2013年環(huán)保工程師水污染防治講義21

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　　2.2生物膜法

　　生物膜法和活性污泥法一樣，都是利用微生物來去除廢水中有機物的方法，為生物膜提供附著生長固定表面的材料稱為填料，是影響生物膜法的發(fā)展和性能的重要因素。

　　2.2.1生物膜法的基本原理

　　1.生物膜的形成及特點

　　生物膜法是通過附著在載體或介質(zhì)表面上的細菌等微生物生長繁殖，形成膜狀活性生物污泥――生物膜，利用生物膜降解污水中的有機物的生物處理方法。生物膜中的微生物以污水中的有機污染物為營養(yǎng)物質(zhì)，在新陳代謝過程中將有機物降解，同時微生物自身也得到增殖。

　　隨著微生物的不斷繁殖增長，以及廢水中懸浮物和微生物的不斷沉積，使生物膜的厚度不斷增加，其結(jié)果是使生物膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

　　在生物處理過程中，生物膜總是在不斷地生長、更新和脫落的，造成生物膜不斷脫落的原因有：水力沖刷、由于膜增厚造成重的增大、原生動物的松動、厭氧層和介質(zhì)的粘結(jié)力較弱等。

　　生物膜法適用于中小規(guī)模污水生物處理，污水處理系統(tǒng)可以獨立建立，也可以與其他污水處理工藝組合應(yīng)用。污水進行生物膜法處理前，宜經(jīng)沉淀處理，當進水水質(zhì)或水量波動大時，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)池。

　　2.生物膜的結(jié)構(gòu)及其凈化廢水的機理

　　生物膜是蓬松的絮狀結(jié)構(gòu)，微孔多，表面積大，具有很強的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉積于膜上的有機物為營養(yǎng)物質(zhì)，將一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為細胞物質(zhì)，進行繁殖生長，成為生物膜中新的活性物質(zhì)，另一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為排泄物，在轉(zhuǎn)化過程中放出能量，供應(yīng)微生物生長的需要。增殖的生物膜脫落后進入廢水，在二次沉淀池中被截留下來，成為污泥。如果有機物負荷比較高，生物膜對吸附的有機物來不及氧化分解時，能形成不穩(wěn)定的污泥，這類污泥需要進行再處理。

　　由于生物膜法中的微生物以附著的狀態(tài)存在，所以泥齡長，使生物膜中既有世代時間短、比增長速率大的微生物，雙有世代時間長、比增長速率小的微生物，這使生物膜法中參與代謝的微生物種類多于活性污泥法。

　　3.生物膜法的主要特征

　　與活性污泥法相比，生物膜法具有以下特征：

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　　①參與凈化反應(yīng)微生物多樣化

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　　③能夠存活世代時間較長的微生物

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　　②污泥沉降性能良好，宜于固液分離

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　　④運行簡單、節(jié)能，易于維護管理，動力費用低

　　⑤產(chǎn)生的污泥量少

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　?、呔哂休^好的硝化與脫氮功能

　　2.2.2生物膜法的主要影響因素

　　影響生物膜法的因素很多，例如水質(zhì)、溫度、pH值、溶解氧、營養(yǎng)平衡、有毒有害物質(zhì)濃度等，這些因素也是影響活性污泥法等的因素，前面已講過，下面介紹一下生物膜法所特有的影響因素。

　　1.水力負荷

　　水力負荷對生物膜法的處理效果以及生物膜厚度和傳質(zhì)改善等方面都有一定的影響。生物膜法有多種處理工藝，應(yīng)該選擇合適的水力負荷。

　　2.載體表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

　　載體對污水處理效果的影響主要反映在載體的表面性質(zhì)，包括載體的比表面積大小、載體表面親水性及表面電荷、表面粗糙度、載體的密度、孔隙率和材料強度等。載體的選擇不僅決定了可供生物膜生長的面積大小和生物量的多少，還影響反應(yīng)器中的水動力學(xué)狀態(tài)。

　　3.生物膜量及其活性

　　生物膜的厚度反映了生物量的大小，但是生物活性并非總是與生物量成正相關(guān)性。生物膜由好氧膜和厭氧膜組成，好氧膜的厚度通常為1.5～2.0mm，有機物的降解主要在好氧層內(nèi)完成。不能單純追求增加反應(yīng)器的生物量，應(yīng)保證反應(yīng)器內(nèi)生物膜正常脫落更新而不發(fā)生載體間隙被堵塞的現(xiàn)象。

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