生物膜法在市政污水处理中的应用

2019-02-18丁凯扬

四川水泥 2019年11期

丁凯扬

（厦门中平公路勘察设计院有限公司，福建厦门）

0 引言

工业建设的快速发展带来了日益增多的环境污染问题，其中与人们的生产生活密切相关的水污染问题受到了重点关注。自1914 年活性污泥法建成试验以来，人们对生物法去除污染物进行了各式各样的探索和实践；20 世纪50 年代，合成载体的使用发展了生物膜的概念，目前已在全世界范围得到了广泛应用。生物膜法是控制水污染重要的技术手段，比传统活性污泥法产泥量低、能耗低，适用范围广。同时，随着生物膜法工艺的改进，其在污水处理方面的效果越来越理想，在市政污水处理中应用也更加广泛。

1 生物膜法在市政污水处理中工艺分类

生物膜法主要包括生物滤池、生物接触氧化、生物转盘以及生物流化床、生物移动床等。

1.1 生物滤池

常见的生物滤池有普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池和曝气生物滤池。普通生物滤池一般用于处理小型城镇污水或工业废水，高负荷生物滤池通过处理水回流去除污水杂质和有机污染物的效果非常好，实现了高滤速和高负荷，但由于其运行时要经过初沉池、生物滤池和二沉池三道工艺，对净化场地有一定的面积要求，且容易堵塞造成环境污染。在此技术基础上对其缺点进行改良，衍生了塔式生物滤池法，其污水处理能力较强，污水分层明显，设备占地面积小不易堵塞等优点，与传统的生物滤池相比，降低了水处理成本，在市政污水处理工程中得到了广泛应用。

1.2 生物接触氧化法

生物接触氧化法的工作原理是将活性污泥法中的曝气池与生物滤池相结合，它们共同综合作用进行污水处理工艺。生物接触氧化池中活性污泥吸附在滤料表面，有容积负荷高、处理效率高、抗冲击负荷能力强、维护管理方便、剩余污泥量小的优点。其主要缺点在于增加了填料，其在长时间循环成膜过程中容易发生堵塞，需要定期维护更新，会增加市政污水处理工程成本和难度。为了更好的控制池间有机物的浓度差和各池的优势菌种，生物接触氧化法可采用一段式、两段式以及多段式。

1.3 生物转盘法

生物转盘工艺出现的比较早，由许多平行排列且部分淹没在水中，部分暴露在空气中以较低速度做圆周运动的圆盘及水槽构成。因其微生物浓度高、生物分级明显、产泥量低操作单方便，运行时成本低的特点得到广泛应用。生物转盘宜采用多级处理方式。实践证明，盘片面积不变时，多级串联运行的生物转盘能够提高处理水质。为更进一步节省动力消耗提高处理效率，生物转盘通过采用空气驱动、与曝气池结合等方法有了新的改进工艺。

2 生物膜法在市政污水处理中的具体的应用

2.1 生物膜法脱氮除磷工艺

在微生物的作用下，水中的氮、磷可以有条件的去除。脱氮是指有机氮在碳化作用下，与氨氮经过氨化作用，在水中逐渐转化为无机氨态氮，含氧量充足时，受硝化菌作用，氨态氮将会转化成亚硝酸盐氮与硝酸盐氮，缺氧时，硝态氮受反硝化细菌作用，经还原反应转化成氮气释放至大气中完成脱氮工作。在缺氧状态下，聚磷菌生长速度减慢，菌体代谢缺乏能量供给，聚磷酸盐将得到释放，导致磷释放，而氧气充足时，菌体活性增强，可以更多地摄取污水中溶解态正磷酸盐，进而在除泥的过程中完成除磷工作。由此可见，生物接触氧化法、生物滤池通过膜的内外层氧浓度差，生物接触转盘通过旋转过程中的厌氧好氧交替在水处理过程中提供不同需氧量的微生物菌种生活环境，以及通过适当提升温度、控制溶氧浓度，调节水质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属

重金属污水对环境和人类身体健康都有很大的危害，在污水中多数是以化合物的形式存在，很难通过一般的过滤循环系统处理掉，因此利用生物膜法去除水中重金属就显得尤为重要，生物膜对重金属有很好的吸附作用，从而达到转移重金属的目的。在生物膜市政污水处理技术工作中可引入基因工程、分子生物学的高新生物处理技术，培育高效、耐毒性的菌种，使其吸附效果更明显，从而提高污水重金属去除效果，展现其应用价值。

2.3 生物膜法在市政二级排水处理中的应用

在一些市政处理水工程中，通过组合多种生物膜法工艺，可处理城市的二级处理排水，实现水资源的回收二次利用。可将曝气生物滤池直接作为二级处理，者将曝气生物滤池作为原有二级处理的平行工艺，或在对原有二级处理升级改造时应用曝气生物滤池的方法提高出水水质。

3 生物膜法在市政污水处理中改善措施

生物膜法以其参与水处理的生物种类多、食物链长、污水适用范围广、能耗低等优势在实际生产中取得了广泛的应用。运用在市政污水处理中应注意以下几个方面：

1、针对生物滤池生产环境差，易堵塞，需要定期清洗填料更换曝气器，高负荷生物滤池出水水质较差，生物转盘处理效率不高等问题研究和探索新型生物膜法处理工艺。通过不断完善生物膜法污水处理技术，改进现行应用时出现的维护难、易堵塞等问题，并对可能出现的问题预处理，提高污水净化效果，使生物膜法技术更全面专业，发挥更大作用。

2、生物膜法材料的研究与选用。曝气生物滤池工艺所选滤料要支撑微生物生长和截留固体粒子的作用并能够抵抗反冲洗时的磨损；生物接触氧化工艺可根绝不同的容积负荷选择软性、半软性和硬性等不同性状的填料；生物接触转盘的盘片则应选择比表面积大、质轻、强度高、耐腐蚀挂膜的材料。市政污水处理时应准确核算处理能力，总投资，出水水质之间的关系，在满足出水水质要求和环境水体环境容量的前提下选用处理能力好，投资节省的材料。

3、提高生物膜法污水处理净化过程的管理水平，有效发挥市政污水处理中的脱氮除磷能力。通过更加合理准确的控制污染物负荷、污水停留时间和排泥时间，更好的去处氮磷污染物。市政污水处理技术人员要把控好每个环节的不同净化作用，积极探索研究各个施工程序的工艺规范标准，加强对理论及应用技术的研究，改进水处理技术方法，不断修正完善施工操作水平，优化工艺流程，最大化的提升市政污水处理成效。

4、城市污水种类复杂，市政污水处理不仅针对人们的生活污水，还要处理符合接管标准的工业废水。根据水量、不同的污染物含量、污染程度、受纳水体性质以及是否需要回用等因素选取合理有效的处理工艺。并对处理后的水做好应用规划，有条件时应考虑污水的再生利用。