物相的組成隨有機(jī)負(fù)荷、水力負(fù)荷、廢水成分、PH值、溫度、通風(fēng)情況及其他影響因素的變化而變化。幾種典型生物膜法1.生物濾池一、構(gòu)造生物濾池一般由鋼筋混凝土或磚石砌筑而成，池平面有矩形、圓形或多邊形，其中以圓形為多，主要組成部分是

8、濾料、池壁、排水系統(tǒng)和布水系統(tǒng)。這里著重介紹濾料:濾料作為生物膜的載體，對生物濾池的工作影響較大。濾料表面積越大，生物膜數(shù)量越多。但是，單位體積濾料所具有的表面積越大，濾料粒徑必然越小，空隙也越小，從而增大了通風(fēng)阻力。相反，為了減小通風(fēng)阻力，孔隙就要增大，濾料比表面積將要減小。 濾料粒徑的選擇應(yīng)綜合考慮有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷等因素，當(dāng)有機(jī)物濃度高時(shí)，應(yīng)采用較大的粒徑。濾料應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能承受一定的壓力；其害重應(yīng)小，以減少交承結(jié)構(gòu)的荷載；濾料既應(yīng)能抵抗廢水、空氣、微生物的侵蝕，又不應(yīng)含影響微生物生命活動(dòng)的雜質(zhì)；濾料應(yīng)能就地取材，價(jià)格便宜，加工容易。生物濾池過去常用拳狀涂料，如碎石、卵石、爐渣、

9、焦炭等，而且顆粒比較均勻、粒徑為25100mm，濾層厚度為0.92.5，平均1.82.0m。近年來，生物濾池多采用塑料濾料，主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酸胺等加工成波紋板、蜂窩管、環(huán)狀及空圓柱等復(fù)合式濾料。這些濾料的特點(diǎn)是比表面積大（達(dá)100340m2/m3），孔隙率高，可達(dá)90以上，從而大大改善膜生長及通風(fēng)條件，使處理能力大大提高。二、基本流程生物過濾的基本流程與活性污泥法相似，由初次沉淀-生物濾池-二次沉淀等三部分組成。在生物過濾中，為了防止濾層堵塞，需設(shè)置初次沉淀池，預(yù)先去除廢水中的懸浮物。二次沉淀池用以分離脫落的生物膜。由于生物膜的含水率比活性污泥小，因此，污泥沉淀速度較大，二

10、次沉淀池容積較小。 由于生物固著生長，不需要回流接種，因此在一般生物過濾中無二次沉淀池污泥回流。但是，為了稀釋原廢水和保證對濾料層的沖刷。一般生物濾池（尤其是高負(fù)荷濾池及塔式生物濾池）常采用出水回流。 生物濾池可根據(jù)設(shè)備型式不同分為普遍生物濾池和塔式生物濾池。也可根據(jù)承受廢水負(fù)荷大小分為低負(fù)荷生物濾池（普通生物濾池）和高負(fù)荷生物濾池。 低負(fù)荷生物濾池承受的廢水負(fù)荷低，占地面大，水流的沖刷能力小，容易引起濾層堵塞，影響濾池通風(fēng)，有些濾池還出現(xiàn)池面積水，生長灰蠅。但是，這種濾池的處理效率高、出水常常已進(jìn)入硝化階段，出水夾帶的固體物量小，無機(jī)化程度高，沉降性好。目前，這類濾池極少采用。高負(fù)荷生物濾池

11、的構(gòu)造基本上與低負(fù)荷生物濾池相同，但所采用的濾料粒徑和厚度都較大。由于負(fù)荷較高，水力沖刷能力強(qiáng)，濾料表面積累的生物膜量不大，不易形成堵塞，工作過程中老化生物膜連續(xù)排出，無機(jī)化程度較低。這種濾池由于負(fù)荷大，處理程度較低，池內(nèi)不出現(xiàn)硝化。它占地面積較小，衛(wèi)生條件較好，比較適宜于濃度和流量變化較大的廢水處理。三、影響生物浴池性能的定要因素1負(fù)荷 負(fù)荷是影響生物濾池性能的主要參數(shù)。通常分有機(jī)負(fù)荷和水力負(fù)荷兩種。 有機(jī)負(fù)荷系指每天供給單位體積濾料的有機(jī)物量，以N表示，單位是kg(BOD5)/m3（濾料）d。由于一定的濾料具有一定的比表面積，濾料體積可以間接表示生物膜面積和生物數(shù)量，所以有機(jī)負(fù)荷實(shí)質(zhì)上表征

12、了F/M 值。普通生物濾池的有機(jī)負(fù)荷范圍為0.150.3kgBOD5/m3d；高負(fù)荷生物濾池在1.1kgBOD5/m3d左右。在此負(fù)荷下，BOD5去除率可達(dá)8090。為了達(dá)到處理目的，有機(jī)負(fù)荷不能超過生物膜的分解能力。據(jù)日本城市污水試驗(yàn)結(jié)果，BOD5負(fù)荷的極限值為1.2kg/m3d。提高有機(jī)負(fù)荷，出水水質(zhì)將相應(yīng)有所下降。2處理水回流 在高負(fù)荷生物濾池的運(yùn)行中，多用處理水回流，其優(yōu)點(diǎn)是：（1）增大水力負(fù)荷，促進(jìn)生物膜的脫落，防止濾池堵塞；（2）稀釋進(jìn)水，降低有機(jī)負(fù)荷，防止?jié)舛葲_擊；（3）可向生物濾池連續(xù)接種，促進(jìn)生物膜生長；（4）增加進(jìn)水的溶解氧，減少臭味；（5）防止濾池孳生蚊蠅。但缺點(diǎn)是：縮短

13、廢水在濾池中的停留時(shí)間；降低進(jìn)水濃度，將減慢生化反應(yīng)速度；回流水中難降解的物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生積累，以及冬天使池中水溫降低等。 可見，回流對生物濾池性能的影響是多方面的，采用時(shí)應(yīng)作周密分析和試驗(yàn)研究。一般認(rèn)為在下述三種情況下應(yīng)考慮出水口流：（1）進(jìn)水有機(jī)物濃度較高（如COD400mg/L）；（2）水量很小，無法維持水力負(fù)荷在最小經(jīng)驗(yàn)值以上時(shí)；（3）廢水中某種污染物在高濃度時(shí)可能抑制微生物生長。3供氧向生物濾池供給充足的氧是保證生物膜正常工作的必要條件，也有利于排除代謝產(chǎn)物。影響濾池自然通風(fēng)的主要因素是濾池內(nèi)外的氣溫差（T）以及濾他的高度。溫差愈大，濾池內(nèi)的氣流阻力愈?。ㄒ嗉礊V料粒徑大、孔隙大）、通風(fēng)量也

14、就愈大。供氧條件與有機(jī)負(fù)荷密切相關(guān)。當(dāng)進(jìn)水有機(jī)物濃度較低時(shí)，自然通風(fēng)供氧是充足的。但當(dāng)進(jìn)水COD400500mg/L時(shí)，則出現(xiàn)供氧不足，生物膜好氧層厚度較小。為此，有人建議限制生物濾池進(jìn)水COD400mg/L。當(dāng)入流濃度高于此值時(shí),采用回流稀釋或機(jī)械通風(fēng)等措施，以保證濾池供氧充足。2.生物轉(zhuǎn)盤一、生物轉(zhuǎn)盤的構(gòu)造與原理 生物轉(zhuǎn)盤的凈水機(jī)理和生物濾池相同，但其構(gòu)造卻完全不一樣。生物轉(zhuǎn)盤是由固定在一根軸上的許多間距很小的圓盤或多角形盤片組成。盤片可用聚氯乙烯、聚乙烯、泡沫聚苯乙烯、玻璃鋼、鋁合金或其他材料制成。盤片可以是平板，也可以是點(diǎn)波波紋板等形式，也有用平板和波紋板組合，因?yàn)辄c(diǎn)波波紋板盤片的比表

15、面積比平板大一倍。盤片有接近一半的面積浸沒在半圓形、矩形或梯形的氧化槽內(nèi)。在電機(jī)帶動(dòng)下，盤片組在水槽內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，廢水在槽內(nèi)流過、水流方向與轉(zhuǎn)軸垂直，槽底設(shè)有排泥管或放空管，以控制槽內(nèi)廢水中懸浮物濃度。盤片作為生物膜的載體，當(dāng)生物膜處于浸沒狀態(tài)時(shí)，廢水有機(jī)物被生物膜吸附，而當(dāng)它處于水面以上時(shí)，大氣的氧向生物膜傳遞，生物膜內(nèi)所吸附的有機(jī)物氧化分解，生物膜恢復(fù)活性。這樣，生物轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈即完成一個(gè)吸附-氧化的周期。由于轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)及水滴挾帶氧氣，所以氧化槽也被充氧，起一定的氧化作用。增厚的生物膜在盤面轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成的剪切力作用下，從盤面剝落下來，懸浮在氧化槽的液相中，并隨廢水流入二次沉淀池進(jìn)行分離。二次沉

16、淀池排出的上清液即為處理后的廢水，沉泥作為剩余污泥排入污泥處理系統(tǒng)。與生物濾池相同，生物轉(zhuǎn)盤也無污泥回流系統(tǒng)，為了稀釋進(jìn)水，可考慮出水回流，但是，生物膜的沖刷不依靠水力負(fù)荷的增大，而是通過控制一定的盤面轉(zhuǎn)速來達(dá)到。 生物轉(zhuǎn)盤在實(shí)際應(yīng)用上有各種構(gòu)造型式，最常見是多級轉(zhuǎn)盤串聯(lián)，以延長處理時(shí)間、提高處理效果。但級數(shù)一般不超過四級，級數(shù)過多，處理效率提高不大。根據(jù)圓盤數(shù)量及平面位置，可以采用單軸多級或多軸多級形式。生物轉(zhuǎn)盤的盤片直徑一般為13m，最大的達(dá)到4.0m。過大時(shí)可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)盤邊緣的剪切力過大。盤片間距（凈距）一般為2030mm，原水濃度高時(shí)，應(yīng)取上限，以免生物膜堵塞。盤片厚度一般為15mm，視

17、盤材而定。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速通常為0.83.0r/min，邊緣線速度為1020m/min為宜.每單根軸長一般不超過7m，以減少軸的撓度。二、生物轉(zhuǎn)盤的優(yōu)缺點(diǎn) 生物轉(zhuǎn)盤是一種較新型的生物膜法廢水處理設(shè)備，國外使用比較普遍，國內(nèi)主要用于工業(yè)廢水處理，部分運(yùn)行資料如表14-2。 與活性污泥法相比，生物轉(zhuǎn)盤在使用上具有以下優(yōu)點(diǎn)。 操作管理簡便，無活性污泥膨脹現(xiàn)象及泡沫現(xiàn)象，無污泥回流系統(tǒng)，生產(chǎn)上易于控制。 剩余污泥數(shù)量小，污泥含水率低，沉淀速度大，易于沉淀分離和脫水干化。根據(jù)已有的生產(chǎn)運(yùn)行資料，轉(zhuǎn)盤污泥形成量通常為0.40.5kg/kgBOD5（去除），污泥沉淀速度可達(dá)4.67.6m/h。開始沉淀，底部即開始壓

18、密。所以，一些生物轉(zhuǎn)盤將氧化槽底部作為污泥沉淀與貯存用，從而省去二次沉淀池。 設(shè)備構(gòu)造簡單，無通風(fēng)、回流及曝氣設(shè)備，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，耗電量低。一般耗電量為0.0240.03kWh/kgBOD5。 可采用多層布置，設(shè)備靈活性大，可節(jié)省占地面積。 可處理高濃度的廢水，承受BOD5可達(dá)1000mg/L，耐沖擊能力強(qiáng)。根據(jù)所需的處理程度，可進(jìn)行多級串聯(lián)，擴(kuò)建方便。國外還將生物轉(zhuǎn)盤建成去除BOD-硝化-厭氧脫氮-曝氣充氧組合處理系統(tǒng)，以提高度水處理水平。 廢水在氧化槽內(nèi)停留時(shí)間短，一般在11.5h左右，處理效率高，BOD5去除率一般可達(dá)90以上。 生物轉(zhuǎn)盤同一般生物濾池相比，也具有一系列優(yōu)點(diǎn)。 無堵塞現(xiàn)象。

19、 生物膜與廢水接觸均勻，盤面面積的利用率高，無溝流現(xiàn)象。 廢水與生物膜的接觸時(shí)間較長，而且易于控制，處理程度比高負(fù)荷濾池和塔式濾池高。可以調(diào)整轉(zhuǎn)速改善接觸條件和充氧能力。 同一般低負(fù)荷濾池相比，它占地較小，如采用多層布置，占地面積可同塔式生物濾池相媲美。 系統(tǒng)的水頭損失小，能耗省。 但是，生物轉(zhuǎn)盤也有它的缺點(diǎn)。 盤材較貴，投資大。從造價(jià)考慮，生物轉(zhuǎn)盤僅運(yùn)用于小水量低濃度的廢水處理。 因?yàn)闊o通風(fēng)設(shè)備，轉(zhuǎn)盤的供氧依靠盤面的生物膜接觸大氣，這樣，廢水中揮發(fā)性物質(zhì)將會(huì)產(chǎn)生污染。采用從氧化槽的底部進(jìn)水可以減少揮發(fā)物的散失，比從氧化槽表面進(jìn)水好，但是，揮發(fā)物質(zhì)污染依然存在。因此，生物轉(zhuǎn)盤最好作為第二級生物

20、處理裝置。生物轉(zhuǎn)盤的性能受環(huán)境氣溫及其它因素影響較大，所以在北方設(shè)置生物轉(zhuǎn)盤時(shí)，一般置于室內(nèi)，并采取一定的保溫措施。建于室外的生物轉(zhuǎn)盤都應(yīng)加設(shè)雨棚，防止雨水淋洗，使生物膜脫落。生物膜法的運(yùn)行管理生物膜法的運(yùn)行管理一、生物膜的培養(yǎng)與馴化 生物膜的培養(yǎng)常稱為掛膜。掛膜菌種大多數(shù)采用生活糞便污水或生活糞便水和活性污泥的混合液。由于生物膜中做生物固著生長，適宜于特殊菌種的生存，所以，掛膜有時(shí)也可來用純培養(yǎng)的特異菌種菌液。特異菌種可單獨(dú)使用，也可以同活性污泥混合使用，由于所用的特異菌種比一般自然篩選的微生物更適宜于廢水環(huán)境。因此，在與活性污泥混合使用對，仍可保持特異菌種在生物相中的優(yōu)勢。 掛膜過程必須使

21、微生物吸附在固體支承物上，同時(shí)，還應(yīng)不斷供給營養(yǎng)物，使附著的微生物能在載體上繁殖，不被水流沖走。單純的菌液或活性污泥混合液接種，即使固相支承物上吸附有微生物，但還是不牢固，因此，在掛膜時(shí)應(yīng)將菌液和營養(yǎng)液同時(shí)投加。 掛膜方法一般有兩種，一種是閉路循環(huán)法，即將菌液和營養(yǎng)液從設(shè)備的一端流入（或從頂部噴淋下來），從另一端流出，將流出液收集在一水槽內(nèi)，糟內(nèi)不斷曝氣，使菌與污泥處于懸浮狀態(tài)，曝氣一段時(shí)間后，進(jìn)入分離池進(jìn)行沉淀（0.51h），去掉上清液，適當(dāng)添加營養(yǎng)物或菌液，再回流入生物膜反應(yīng)設(shè)備，如此形成一個(gè)閉路系統(tǒng)。直到發(fā)現(xiàn)載體上長有粘狀污泥，即開始連續(xù)進(jìn)入廢水。這種掛膜方法需要菌種及污泥數(shù)量大，而且由

22、于營養(yǎng)物缺乏，代謝產(chǎn)物積累，因而成膜時(shí)間較長，一般需要十天。另一種掛膜法是連續(xù)法，即在菌液和污泥循環(huán)12次后即連續(xù)進(jìn)水；并使進(jìn)水量逐步增大。這種掛膜法由于營養(yǎng)物供應(yīng)良好，只要控制掛膜液的流速（在轉(zhuǎn)盤中控制轉(zhuǎn)速），保證微生物的吸附。在塔式濾池中掛膜時(shí)的水力負(fù)荷可采用47m3/m3d，約為正常運(yùn)行的5070。待掛膜后再逐步提高水力負(fù)荷至滿負(fù)荷。 為了能盡量縮短掛膜時(shí)間，應(yīng)保證掛膜營養(yǎng)液及污泥是具有適宜細(xì)菌生長的PH值、溫度、營養(yǎng)比等。 掛膜后應(yīng)對生物膜進(jìn)行馴化；使之適應(yīng)所處理工業(yè)廢水的環(huán)境。 在掛膜過程中，應(yīng)經(jīng)常采樣進(jìn)行顯微鏡檢驗(yàn)，觀察生物相的變化。 掛膜馴化后，系統(tǒng)即可進(jìn)入試運(yùn)轉(zhuǎn)，測定生物膜反應(yīng)

23、設(shè)備的最佳工作運(yùn)行條件，并在最佳條件轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。 二、生物膜法的日常管理 生物膜法的操作簡單，一般只要控制好進(jìn)水量、濃度、溫度及所需投加的營養(yǎng)（N、P）等,處理效果一般比較穩(wěn)定，微生物生長情況良好。在廢水水質(zhì)變化，形成負(fù)荷沖擊情況下，出水水質(zhì)惡化，但很快就能夠恢復(fù)，這是生物膜法的優(yōu)點(diǎn)。例如北京某維尼綸廠的塔式生物濾池，進(jìn)水甲醛濃度超過正常值的23倍，連續(xù)進(jìn)水6天，仍有50的去除率，而且沖擊后34天內(nèi)即可恢復(fù)正常。又如上海某化纖廠的塔式生物濾池，進(jìn)水的NaSCN濃度從正常的50mg/L增刊600mg/L，丙烯睛從200mg/L增到800mg/L，連續(xù)進(jìn)水2h，生物膜受到?jīng)_擊，處理效率有所下降，

24、但短期內(nèi)即能恢復(fù)。生物轉(zhuǎn)盤的使用情況也相似。如上海某化纖廠的生物轉(zhuǎn)盤，當(dāng)水力負(fù)荷超過設(shè)計(jì)負(fù)荷的1.53倍，連續(xù)進(jìn)水6h，耗氧量的去除率下降23.7，但恢復(fù)正常負(fù)荷后2h，去除率即達(dá)正常值。 生物濾池的運(yùn)行中還應(yīng)注意檢查布水裝置及濾料是否有堵塞現(xiàn)象。布水裝置堵塞往往是由于管道銹蝕或者是由于廢水中懸浮物成沉積所致，濾料堵塞是由于膜的增長量大于排出量所形成的。所以，對廢水水質(zhì)、水量應(yīng)加以嚴(yán)格控制。膜的厚度一般與水溫、水力負(fù)荷、有機(jī)負(fù)荷和通風(fēng)量等有關(guān)。水力負(fù)荷應(yīng)與有機(jī)負(fù)荷相配合，使老化的生物膜能不斷沖刷廠來,被水帶走。當(dāng)有機(jī)負(fù)荷高時(shí)，可加大風(fēng)量，在自然通風(fēng)情況下,可提高噴淋水量。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)濾池堵塞時(shí)，應(yīng)

25、采用高壓水表面沖洗，或停止進(jìn)入廢水，讓其干燥脫落。有時(shí)也可以加入少量氛或漂白粉、破壞濾料層部分生物膜。 生物轉(zhuǎn)盤一般不產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，但也可以用加大轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速控制膜的厚度。 在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，除了應(yīng)開展有關(guān)物理、化學(xué)參數(shù)的測定外，應(yīng)對不同層厚、級數(shù)的生物膜進(jìn)行微生物檢驗(yàn)，觀察分層及分級現(xiàn)象生物膜設(shè)備檢修或停產(chǎn)時(shí)，應(yīng)保持膜的活性。對生物濾池，只需保持自然通風(fēng)，或打開各層的觀察孔，保持池內(nèi)空氣流動(dòng)；對生物轉(zhuǎn)盤, 可以將氧化槽放空，或用人工營養(yǎng)液循環(huán)。停產(chǎn)后，膜的水分會(huì)大量蒸發(fā)，一旦重新開車，可能有大量膜質(zhì)脫落，因此，開始投入工作時(shí), 水量應(yīng)逐步增加，防止干化生物膜脫落過多。一旦微生物適應(yīng)后，即可得到恢

26、復(fù)。其他型式的生物膜法處理設(shè)備一、生物接觸氧化除了上述生物濾池（塔）及生物轉(zhuǎn)盤外，還有一些新型的生物膜法處理設(shè)備，這些設(shè)備的共同特點(diǎn)是高效率。它們都將生物膜法和活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)兼顧起來，既有生物膜工作穩(wěn)定和耐沖擊、操作簡單的特點(diǎn)，又有活性污泥懸浮生長、與廢水接觸良好的特點(diǎn)。這類生物膜法設(shè)備有淹沒式好氣濾，接觸氧化池和生物流化床等。下面僅作一些簡單介紹。生物接觸氧化的早期形式為俺沒式好氣濾池，即在曝氣池中填充塊狀填料，經(jīng)曝氣的廢水流經(jīng)填料層，使填料顆粒表面長滿生物膜，廢水和生物膜相接觸，在生物膜的作用下，廢水得到凈化。隨著各種新型的塑料填料的制成和使用，目前這種淹沒式好氣濾池已發(fā)展成為接觸氧化池

27、。接觸氧化池內(nèi)用鼓風(fēng)或機(jī)械方法充氧，填料大多為蜂窩型硬性填料或纖維型軟性填料。 生物接觸氧化池的形式很多。從水流狀態(tài)分為分流式(池內(nèi)循環(huán)式)和直流式。分流式普遍用于國外，廢水充氧和同生物膜接觸是在不同的間格內(nèi)進(jìn)行的，廢水充氧后在池內(nèi)進(jìn)行單向或雙向循環(huán)。這種形式能使廢水在池內(nèi)反復(fù)充氧,廢水同生物膜接觸時(shí)間長，但是耗氣量較大；水穿過填料層的速度較小，沖刷力弱,易于造成填料層堵塞，尤其在處理高濃度廢水時(shí)，這件情況更值得重視。直流式接觸氧化池（又稱全面曝氣接觸式接觸氧化池）是直接從填料底部充氧的，填料內(nèi)的水力沖刷依靠水流速度和氣泡在池內(nèi)碰撞、破碎形成的沖擊力，只要水流及空氣分布均勻，填料不易堵塞。這種

28、形式的接觸氧化池耗氧量小，充氧效率高，同時(shí)，在上升氣流的作用下，液體出現(xiàn)強(qiáng)烈的攪拌，促進(jìn)氧的溶解和生物膜的更新, 也可以防止填料堵塞。目前國內(nèi)大多采用直流式。 從供氧方式分，接觸氧化法可分為鼓風(fēng)式、機(jī)械曝氣式、灑水式和射流曝氣式幾種。國內(nèi)以鼓風(fēng)式和射流曝氣式為主。 接觸氧化池填料的選擇要求比表面積大、空隙率大，水力阻力小，性能穩(wěn)定。垂直放置的塑料蜂窩管填料曾經(jīng)廣泛采用。這種填料比表面積較大，單位填料上生長的生物膜數(shù)量較大。據(jù)實(shí)測，每平方米填料表面上的活性生物量可達(dá)125g，如折算成懸浮混合液,則濃度為13g/L，比一般活性污泥法的生物量大得多。但是這種填料各蜂窩管間互不相通，當(dāng)負(fù)荷增大或布水均

29、勻性較差時(shí)，則易出現(xiàn)堵塞，此時(shí)若加大曝氣量，又會(huì)導(dǎo)致生物膜穩(wěn)定性變差，周期性的大量剝離，凈化功能不穩(wěn)定。近年來國內(nèi)外對填料做了許多研究工作，開發(fā)了塑料規(guī)整網(wǎng)狀填料.在網(wǎng)狀填料中, 水流可以四面八方連通,相當(dāng)于經(jīng)過多次再分布，從而防止了由于水氣分布不均勻而形成的堵塞現(xiàn)象。缺點(diǎn)是填料表面較光滑，掛膜緩慢，稍有沖擊，就易于脫落。國內(nèi)也有采用軟性填料，即由縱向安設(shè)的纖維繩上綁扎一束束的人造纖維絲，形成巨大的生物膜支承面積。實(shí)踐表明，這種填料耐腐蝕、耐生物降解，不堵塞，造價(jià)低，體積小，重量輕（約23kg/m3），易于組裝，適應(yīng)性強(qiáng)，處理效果好?，F(xiàn)已批量生產(chǎn)以供選用。但這種填料在氧化池停止工作時(shí)，會(huì)形成纖

30、維束結(jié)塊，清洗較困難。 從接觸氧化池脫落下來的生物污泥含有大量氣泡，宜于采用氣浮法分離。一般廢水在接觸氧化池內(nèi)停留時(shí)間為0.51.5h，填料負(fù)荷為36kgBOD5/m3d。當(dāng)采用蜂窩管時(shí)，省內(nèi)水流速度在13m/h左右，管長35m（分層設(shè)置）。由于氧化池內(nèi)生物濃度高（折算成MLSS達(dá)10g/L以上），故耗氧速度比活性污泥快，需要保持較高的溶解氧，一般為2.53.5mg/L，空氣與廢水體積比為1015:1。二、生物流化床生物流化床是使廢水通過流化的顆粒床，流化的顆粒表面生長有生物膜，廢水在流化床內(nèi)同分散十分均勻的生物膜相接觸而獲得凈化。 在流化床中，支承生物膜的固相物是流化介質(zhì)，為了獲得足夠的生物量和良好的接觸條件，流化介質(zhì)應(yīng)具有較高的比表面積和較小的顆粒直徑，通常流化介質(zhì)采用砂粒、焦炭粒、無煙煤粒或活性炭粒等。一般顆粒直徑為0.61.0mm，所提供的表面積是十分大的。例如,用直徑1mm的砂粒作載體，其比表面積為3300m2/m3，是一般生物濾池的50倍，比采用塑料濾料的塔式生物濾池高約20倍，比平板式生物轉(zhuǎn)盤高60倍。因此，在流化床能維持相當(dāng)高的微生物濃度，可比一般的活性污泥法高1020