生物膜法是利用附著在填料或載體上生長(zhǎng)、繁殖的細(xì)菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物形成的生物膜處理廢水。主要有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化、生物流化床等，目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域的廢水處理中。
膜生物反應(yīng)器
膜生物反應(yīng)器是膜技術(shù)和活性污泥法相結(jié)合的一種廢水處理技術(shù)。在反應(yīng)器中可以維持高的生物量，實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間相分離以及產(chǎn)生的污泥量少，處理效率高，出水水質(zhì)好，設(shè)備緊湊，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。目前對(duì)膜生物反應(yīng)器的研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域的廢水處理中。
生物膜-膜生物反應(yīng)器
生物膜-膜生物反應(yīng)器(BMBR)是將膜分離與生物膜法技術(shù)相結(jié)合的一種新型廢水處理工藝，是一種既能控制污染又能實(shí)現(xiàn)廢水資源化的新興技術(shù)。該工藝技術(shù)對(duì)污染物的去除作用主要是依靠附著在載體上生長(zhǎng)的微生物來(lái)完成，截留作用主要體現(xiàn)在膜以及膜上面形成的濾餅層的過(guò)濾作用上。廢水中的有機(jī)污染物的降解主要由三部分組成：一是附著在載體和少量膜組件上的生物膜的降解作用;二是生物反應(yīng)器內(nèi)懸浮微生物對(duì)有機(jī)物的降解作用;三是利用膜對(duì)有機(jī)大分子的截留作用，這樣有機(jī)大分子與微生物接觸反應(yīng)的時(shí)間就更長(zhǎng)，更能被有效的降解去除。目前，BMBR還處于實(shí)驗(yàn)研究階段，國(guó)內(nèi)外對(duì)此的報(bào)道尚不多。
生物膜-膜生物反應(yīng)器的原理及特點(diǎn)
工作原理
BMBR是在膜生物反應(yīng)器內(nèi)投加填料或培養(yǎng)形成顆粒污泥，微生物在填料表面附著生長(zhǎng)形成生物膜，廢水?dāng)y帶著污染物和氧氣流過(guò)生物膜時(shí)，廢水中溶解氧被消耗，有機(jī)污染物被生物膜上的微生物吸收降解使廢水得以?xún)艋?微生物不斷生長(zhǎng)繁殖，生物膜也不斷增厚，增厚到一定程度時(shí)，在生物膜內(nèi)形成缺氧或厭氧層，為生物脫氮、除磷提供條件;通過(guò)在反應(yīng)器底部曝氣，使生物膜受到水的剪切力不斷脫落更新，處理后的廢水經(jīng)過(guò)膜組件分離后排放。

曾做過(guò)兩段式生物膜-膜生物反應(yīng)器處理廢水的試驗(yàn)，結(jié)果顯示BMBR運(yùn)行穩(wěn)定后出水水質(zhì)好，COD、氨氮、TP去除效率分別為95%、80%、60%以上。利用好氧顆粒污泥-MBR處理合成廢水，結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水總有機(jī)碳為56.8~132.6mg/L，氨氮為28.1~38.4mg/L時(shí)，TOC、氨氮、總氮的去除率分別84.7%~91.9%，85.4%~99.7%，41.7%~78.4%。
生物膜-膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)
(1)BMBR綜合了生物膜法和MBR的優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)器內(nèi)由于填料的加入，使得懸浮污泥的濃度降低，改善了膜的通量、降低了膜的阻力、在一定程度上減緩了膜的污染，使膜的運(yùn)行周期更長(zhǎng)，減少了膜的清洗次數(shù)，降低處理工藝的動(dòng)力消耗。
(2)SS的去除率較好。生物膜法中如果厭氧層過(guò)厚，生物膜脫落后會(huì)產(chǎn)生大量的非活性的細(xì)小懸浮物分散于水中，使出水的澄清度降低，而B(niǎo)MBR由于膜分離設(shè)備的截留作用可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。
(3)有較好的脫氮、除磷效果。硝化菌是化能自氧菌，在混合培養(yǎng)的活性污泥中無(wú)法與異養(yǎng)菌競(jìng)爭(zhēng)，所以在MBR中脫氮效果并不是很好，而投加了填料的BMBR可以承載大量的生物量，有利于世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化菌生長(zhǎng)，而且由于BMBR中形成了厭氧環(huán)境，脫氮效果會(huì)有所提高。
(4)由于生物膜上的微生物種類(lèi)豐富，載體的添加可以給微型動(dòng)物提供了相對(duì)穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，存在相當(dāng)數(shù)量的原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，組成較長(zhǎng)的食物鏈，所以生物膜膜生物反應(yīng)器產(chǎn)生的污泥量少。
生物膜-膜生物反應(yīng)器的缺點(diǎn)
BMBR和MBR一樣同樣具有以下2個(gè)缺點(diǎn)：(1)膜污染問(wèn)題，沒(méi)有有效的清洗技術(shù)。膜污染速率隨著溫度的下降而呈現(xiàn)加劇趨勢(shì)。(2)膜的制造成本高。
生物膜-膜生物反應(yīng)器的研究進(jìn)展
1996年，美國(guó)的Dorr-Oliver公司首先將MBR用于廢水處理的研究以后，許多學(xué)者相繼對(duì)MBR進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究并開(kāi)發(fā)了多種MBR的變形新工藝，如分離式MBR、厭氧式MBR、一體式MBR等。20世紀(jì)90年代以后，MBR得到了迅猛的發(fā)展，1995年以后MBR在國(guó)外尤其是在美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段。隨著MBR在實(shí)際運(yùn)行中膜污染的問(wèn)題出現(xiàn)，有的學(xué)者在研究此問(wèn)題時(shí)指出，在MBR中，由于膜組件與活性污泥混合液的直接接觸，在膜組件表面生長(zhǎng)出生物膜是不可避免的，也就是說(shuō)膜污染的問(wèn)題是不可避免的，膜污染在導(dǎo)致膜通量下降的同時(shí)也使出水水質(zhì)變差，但是當(dāng)時(shí)都未對(duì)此進(jìn)行深入的探討，直至后來(lái)BMBR的提出。一些學(xué)者認(rèn)為將膜分離技術(shù)和生物膜法相結(jié)合，將會(huì)有更大的優(yōu)勢(shì)。BMBR工藝早是日本科研人員針對(duì)低濃度氨氮廢水處理提出的新工藝。澳大利亞新南威爾士大學(xué)膜與分離中心的FaneAG曾采用生物濾池與分離式膜分離設(shè)備相結(jié)合處理生活廢水，取得了很好的處理效果。在膜分離技術(shù)與生物膜相結(jié)合的BMBR方面，國(guó)內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)較早做此方面的工藝研究。
美麗鄉(xiāng)村污水處理設(shè)備生物填料-MBR
在MBR中投加填料，微生物附著在填料表面生長(zhǎng)、繁殖形成生物膜。相較于傳統(tǒng)的MBR而言，填料上微生物種類(lèi)更加豐富，提高了反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的去除率，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性以及較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，同時(shí)也減少了懸浮的微生物，而且有些填料對(duì)胞外聚合物和某些溶解性產(chǎn)物等容易引起膜污染類(lèi)的物質(zhì)有吸附作用，這樣有利于減少膜污染，減緩膜通量的下降速度。

污水的生物處理法就是利用微生物新陳代謝功能，使污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，使污水得以?xún)艋儆谏锾幚矸ǖ墓に?，又可以根?jù)參與作用的微生物種類(lèi)和供氧情況分為兩大類(lèi)即好氧生物處理及厭氧生物處理。
1．好氧生物處理法
在有氧的條件下，借助于好氧微生物（主要是好氧菌）的作用來(lái)進(jìn)行的。依據(jù)好氧微生物在處理系統(tǒng)中所呈的狀態(tài)不同，又可分為活性污泥法和生物膜法兩大類(lèi)。
（1）活性污泥法這是當(dāng)前使用廣泛的一種生物處理法。該法是將空氣連續(xù)鼓入曝氣池的污水中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，水中即形成繁殖有巨量好氧性微生物的絮凝體——活性污泥，它能夠吸附水中的有機(jī)物，生活在活性污泥上的微生物以有機(jī)物為食料，獲得能量并不斷生長(zhǎng)繁殖。從曝氣池流出并含有大量活性污泥的污水——混合液，進(jìn)入沉淀池經(jīng)沉淀分離后，澄清的水被排放，沉淀分離出的污泥作為種泥，部分地回流進(jìn)入曝氣池，剩余的（增殖）部分從沉淀池排放?；钚晕勰喾ㄓ卸喾N池型及運(yùn)行方式，常用的有普通活性污泥法、*混合式表面曝氣法、吸附再生法等。廢水在曝氣池內(nèi)停留一般為4～6小時(shí)，能去除廢水中的有機(jī)物（BOD5）90％左右。
（2）生物膜法使污水連續(xù)流經(jīng)固體填料（碎石、煤渣或塑料填料），在填料上大量繁殖生長(zhǎng)微生物形成污泥狀的生物膜。生物膜上的微生物能夠起到與活性污泥同樣的凈化作用，吸附和降解水中的有機(jī)污染物，從填料上脫落下來(lái)的衰老生物膜隨處理后的污水流入沉淀池，經(jīng)沉淀泥水分離，污水得以?xún)艋欧拧?/p>

生物膜法多采用的處理構(gòu)筑物有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化池及生物流化床等。除此之外，土地處理系統(tǒng)（污水灌溉）和氧化塘皆屬于生物處理法中的自然生物處理范疇。
2．厭氧生物處理法
在無(wú)氧的條件下，利用厭氧微生物的作用分解污水中的有機(jī)物，達(dá)到凈化水的目的。它已有百年悠久歷史，但由于它與好氧法相比存在著處理時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)低濃度有機(jī)污水處理效率低等缺點(diǎn)，使其發(fā)展緩慢，過(guò)去厭氧法常用于處理污泥及高濃度有機(jī)廢水。近30多年來(lái)，出現(xiàn)世界性能源緊張，促使污水處理向節(jié)能和實(shí)現(xiàn)能源化方向發(fā)展，從而促進(jìn)了厭氧生物處理的發(fā)展，一大批新型厭氧生物反應(yīng)器相繼出現(xiàn)，包括厭氧生物濾池、升流式厭氧污泥床、厭氧流化床等。它們的共同特點(diǎn)是反應(yīng)器中生物固體濃度很高，污泥齡很長(zhǎng)，因此處理能力大大提高，從而使厭氧生物處理法所具有的能耗小并可回收能源，剩余污泥量少，生成的污泥穩(wěn)定、易處理，對(duì)高濃度有機(jī)污水處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，得到充分地體現(xiàn)。厭氧生物處理法經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為污水處理的主要方法之一。目前，厭氧生物處理法不但可用于處理高濃度和中等濃度的有機(jī)污水，還可以用于低濃度有機(jī)污水的處理。
污水處理流程
污水中的污染物質(zhì)是多種多樣的，不能預(yù)期只用一種方法就能夠把污水中所有的污染物質(zhì)去除殆盡，一種污水往往需要通過(guò)幾種方法組成的處理系統(tǒng)，才能達(dá)到處理要求的程度。
按污水的處理程度劃分，污水處理可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)（深度）處理。一級(jí)處理主要是去除污水中呈懸浮狀的固體污染物質(zhì)，物理處理法中的大部分用作一級(jí)處理。經(jīng)一級(jí)處理后的污水，BOD只能去除30％左右，仍不宜排放，還必須進(jìn)行二級(jí)處理，因此針對(duì)二級(jí)處理來(lái)說(shuō)，一級(jí)處理又屬于預(yù)處理。二級(jí)處理的主要任務(wù)，是大幅度地去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)性污染物質(zhì)（即BOD物質(zhì)），常采用生物法，去除率（BOD）可達(dá)90％以上，處理后水中的BOD5含量可降至20～30mg/L，一般污水均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。但經(jīng)二級(jí)處理后的污水中仍殘存有微生物不能降解的有機(jī)污染物和氮、磷等無(wú)機(jī)鹽類(lèi)。深度處理往往是以污水回收、再次復(fù)用為目的而在二級(jí)處理工藝后增設(shè)的處理工藝或系統(tǒng)，其目的是進(jìn)一步去除廢水中的懸浮物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽類(lèi)及其他污染物質(zhì)。污水復(fù)用的范圍很廣，從工業(yè)上的復(fù)用到充作飲用水，對(duì)復(fù)用水水質(zhì)的要求也不盡相同，一般根據(jù)水的復(fù)用用途而組合三級(jí)處理工藝，常用的有生物脫氮法、混凝沉淀法、活性炭過(guò)濾、離子交換及反滲透和電滲析等。
污水處理流程的組合，一般應(yīng)遵循先易后難，先簡(jiǎn)后繁的規(guī)律，即首先去除大塊垃圾及漂浮物質(zhì)，然后再依次去除懸浮固體、膠體物質(zhì)及溶解性物質(zhì)。亦即，首先使用物理法，然后再使用化學(xué)法和生物法。
對(duì)于某種污水，采取由哪幾種處理方法組成的處理系統(tǒng)，要根據(jù)污水的水質(zhì)、水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟(jì)性，排放水體的具體規(guī)定，并通過(guò)調(diào)查、研究和經(jīng)濟(jì)比較后決定，必要時(shí)還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行一定的科學(xué)試驗(yàn)。調(diào)查研究和科學(xué)試驗(yàn)是確定處理流程的重要途徑。以下介紹一些常用的污水處理工藝流程。
以去除污水中的BOD物質(zhì)為主要對(duì)象的，一般其處理系統(tǒng)的核心是生物處理設(shè)備（包括二次沉淀池），。污水先經(jīng)格柵、沉砂池，除去較大的懸浮物質(zhì)及砂粒雜質(zhì)，然后進(jìn)入初次沉淀池，去除呈懸浮狀的污染物后進(jìn)入生物處理構(gòu)筑物（或采用活性污泥曝氣池或采用生物膜構(gòu)筑物）處理，使污水中的有機(jī)污染物在好氧微生物的作用下氧化分解，生物處理構(gòu)造物的出水進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行泥水分離，澄清的水排出二沉池后再經(jīng)消毒直接排放；二沉池排放出的剩余污泥再經(jīng)濃縮、污泥消化、脫水后進(jìn)行污泥綜合利用；污泥消化過(guò)程產(chǎn)生的沼氣可回收利用，用作熱源能源或沼氣發(fā)電。

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美麗鄉(xiāng)村污水處理設(shè)備

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