環(huán)保專業(yè)一講義:生物膜法的基本原理

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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(jī)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(xì)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(jī)物的生物處理方法。生物膜中的微生物以污水中的有機(jī)污染物為營養(yǎng)物質(zhì),在新陳代謝過程中將有機(jī)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(jìn)行生物膜法處理前,宜經(jīng)沉淀處理,當(dāng)進(jìn)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(jī)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(qiáng)的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉積于膜上的有機(jī)物為營養(yǎng)物質(zhì),將一部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì),進(jìn)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(jìn)入廢水,在二次沉淀池中被截留下來,成為污泥。如果有機(jī)物負(fù)荷比較高,生物膜對吸附的有機(jī)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(jìn)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:
    ⑴生物相特征:
    ①參與凈化反應(yīng)微生物多樣化
    ②生物的食物鏈長
    ③能夠存活世代時間較長的微生物
    ④分段運行與優(yōu)占種屬
    ⑵工藝特征
    ①抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)
    ②污泥沉降性能良好,宜于固液分離
    ③能夠處理低濃度的廢水
    ④運行簡單、節(jié)能,易于維護(hù)管理,動力費用低
    ⑤產(chǎn)生的污泥量少
    ⑥在低水溫條件下,也能保持一定的凈化功能
    ⑦具有較好的硝化與脫氮功能