生物曝氣流化床技術是介于生物接觸氧化工藝和生物曝氣濾池工藝的一種新的水處理工藝，它吸取了生物接觸氧化工藝和生物曝氣濾池的優(yōu)點，具有出水水質(zhì)好、生物量大、處理負荷高、脫氮除磷效果好、無須反沖洗等優(yōu)點。目前，它已經(jīng)開始在城市污水處理、小區(qū)生污水處理、工業(yè)廢水處理、微污染源水預處理、城市污水二級出水回用處理等方面。
生物曝氣流化池技術的特點及能解決的關鍵問題
生物曝氣流化池的技術特點
與其它好氧水處理工藝相比，生物曝氣流化池工藝有以下技術特點：
①生物量大。采用了新型的填料——LT型生物流化填料。這種新型填料具有比表面積大、掛膜容易、生物膜更新快等優(yōu)點。由于具有較大的比表面積和掛膜容易等特點，因而生物量大，生物量可以達到10-20g/L以上，比普通活性污泥法高出5倍以上，同接觸氧化工藝相當；而且由于生物膜更新比較快，因而微生物具有較高的活性，大大提高了處理效率和污水處理效果。
② 傳質(zhì)效率高。由于本工藝的特點，填料在池中一直處于流化狀態(tài)，由于空氣攪動使整個反應池內(nèi)污水和填料充分接觸，生物膜和水流之間產(chǎn)生較大的相對流速，加快了細菌表面的介質(zhì)更新，增強了傳質(zhì)效果，加快了生物代謝速度。而接觸氧化工藝由于填料是固定的，在池中出現(xiàn)了曝氣區(qū)和非曝氣區(qū)，因而降低了容積負荷。
③ 充氧效率高。由于填料在水中一直呈流化狀態(tài)，填料不斷的與氣泡進行接觸并不斷切割，因而其充氧效率高，動力效率在3kg/(kw·h)以上，相比其它工藝提高30%，充氧效率的提高有利于加快有機物的氧化速度。

④ 具有較高的污染物處理負荷。在污水處理工藝中，其BOD負荷可以達到5-6kg/(m3填料·d)；如果要進行脫氮除磷處理，BOD負荷可以降低到1-3kg/(m3填料·d)。
⑤ 脫氮效果好。由于填料表面含有較多的硝化菌和反硝化菌，因而本工藝具有良好的脫氮效果。如果配合A2/O工藝，其脫氮除磷效果更佳。
⑥ 出水效果好而且穩(wěn)定，特別適用于城鎮(zhèn)污水二級出水的回用水處理工藝過程中。配合接觸沉淀工藝，其出水COD可以降低到50mg/l以下，BOD5可以降低到5mg/l以下，SS可以降低到5mg/l以下，氨氮可以降低到5mg/l以下，*可以滿足《生活雜用水水質(zhì)標準》（CJ/T 48-1999）的限值要求。如果應用于冷卻水的回用，可以作為生物處理預處理階段，后續(xù)增加混凝—過濾—消毒等工藝階段。
⑦ 在應用方面。同接觸氧化工藝相比，省卻了填料框架，填料投加方便；同曝氣生物濾池相比，不用進行反沖洗，降低了投資費用和運行費用，運行連續(xù)穩(wěn)定。
具體工程的選擇要求包括：
①技術合理。技術先進而成熟，對水質(zhì)變化適應性強，出水達標且穩(wěn)定性高，污泥易于處理。
②經(jīng)濟節(jié)能。耗電小，造價低，占地少。
③易于管理。操作管理方便，設備可靠。
④重視環(huán)境。廠區(qū)平面布置與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，注意廠內(nèi)噪聲控制和臭氣的治理，綠化、道路與分期建設結(jié)合好。
⑴好氧生物處理技術是世界各國城市污水處理廠普遍采用的污水處理工藝，分為活性污泥法和生物膜法兩種?；钚晕勰喾ㄊ撬w自凈的人工強化，是使微生物群體“聚居”在活性污泥上，活性污泥在反應器－曝氣池內(nèi)呈懸浮狀，與污水廣泛接觸，使污水凈化的技術；生物膜法是土壤自凈的人工強化，是使微生物群體以膜狀附著在物體的表面上，與污水接觸，使污水凈化的技術?；钚晕勰喾?、生物膜法及其變種變工藝，各有特點和應用條件，在選擇的時候，應根據(jù)各地區(qū)的水質(zhì)、水量、受納水體、氣候、環(huán)境、經(jīng)濟情況等條件確定。
⑵活性污泥法工藝在凈化機制上，沒有什么突破，歷經(jīng)幾十年的發(fā)展與革新，現(xiàn)已擁有以傳統(tǒng)活性污泥法為基礎的多種運行方式，如A/O除磷工藝、A/O脫氮工藝、A2/O同步脫氮除磷工藝、氧化溝工藝、A/B法、各種SBR法、載體活性污泥法、一體化活性污泥法等等。近十幾年來，活性污泥法大進步就是將厭氧機制引入到生化反應池之中來，使厭氧和好氧狀況在生化池中同時存在或反復周期性地實現(xiàn)，但其基本流程原理與標準法是一致的。
衛(wèi)生院污水處理系統(tǒng)厭氧－好氧活性污泥法工藝（A/O法），是具有生物選擇機能并兼有脫氮除磷功能的標準活性污泥法變法。所謂厭氧就是生化反應段內(nèi)溶解氧趨于零狀態(tài)。在這種環(huán)境下迫使專性好氧微生物－絲狀菌代謝機能銳減，抑制了其繁殖，起到了厭氧生物選擇作用，從而可以防止污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生。A/O活性污泥法工藝在普遍活性污泥法前段加入?yún)捬醵?，通過污泥負荷的變化來實現(xiàn)除磷或脫氮的功能。在A/O法的基礎上又發(fā)展了A2/O法，即在厭氧、好氧段之間加入缺氧段以實現(xiàn)同步除磷脫氮，由于其污泥負荷適應范圍較小，因此在實際運行中往往按偏重于除磷或脫氮之一功能進行。A/O法、A2/O法工藝由于出水水質(zhì)穩(wěn)定、能耗不高、運行管理方便等特點，在國內(nèi)外大中型污水廠中采用多。
⑷載體活性污泥法，是在活性污泥法反應池內(nèi)投加固體顆?；蜍浶浴胲浶蕴盍?，以增加單位反應空間的微生物量，提高反應器容積負荷。
⑸氧化溝法，于五十年代由荷蘭人巴斯維爾所開發(fā)，主要有卡魯塞爾（Carrousel）式、三溝式、一體化式、奧貝爾（Orbal）式等幾種技術形式。氧化溝法是一條閉合的生化反應溝渠，以轉(zhuǎn)碟或轉(zhuǎn)刷為充氧和水流動力，流程簡單，對運行管理要求較低，多用于延時曝氣，產(chǎn)生污泥量少，污泥易于脫水。氧化溝法在我國南方地區(qū)及中西部地區(qū)得到廣泛應用。

生物膜法是利用附著在填料或載體上生長、繁殖的細菌、原生動物、后生動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、生物接觸氧化、生物流化床等，目前已經(jīng)廣泛的應用在各個領域的廢水處理中。
膜生物反應器
膜生物反應器是膜技術和活性污泥法相結(jié)合的一種廢水處理技術。在反應器中可以維持高的生物量，實現(xiàn)水力停留時間和污泥停留時間相分離以及產(chǎn)生的污泥量少，處理效率高，出水水質(zhì)好，設備緊湊，占地面積小等優(yōu)點。目前對膜生物反應器的研究已經(jīng)相當成熟，并且已經(jīng)廣泛應用在各個領域的廢水處理中。
生物膜-膜生物反應器
生物膜-膜生物反應器(BMBR)是將膜分離與生物膜法技術相結(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現(xiàn)廢水資源化的新興技術。該工藝技術對污染物的去除作用主要是依靠附著在載體上生長的微生物來完成，截留作用主要體現(xiàn)在膜以及膜上面形成的濾餅層的過濾作用上。廢水中的有機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;二是生物反應器內(nèi)懸浮微生物對有機物的降解作用;三是利用膜對有機大分子的截留作用，這樣有機大分子與微生物接觸反應的時間就更長，更能被有效的降解去除。目前，BMBR還處于實驗研究階段，國內(nèi)外對此的報道尚不多。
生物膜-膜生物反應器的原理及特點
工作原理
BMBR是在膜生物反應器內(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形成生物膜，廢水攜帶著污染物和氧氣流過生物膜時，廢水中溶解氧被消耗，有機污染物被生物膜上的微生物吸收降解使廢水得以凈化;微生物不斷生長繁殖，生物膜也不斷增厚，增厚到一定程度時，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;通過在反應器底部曝氣，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)過膜組件分離后排放。

曾做過兩段式生物膜-膜生物反應器處理廢水的試驗，結(jié)果顯示BMBR運行穩(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，當進水總有機碳為56.8~132.6mg/L，氨氮為28.1~38.4mg/L時，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-膜生物反應器的優(yōu)點
(1)BMBR綜合了生物膜法和MBR的優(yōu)點。反應器內(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，使膜的運行周期更長，減少了膜的清洗次數(shù)，降低處理工藝的動力消耗。
(2)SS的去除率較好。生物膜法中如果厭氧層過厚，生物膜脫落后會產(chǎn)生大量的非活性的細小懸浮物分散于水中，使出水的澄清度降低，而BMBR由于膜分離設備的截留作用可以有效解決這個問題。
(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)的活性污泥中無法與異養(yǎng)菌競爭，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，有利于世代時間較長的硝化菌生長，而且由于BMBR中形成了厭氧環(huán)境，脫氮效果會有所提高。
(4)由于生物膜上的微生物種類豐富，載體的添加可以給微型動物提供了相對穩(wěn)定的生長環(huán)境，存在相當數(shù)量的原生動物和后生動物，組成較長的食物鏈，所以生物膜膜生物反應器產(chǎn)生的污泥量少。
生物膜-膜生物反應器的缺點
BMBR和MBR一樣同樣具有以下2個缺點：(1)膜污染問題，沒有有效的清洗技術。膜污染速率隨著溫度的下降而呈現(xiàn)加劇趨勢。(2)膜的制造成本高。
生物膜-膜生物反應器的研究進展
1996年，美國的Dorr-Oliver公司首先將MBR用于廢水處理的研究以后，許多學者相繼對MBR進行了大量的實驗研究并開發(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90年代以后，MBR得到了迅猛的發(fā)展，1995年以后MBR在國外尤其是在美國、日本、加拿大等國進入了實際應用階段。隨著MBR在實際運行中膜污染的問題出現(xiàn)，有的學者在研究此問題時指出，在MBR中，由于膜組件與活性污泥混合液的直接接觸，在膜組件表面生長出生物膜是不可避免的，也就是說膜污染的問題是不可避免的，膜污染在導致膜通量下降的同時也使出水水質(zhì)變差，但是當時都未對此進行深入的探討，直至后來BMBR的提出。一些學者認為將膜分離技術和生物膜法相結(jié)合，將會有更大的優(yōu)勢。BMBR工藝早是日本科研人員針對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膜與分離中心的FaneAG曾采用生物濾池與分離式膜分離設備相結(jié)合處理生活廢水，取得了很好的處理效果。在膜分離技術與生物膜相結(jié)合的BMBR方面，國內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學較早做此方面的工藝研究。

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衛(wèi)生院污水處理系統(tǒng)

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