浅谈几种生物膜工艺及其在污水处理中的应用

1、浅谈几种生物膜工艺及其在污水处理中的应用摘要：本文主要介绍了几种现今比较常用的生物膜污水处理工艺的特点、原理及其优势所在。包括颗粒型、水力自旋传质填料型、活性污泥一生物膜一体化型、无泡曝气膜型。每种类型都有其特点与适用性，在使用时应该视详细情况进展选择。关键词：生物膜；污水处理工艺。引言：生物膜法是污水生物处理的主要技术之一，在污水处理工艺中在几十年的不断研究和进步下，如今已经有多种生物膜反响器应用于污水处理中。下面简要介绍一下比较常见的几种生物膜污水处理工艺.1、颗粒型生物膜反响器1.1上流式污泥床(usb)上流式污泥床(usb)是20世纪70年代末由荷兰lettinga开发的又一项新的颗粒

2、型生物膜反响器，主要用于厌氧生物处理系统中，即uasb。它主要由配水系统、污泥床、三相别离器等组成。反响过程中产生的气体将污泥和污水进展充分混合，三相别离器将颗粒污泥、气体和污水进展别离，污泥保存在反响器中，气体和处理后的出水排出反响器，其构造示意见图1-1。1.2污泥膨胀床(egsb)2世纪8年代后，又出现了新的颗粒污泥反响器，其中以污泥膨胀床(egsb)和内循环反响器(i)最具有代表性。egsb与usb的构造类似，但其高径比更大，上升流速更快，颗粒污泥处于膨胀状态。1.3气提生物膜反响器(bas)以上两种是在以前污水处理中应用较多的两种类型，随着技术的进步与进步，在2世纪8年代末，一种新型

3、的颗粒型生物膜反响器被开发并应用于工业。它与以往的颗粒型生物膜反响器不同的是，混合方式是由外部引入的气体将污泥和污水进展混合，是完全混合的方式，被称为气提生物膜反响器(bas)。它主要由上升区、下降区和污泥沉降区组成，根据气源的不同，可分为好氧型气提床和厌氧型气提床。其中好氧型的气源为空气，厌氧型的气源一般为惰性气体或循环利用的空气。由于它既可用于好氧处理系统，又可用于厌氧处理系统，因此应用领域非常广泛。2.、水力自旋传质填料生物膜反响器2.1常规填料的主要缺陷：填料是生物反响器的关键部位，但目前应用中的填料所起的作用却较为单一，只是作为生物的载体，提供反响场所，并为生物反响器提供较高的微生物

4、量，却不能为生物反响创造良好的传质扩散条件。由于构造形式不合理，现有的生物反响填料为混合液提供的流道无规律可循，对生物反响过程中流体的流态控制不符合多相流体力学的物系传质机理，使得多相物系之间，即生物细胞与有机底物之间的传质扩散效率不高，从而导致生物底物利用率低、生物反响时间长、能耗大、效率低等现象的出现。st(self-irle-ass-transfer)型自旋传质生物载体填料便是针对上述情况开发出一种在形状、构造等方面可以创造和满足反响器内理想传质条件的填料。2.2st的特点及优势：(1)st型自旋传质填料与常规聚丙烯阶梯环填料相比，具有相近的技术参数，但却可以在保持出水水质的前提下，有效

5、地减少反响时间和降低能耗，通过比照照试验数据的分析认为，其原因在于st型自旋传质填料可以在反响器内创造更为理想的传质条件，进步传质速率，从而减少反响时间，并降低能耗。(2)st型自旋传质填料在气流作用下的无规那么旋转，进步了整个反响器内的水流、气流的紊流程度。st型自旋传质填料可将水中的气泡剪切成更加微小的气泡，增大了传质接触外表，使物相接触外表不断更新，并减小传质接触外表的气膜、液膜厚度，从而进步了传质速度。(3)使用st型自旋传质填料生物反响器处理城市污水，可以在停留时间为1h，气水比为4：1的情况下，出水水质到达?城镇污水处理厂污染物排放标准(gb18918-2002)?中规定的二级标准

6、。3、活性污泥一生物膜一体化反响器：活性污泥一生物膜复合一体化反响器的设计是基于传统的a工艺。反响器为同心圆构造，由内到外依次分为厌氧区、曝气区和沉淀区，其构造及水力运作形式如图1-3所示。该反响器的主要特点是：(1)反响区和沉淀区在立体空间上的巧妙结合实现了构造的一体化。构造一体化是针对传统污水处理方法通常是由多个单元操作组成的复杂工艺程的弊端而提出和开展起来的。传统的污水处理工艺各处理单元分设，必然增加基建投资、污水污泥回流管路设备投资以及占地面积，而构造一体化装置具有工艺简捷、构造紧凑、占地少、管理简便、投资省等优点。(2)反响器厌氧区采用活性污泥法，曝气区内安装填料，将活性污泥工艺和生

7、物膜工艺有机地交融在同一反响器内来稳定和强化处理效果，实现了两种常规生物处理工艺的一体化。厌氧区采用活性污泥法，便于对泥龄进展控制，有利于除磷菌的生长繁殖。(3)混合液回流和污泥回流合并为一个系统，节省了一套回流设施，可降低基建投资和运行费用，同时参与回流的污泥均经历了完好的厌氧、好氧过程，具有一种群体效应，有利于生物除磷。4、无泡曝气膜生物反响器4.1工艺原理：无泡曝气生物反响器(ebraneaeratinbiiflreatr)，简称为abr，由中空纤维膜填料部分和水流部分组成。生物膜所需要的氧气是通过纤维束填料供应的，中空纤维膜不仅起着供氧作用，同时又是固着生物膜的载体。图4为无泡曝气膜生

8、物反响器处理污水原理图。即，纯氧或空气通过中空纤维膜的微孔为生物膜进展无泡曝气在中空纤维膜的外侧形成的生物膜与污水充分接触污水中所含的有机物被生物膜吸附和氧化分解从而使污水得到净化。4.3无泡曝气的特点:与常规曝气相比，采用中空纤维膜进展无泡曝气具有如下优点：由于曝气不产生气泡，氧直接以分子状态扩散进入生物膜，几乎百分之百地被吸收，传质效率可高达100，因此溶解氧不再是限制微生物生长的决定因素。由于生物膜生长在中空纤维膜的外外表，所以在供氧过程中，生物膜不会受到气体摩擦，不易脱落。氧在传递到生物膜的过程中不经过液相边界层，因此，传质阻力比常规曝气法小得多，能耗大大降低。根据pierrete等的

9、实验，单位处理水量的能耗可比常规生物膜法减少30左右。曝气过程不产生气泡，防止了传统曝气时污水中易挥发性物质如甲苯、苯酚随气泡进入大气而对环境造成的污染：同时不会由于外表活性剂的存在而产生泡沫。曝气过程中气液两相别离，溶液的混合与供氧互不干扰，因此可以各自独立设计反响器的形式更加灵敏多变。中空纤维膜的比外表积可高达50l82/3，为氧的传递和生物膜的生长提供了宏大的外表积，有利于反响器向小型化开展。abr反响器中气液两相别离，气体压力不受容器内混合状态的影响因此可以通过调节气体压力的方法来控制氧的供应。对于一般废水通过供氧控制，在保证生物膜生长需氧的同时，可以防止因过量曝气而使污水中d浓度过高，大幅度降低运行费用。对于含氮废水，通过供氧控制只使靠近纤维膜的内层生物膜获得氧，从而到达同时硝化、反硝化和d去除的效果tiberlak指出此时的生物膜构造如图5。参考文献：1生物膜法新工艺无泡