污水前沿生物化学处理方法

1、4/4污水前沿生物化学处理方法引言传统活性污泥法通过能量和物质密集投入的方式去除有机污染物和氮元素，这种污水处理模式电耗高且污泥产量大 ADDIN EN.CITE Jim2019212217Jim, W. HallMohammad, MortazaviNaeiniEdoardo, BorgomeoBill, BakerHelen, GavinMeyrick, GoughJulien, J. HarouDouglas, HuntChris, LambertBen, PiperNathan, RichardsonGlenn, WattsRiskbased water resources plann

2、ing in practice: a blue for the water industry in EnglandWater and Environment JournalWater and Environment Journal20192019/04/12/10.1111/wej.1247910.1111/wej.124791，在节能降耗、资源循环和能源回收等方面显示出固有局限，不符合当前能源危机及全球气候变化背景下的可持续发展理念因而发展新型集能源回收、能耗削减、温室气体减排为一体的污水处理工艺成为当前污水处理技术革新的重要方向2。一、MBBR（移动床生物膜反应器）工艺

3、ADDIN CNKISM.UserStyle2018年，我国城镇污水排放量已经达到850亿m3左右，并且每年都在增长，占我国全部废水排放量的一半以上。生活污水中存在非常多的有机物，细菌容易大量繁殖。若不经过处置，其容易发臭，造成污染。MBBR 工艺具有诸多优点，非常适用于中小型生活污水处理厂。1、MBBR 工艺原理和特点当前，移动床生物膜反应器（MBBR）广泛应用在废水处理领域。它集成了活性污泥法和生物膜法各自的优势：反应器体积较小；负荷较高；不需要污泥回流。主要原理是将具有很大比表面积、密度接近于水的填料作为生物膜载体，在曝气条件下，使其与水呈现较好的混合状态。如果环境是厌氧条件，就通过搅拌

4、器来形成流化状态。微生物生长在填料内外，之后形成稳定的生物膜。在曝气或搅拌作用下，反应器空间都存在移动床生物膜，让待处理废水中有机物质与悬浮填料上的生物膜来回接触，降低其中的 COD（化学需氧量）、氮、磷含量。水的流动以及填料之间的触碰会对生物膜产生剪切作用力，使生物膜及时脱落并更新，生物膜活性始终处于高水平状态。MBBR 工艺最早被用来处理生活污水，现在也经常出现在其他废水处理系统中3。MBBR 工艺影响因素MBBR在运行的过程中受到填料、温度、曝气强度、溶解氧、碳源、HRT和pH等因素的影响。3、MBBR 与组合工艺作为一种较为成熟的技术，MBBR工艺在国内外普遍应用于养殖废水、生活污水、

5、石化废水以及制革废水的处理中。其具有占地面积少、处理负荷较高、可以很好适应水量变化、运行费用低、经济实惠、操作简单方便、方便改造现有水池等优点。针对不同类型的废水，人们经常联合使用 MBBR 工艺和其他方法，以有效降低废水的污染物浓度，提高处理效果，促进社会经济的可持续发展。组合工艺的提出让 MBBR 工艺的经济效益和运用价值得到了更进一步的提升，针对较典型的三种组合工艺，其特点比较见下表4。表1 MBBR与其组合工艺比较二、MBR（膜生物反应器技术）工艺生活污水含有相当多的胶体和高分子有机物，这些污染物的生物降解速度较低，传统的生物处理方法停留时间较短，无法对其进行有效降解，严重影响出水水质

6、。而在膜生物反应器中，分离膜对胶体和高分子物质有非常好的截留效果，可以极大地改善出水水质。MBR 工艺优缺点与传统生化处理法相比，膜生物反应器可以更好地处理生活污水，具有以下优点：出水水质清澈，不含悬浮固体，一般也不含病菌和病原体；出水有机物浓度较低，而且总氮和总磷的浓度也远低于传统生化处理法；由于膜的截留，生物反应器中可以保持很 高的微生物浓度，基质与微生物之比较低，污泥产率低；膜生物反应器中，微生物的种类、数量等主要根据其对污染物的去除有利与否进行控制，并不考虑污泥的沉降性能，这就使得膜生物反应器中的生物相更加有利于污染物的分解转化，有可能获得更高的去除效率；膜生物反应器的自动化程度高，所

7、需工作人员少，环境卫生条件好。在生活污水中残留有机物浓度高、活性污泥浓度高时，传统活性污泥法的二沉池正常运行非常困难，造成出水水质经常恶化，特别是出现污泥膨胀时，运行管理更加困难。膜生物反应器不仅出水水质好，而且基本不受进水冲击负荷的影响，出水水质稳定。由于生物膜的固有性质，如膜材料、膜孔径、荷电性等，经反复使用，生物膜会吸附很多污水中的杂质，导致堵塞，渗透效果下降，最终引起整套污水处理装置性能降低。所以，要特别注意膜生物反应器中生物膜的清洁度，延长生物膜的寿命，但这一缺陷目前仍无法彻底弥补。2、膜生物反应器技术类型膜生物反应器技术利用厌氧生物处理法，分离出水和生物降解所产生的胶体与高分子物质

8、，而微生物则留在污水处理池内。膜生物反应器是膜生物反应器技术的核心装置，根据作用机理，可分为萃取膜生物反应器、无泡曝气膜生物反应器和分离膜生物反应器。萃取膜生物反应器含有很多内装纤维束的硅管，纤维束能够将污水中的有毒物质传输到好氧生物相中，微生物再对这些有毒物质进行吸附降解；无泡曝气膜生物反应器利用透气性膜对生物反应器进行无泡供氧，这种方法能够防止有机污染物的挥发并保证氧的充分利用；分离膜生物反应器的膜组件类似于传统生物处理法的二沉池，这种膜生物处理系统具有较高的污染物截留率，同时能够使浓缩液回流至生物反应池，保证生物反应器内微生物的浓度和污泥停留的时间，所以，该类装置处理污水的效果较佳。随着

9、科学技术的不断发展，膜生物反应器技术衍生出许多新型工艺。常见有以下类型：动态内循环反应技术（2）EGSB-MBR 组合技术（3）曝气滤池 - 膜生物反应器组合技术（4）气浮 - 膜生物反应组合技术5。结束语随着我国城镇化进程的发展，人群聚集带来污染物源的集中使环境问题更加尖锐，水污染的社会性更加普遍化。城市污水处理量的急剧增加，使中国污水处理设施的建设和发展速度超过了世界上其他的国家，同时，由污水处理过程所衍生的二次污染问题的日趋严峻（如污泥处置、废气排放等问题），也使得污水处理厂在担任传统的治理者角色的同时又成为新的污染来源。另外，由于污水处理厂的建设与运行需要能源、材料与人力的投入，其中，

10、能耗成为污水处理厂稳态运行的关键，因此，注重污水治理过程中新能源的开发、实践“节能减排”的低碳发展理念是未来污水处理技术发展的关键和方向。参考文献1王洪臣.百年活性污泥法的革新方向J.给水排水,2014,50(10):1-3. ADDIN EN.REFLIST 2Jim, W.H., et al., Riskbased water resources planning in practice: a blue for the water industry in England. Water and Environment Journal, 2019.3余洪韵,欧阳峰.MBBR工艺在水处理中的应用J.中国资源综合利用,2021,39(04