生物膜工艺处理生活废水研究

2014-01-31李峰

资源节约与环保 2014年4期

李峰

（山西兰花科技创业股份有限公司望云煤矿分公司山西晋城 048400）

到2008年为止，我国城市污水处理率已经可以达到66%，但是化学需氧量 (COD)和NH3-N的排放量分别高达1320.7万吨、127.0万吨，数量还是非常的惊人。因此，城市生活废水的污染问题已经非常严峻，人们必须重视这个问题了。近年来城市生活废水的排放量呈现出逐年增加的趋势，生活废水己然成为水体污染的最大源头[1]。本文根据城市生活废水处理工艺发展趋势，介绍了生物膜工艺在处理生活废水中的应用。

1 生物膜处理生活废水的原理

生物膜处理是一种高级除磷脱氮的好氧生物处理工艺，属于生化处理中的一类。生物膜处理是利用生物所形成的固膜对水中的有机物和胶体物质进行生化处理。具体工艺过程如下：原水-初次沉淀池-生物膜-二次沉淀池-出水。

生物膜是一种拥有蓬松絮状结构，表面积大且微孔多的微生物生长载体。因为具有很强的吸附能力，将废水中的有机污染物都吸附在膜上，而这些有机物将成为膜上的微生物的养料。等到一定时间时生物膜将会脱落，然后进入废水中，接着会在二次沉淀池中沉降下来成为污泥，达到处理生活废水的目的。如有机物含量比较高，生物膜中的微生物不及氧化分解，这样形成的污泥不稳定，需要进行再次处理。

2 生物膜法在水处理应用中分类

废水的生物膜处理法，简称生物膜法，其中的微生物处于附着生长状态。生物膜就是一种膜状生物性污泥，它为微生物、原生动物、后生动物等提供生长的环境。生物膜法大致可以分为生物滤池法、生物接触氧化法、生物转盘法、生物流化床法等四种方法。

2.1 生物滤池法

1893年英国的科贝特 (Cobrett)创建了世界上第一个洒滴滤池。洒滴滤池的工作原理是，在放入的固体滤料表面会由于洒滴形成一种生物膜。这种生物膜形成后，将废水中的有机污染物都吸附在膜上，而这些有机物将成为膜上的微生物的养料，从而使废水得到净化。

2.2 生物接触氧化法

生物接触氧化法[2]也可以叫做浸没式生物滤池，目前在化工行业、纺织印染行业、制药行业、生活等废水方面的应用已经比较广泛。生物接触氧化法的具体操作是在池内放置填料，而且填料的将会长满生物膜，只要生物膜与废水接触，就可以将废水中的有机污染物都吸附在膜上，而这些有机物将成为膜上的微生物的养料。这样就消耗了废水中的有机物，从而使废水得以在微生物的作用下得到净化。

2.3 生物转盘法

生物转盘是1960年德国的哈特曼(Hartlnnna)等人研制的一种生物膜废水处理技术。生物转盘[3]的主体是一种同轴等间距的多组圆盘片构成的转体，盘片上有生物膜。当转盘开始转的时候，一半与废水相接触吸附有机污染物，一半与空气接触进行充氧，从而废水得以在微生物的作用下得到净化。由于生物转盘自身条件限制，它的使用的并不十分广泛。

2.4 生物流化床法

流化床本来是应用在化学工程领域的一种技术，但是人们将流化床技术应用到废水处理过程中，就逐渐形成了废水的生物流化床处理法[4]。生物流化床处理法是以纯氧空气为氧源的，因此广泛应用在处理工业废水和城市废水中。我国的一些科研单位和高校也对生物流化床进行了广泛研究并取得了较好的结果。生物流化床由于设备和技术的问题还没有完全解决，因此在国内目前应用较少。

3 生物膜工艺处理生活废水的优势

生物膜法进行生活废水的处理，与现在的常规工艺相比有很多的优势。这种方法将会是国内外城市生活废水处理工艺发展的主要趋势，而且非常符合我国的国情。因此，生物膜是法一种有很好应用前景的废水处理工艺。

生物膜法在生活废水处理方面有很大的优势，尤其适合城市中各个小区的废水处理。因为生物膜法处理低浓度城市生活废水非常有效。而且与别的方法例如活性污泥法相比产生的污泥量少很多。具体生物膜法产生的剩余污泥较活性污泥法少将近1/4，这是非常大的量。这样就非常有利于剩余污泥的处置。因此，生物膜法对于生活废水尤其是小区生活废水的回收利用贡献是非常大的。生物膜法将是影响解决我国水资源匮乏问题的一个关键因素。

生物膜法因为能很好的同步硝化反硝化脱氮，可以节省一部分能耗和部分技术经济成本。生物膜法还可以减少一些建筑物的数量，简化废水处理工艺流程及运行维护成本，同时还能减少占地面积及征地用。生物膜法在去除COD和NH3-N方面也有很大的优势，可以在一定程度上缓解水体富营养化。生物膜法反硝化脱氮时能节约30%的碳源，减少一些污泥回流量或者能够直接不需要污泥回流设备，降低了很多能耗以及设备运行的成本。