生物膜法在市政污水處理中的應(yīng)用

丁凱揚(yáng)

（廈門中平公路勘察設(shè)計(jì)院有限公司， 福建 廈門）

0 引言

工業(yè)建設(shè)的快速發(fā)展帶來了日益增多的環(huán)境污染問題，其中與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)的水污染問題受到了重點(diǎn)關(guān)注。自1914 年活性污泥法建成試驗(yàn)以來，人們對(duì)生物法去除污染物進(jìn)行了各式各樣的探索和實(shí)踐；20 世紀(jì)50 年代，合成載體的使用發(fā)展了生物膜的概念，目前已在全世界范圍得到了廣泛應(yīng)用。生物膜法是控制水污染重要的技術(shù)手段，比傳統(tǒng)活性污泥法產(chǎn)泥量低、能耗低，適用范圍廣。同時(shí)，隨著生物膜法工藝的改進(jìn)，其在污水處理方面的效果越來越理想，在市政污水處理中應(yīng)用也更加廣泛。

1 生物膜法在市政污水處理中工藝分類

生物膜法主要包括生物濾池、生物接觸氧化、生物轉(zhuǎn)盤以及生物流化床、生物移動(dòng)床等。

1.1 生物濾池

常見的生物濾池有普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、塔式生物濾池和曝氣生物濾池。普通生物濾池一般用于處理小型城鎮(zhèn)污水或工業(yè)廢水，高負(fù)荷生物濾池通過處理水回流去除污水雜質(zhì)和有機(jī)污染物的效果非常好，實(shí)現(xiàn)了高濾速和高負(fù)荷，但由于其運(yùn)行時(shí)要經(jīng)過初沉池、生物濾池和二沉池三道工藝，對(duì)凈化場(chǎng)地有一定的面積要求，且容易堵塞造成環(huán)境污染。在此技術(shù)基礎(chǔ)上對(duì)其缺點(diǎn)進(jìn)行改良，衍生了塔式生物濾池法，其污水處理能力較強(qiáng)，污水分層明顯，設(shè)備占地面積小不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的生物濾池相比，降低了水處理成本，在市政污水處理工程中得到了廣泛應(yīng)用。

1.2 生物接觸氧化法

生物接觸氧化法的工作原理是將活性污泥法中的曝氣池與生物濾池相結(jié)合，它們共同綜合作用進(jìn)行污水處理工藝。生物接觸氧化池中活性污泥吸附在濾料表面，有容積負(fù)荷高、處理效率高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、維護(hù)管理方便、剩余污泥量小的優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)在于增加了填料，其在長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)成膜過程中容易發(fā)生堵塞，需要定期維護(hù)更新，會(huì)增加市政污水處理工程成本和難度。為了更好的控制池間有機(jī)物的濃度差和各池的優(yōu)勢(shì)菌種，生物接觸氧化法可采用一段式、兩段式以及多段式。

1.3 生物轉(zhuǎn)盤法

生物轉(zhuǎn)盤工藝出現(xiàn)的比較早，由許多平行排列且部分淹沒在水中，部分暴露在空氣中以較低速度做圓周運(yùn)動(dòng)的圓盤及水槽構(gòu)成。因其微生物濃度高、生物分級(jí)明顯、產(chǎn)泥量低操作單方便，運(yùn)行時(shí)成本低的特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。生物轉(zhuǎn)盤宜采用多級(jí)處理方式。實(shí)踐證明，盤片面積不變時(shí)，多級(jí)串聯(lián)運(yùn)行的生物轉(zhuǎn)盤能夠提高處理水質(zhì)。為更進(jìn)一步節(jié)省動(dòng)力消耗提高處理效率，生物轉(zhuǎn)盤通過采用空氣驅(qū)動(dòng)、與曝氣池結(jié)合等方法有了新的改進(jìn)工藝。

2 生物膜法在市政污水處理中的具體的應(yīng)用

2.1 生物膜法脫氮除磷工藝

在微生物的作用下，水中的氮、磷可以有條件的去除。脫氮是指有機(jī)氮在碳化作用下，與氨氮經(jīng)過氨化作用，在水中逐漸轉(zhuǎn)化為無機(jī)氨態(tài)氮，含氧量充足時(shí)，受硝化菌作用，氨態(tài)氮將會(huì)轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽氮與硝酸鹽氮，缺氧時(shí)，硝態(tài)氮受反硝化細(xì)菌作用，經(jīng)還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氮?dú)忉尫胖链髿庵型瓿擅摰ぷ鳌Ｔ谌毖鯛顟B(tài)下，聚磷菌生長(zhǎng)速度減慢，菌體代謝缺乏能量供給，聚磷酸鹽將得到釋放，導(dǎo)致磷釋放，而氧氣充足時(shí)，菌體活性增強(qiáng)，可以更多地?cái)z取污水中溶解態(tài)正磷酸鹽，進(jìn)而在除泥的過程中完成除磷工作。由此可見，生物接觸氧化法、生物濾池通過膜的內(nèi)外層氧濃度差，生物接觸轉(zhuǎn)盤通過旋轉(zhuǎn)過程中的厭氧好氧交替在水處理過程中提供不同需氧量的微生物菌種生活環(huán)境，以及通過適當(dāng)提升溫度、控制溶氧濃度，調(diào)節(jié)水質(zhì)PH 值等，可有效降低污水的氮、磷含量。

2.2 生物膜法除污水中重金屬

重金屬污水對(duì)環(huán)境和人類身體健康都有很大的危害，在污水中多數(shù)是以化合物的形式存在，很難通過一般的過濾循環(huán)系統(tǒng)處理掉，因此利用生物膜法去除水中重金屬就顯得尤為重要，生物膜對(duì)重金屬有很好的吸附作用，從而達(dá)到轉(zhuǎn)移重金屬的目的。在生物膜市政污水處理技術(shù)工作中可引入基因工程、分子生物學(xué)的高新生物處理技術(shù)，培育高效、耐毒性的菌種，使其吸附效果更明顯，從而提高污水重金屬去除效果，展現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。

2.3 生物膜法在市政二級(jí)排水處理中的應(yīng)用

在一些市政處理水工程中，通過組合多種生物膜法工藝，可處理城市的二級(jí)處理排水，實(shí)現(xiàn)水資源的回收二次利用。可將曝氣生物濾池直接作為二級(jí)處理，者將曝氣生物濾池作為原有二級(jí)處理的平行工藝，或在對(duì)原有二級(jí)處理升級(jí)改造時(shí)應(yīng)用曝氣生物濾池的方法提高出水水質(zhì)。

3 生物膜法在市政污水處理中改善措施

生物膜法以其參與水處理的生物種類多、食物鏈長(zhǎng)、污水適用范圍廣、能耗低等優(yōu)勢(shì)在實(shí)際生產(chǎn)中取得了廣泛的應(yīng)用。運(yùn)用在市政污水處理中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

1、針對(duì)生物濾池生產(chǎn)環(huán)境差，易堵塞，需要定期清洗填料更換曝氣器，高負(fù)荷生物濾池出水水質(zhì)較差，生物轉(zhuǎn)盤處理效率不高等問題研究和探索新型生物膜法處理工藝。通過不斷完善生物膜法污水處理技術(shù)，改進(jìn)現(xiàn)行應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)的維護(hù)難、易堵塞等問題，并對(duì)可能出現(xiàn)的問題預(yù)處理，提高污水凈化效果，使生物膜法技術(shù)更全面專業(yè)，發(fā)揮更大作用。

2、生物膜法材料的研究與選用。曝氣生物濾池工藝所選濾料要支撐微生物生長(zhǎng)和截留固體粒子的作用并能夠抵抗反沖洗時(shí)的磨損；生物接觸氧化工藝可根絕不同的容積負(fù)荷選擇軟性、半軟性和硬性等不同性狀的填料；生物接觸轉(zhuǎn)盤的盤片則應(yīng)選擇比表面積大、質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕掛膜的材料。市政污水處理時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確核算處理能力，總投資，出水水質(zhì)之間的關(guān)系，在滿足出水水質(zhì)要求和環(huán)境水體環(huán)境容量的前提下選用處理能力好，投資節(jié)省的材料。

3、提高生物膜法污水處理凈化過程的管理水平，有效發(fā)揮市政污水處理中的脫氮除磷能力。通過更加合理準(zhǔn)確的控制污染物負(fù)荷、污水停留時(shí)間和排泥時(shí)間，更好的去處氮磷污染物。市政污水處理技術(shù)人員要把控好每個(gè)環(huán)節(jié)的不同凈化作用，積極探索研究各個(gè)施工程序的工藝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)理論及應(yīng)用技術(shù)的研究，改進(jìn)水處理技術(shù)方法，不斷修正完善施工操作水平，優(yōu)化工藝流程，最大化的提升市政污水處理成效。

4、城市污水種類復(fù)雜，市政污水處理不僅針對(duì)人們的生活污水，還要處理符合接管標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水。根據(jù)水量、不同的污染物含量、污染程度、受納水體性質(zhì)以及是否需要回用等因素選取合理有效的處理工藝。并對(duì)處理后的水做好應(yīng)用規(guī)劃，有條件時(shí)應(yīng)考慮污水的再生利用。

4 結(jié)語

考慮到當(dāng)前城市污水處理的嚴(yán)峻形勢(shì)，生物膜法水處理技術(shù)總體說來應(yīng)用價(jià)值較高，值得在市政污水處理行業(yè)大力推廣。同時(shí)仍需在生物膜法的工藝改善和創(chuàng)新，適用材料的優(yōu)化和后處理，微觀生物技術(shù)知識(shí)的拓展，污水處理運(yùn)行管理水平等方面加強(qiáng)研究，推動(dòng)生物膜法在市政污水處理中的應(yīng)用。