生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用

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1、A莱将莱德生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用在污水生物处理的发展和应用屮，活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。随着新型环保填料的开发和配套技术的不断完善，与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年來得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高，耐冲击负荷性能好，产泥量低，占地面积少，便于运行管理等优点，在城市生活污水处理中极具竞争力。1、生物膜法污水处理：生活污水的有机污染物主要包括：蛋白质(40%-60%),碳水化合物(25%-50%)和油脂(10%),此外还含有一定量的尿素。生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有

2、机物，由于微生物细胞儿乎能在水环境屮的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖，由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，因此生物膜通常具有孔状结构，并具有很强的吸附性能。生物膜附着在载体的表面，是高度亲水的物质，在污水不断流动的条件下，其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质，在膜的表面上和内部生长繁殖着人量的微生物及微型动物，形成由有机污染物一细菌一原生动物(后生动物)组成的食物链。生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物和其他一些肉眼可见的生物群落组成。其中细菌一般有：假单苞菌属

3、、芽苞菌属、产碱杆菌属和动胶菌属以及球衣菌属，原生动物多为钟虫、独缩虫、等枝虫、盖纤虫等。后生动物只有在溶解氧非常充足的条件下才出现，且主要为线虫。污水在流过载体表面时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附，并通过氧向生物膜内部扩散，在膜中发生生物氧化等作用，从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态，当牛物膜逐渐增厚，厌氧层的厚度超过好氧层时，会导致牛物膜的脱落，而新的生物膜又会在载体表面重新生成，通过生物膜的周期更新，以维持生物膜反应器的正常运行。生她法通过将微生物

4、细胞固定于反应器内的载体上，实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离，水处理填料的存在，对水流起到强制紊动的作用，同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触，从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题，在许多悄况卜不仅能代替活性污泥法用于城市污水处理厂的二级生物处理，而冃还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。通过人工强化作用将生物膜引入到城市生活废水处理的污水处理反应器中，便形成了生物膜反应器。生物膜反应器发展迅速，曲单一到复合

5、,有好氧也有厌氧，逐步形成了一套较完整的生物处理系统。填料是生物膜技术的核心z—,它的性能对城市生活污水处理工艺过程的效率、能耗、稳定性以及可靠性均有直接关系。2、厌氧生物膜法处理工艺在生(1)、高分子有机物的厌氧降解阶段：在废水的厌氧处理过程屮，废水屮的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨，高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段。水解阶段：高分子有机物因相对分子质量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维索酶水解为纤维二

6、糖与尊萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和匍萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。发酵(或酸化)阶段：在这一阶段，上述小分子的化合物在发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸(简写作VFA)、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此氷酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。产乙酸阶段：在此阶段，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。产甲烷阶段

7、：这一阶段里，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。在以上阶段里，还包含着以下这些过程：a、水解阶段里有蛋白质水解、碳水化合物的水解和脂类水解;b、发酵酸化阶段包含氨基酸和糖类的厌氧氧化与较高级的脂肪酸与醇类的厌氧氧化;c、产乙酸阶段里有从屮间产物屮形成乙酸和氢气和由氢气和氧化碳形成乙酸;d、甲烷化阶段包括由乙酸形成川烷和从氢气和二氧化碳形成甲烷。除以上这些过程之外，当废水含有硫酸盐时还会有硫酸盐还原过程。(2)厌氧生物膜法处理丄艺：a＞厌氧滤器(AF):传统的好氧生物系统一般容积负荷在2KgC0D/

8、(m3•d)以下，而在AF发明Z前的厌氧反应器一般容积负荷也在4-5kgC0D/(m3•d)以下。但AF在处理溶解性废水时负荷可高达10-15kgCOD/(m3•d)。因此AF的发展大大提高了城市生活废水处理的厌氧反应器的处理速率，使反应器容积大大