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生物膜法在市政污水处理中的应用研究

发表时间：2021/5/28 来源：《基层建设》2021年第2期作者：毛晓波

[导读] 摘要：在市政污水处理工作中，生物膜法的应用具有重要意义。本文着眼于市政污水处理中生物膜法应用实际情况，结合业内实验研究成果，阐述生物膜法基本内涵，分析生物膜法种类及特点，并对生物膜法在市政污水处理中的具体应用展开探讨，希望可以对业内起到一定参考作用。

        江山中持水务有限公司浙江衢州 324100
        摘要：在市政污水处理工作中，生物膜法的应用具有重要意义。本文着眼于市政污水处理中生物膜法应用实际情况，结合业内实验研究成果，阐述生物膜法基本内涵，分析生物膜法种类及特点，并对生物膜法在市政污水处理中的具体应用展开探讨，希望可以对业内起到一定参考作用。
        关键词：生物膜法；市政污水；应用分析
        市政污水处理是保证城市可持续发展、营造宜居生活环境的重要举措，随着社会的进步与科学技术的发展，生物膜法类型逐渐增多，在市政污水处理领域，生物膜法的应用也更为广泛，利用生物膜法可以有效排除市政污水中的CODMn、亚硝酸盐氮、氨氮、BOD，以提升市政水体水质。
        一、生物膜法概述
        生物膜主要指的是在污水处理中，利用滤料作为介质，让微生物附着在介质上，让微生物自身代谢繁殖，构成的生物薄膜。生物膜本身具有较强的吸附能力、稳定的结构，在有污水流经的时候，生物膜可以对污水当中的氮、磷、有机物做到吸附、降解，进而实现水质净化目的，其原理与活性污泥法具有相似之处。随着微生物的繁殖，膜的厚度会不断增加，膜内部没有氧气完全进入，会让生物膜内外产生厌氧、好氧状态，削弱膜和介质附着力，生物膜会老化脱落，同时会有新生物膜生长。在污水处理领域，生物膜法最早出现于1893年的英国，研究工作人员发现使用粗滤料对于污水净化具有良好效果，随后多年，生物膜法朝着结构性发展，出现了生物滤池，但是其在使用中也出现了负荷能力差、构筑物面积大、环境卫生污染等问题，这对于生物滤池应用推广具有一定限制。直到1960年，有机材料合成技术的使用改善了生物膜工艺，出现了旋流式生物滤池、曝气生物滤池等形式，同时，如结构生物膜反应器技术也越发成熟，现阶段，生物膜法已经在我国市政污水处理工作中得到了广泛应用[1]。
        二、生物膜法种类及特点分析
        现阶段，在市政污水处理工作中，常用生物膜法主要为移动床生物膜反应器、生物滤池与生物流化床法、生物接触氧化法。移动床生物膜法主要指的是使用颗粒状的生物膜附着介质，使用和水密度接近、具有一定吸附性的材料，此方法吸附性相对较强，对于污水有机污染物质具有良好吸附作用，可产生生物污泥，完成净化工作；生物滤池主要由二次沉淀池、初淀池、生物滤池构成[2]；生物接触氧化主要是以生物滤池为基础，改良接触曝气法的技术，主要是对曝气池进行填料处理，污水曝气后流过填料，微生物会转化为生物膜，此技术使用微生物附着介质材料多具有孔隙率大、表面积大特点；生物流化床主要是利用气体、液体分散系，转化固态颗粒物质为液态颗粒物质，进而净化污水的技术，在流化床内，微生物附着载体为流化状态，在硫化床内，微生物附着载体为流化状态，液相废水、气相空气与固相生物膜接触较为充分，与此同时，通过更新生物膜，可以保证其生长活力。生物膜法主要特点如表1所示。
                        表1 生物膜法主要特点

        三、生物膜法在市政污水处理中的具体应用
        （一）应用领域
        市政污水构成较为复杂，生物膜法在不同类型市政污水处理中，均具有良好应用效果。
        1.工业废水处理
        工业废水主要包含柠檬酸废水、印染废水、腈纶废水、焦化废水、需净化废水等，单独使用或结合使用生物膜法均可发挥污水处理作用。例如，在市政工业废水印染废水处理中，利用生物膜法结合复合MBR工艺就可以有效处理其中的SS、COD、NH3-N等物质；利用曝气生物膜法就可以对染料废水进行深度处理；利用特定载体生物滤池与生物流化床的组合就可以对焦化废水进行处理；利用电极与生物膜法结合就可以对酮酸洗中铜离子浓度进行降低处理。
        2.养殖废水处理
        近几年，我国部分地区养殖规模、养殖数量随着当地农业的发展而不断扩大，与此同时，养殖废水量也与日俱增，养殖废水会对地表造成严重污染，养殖废水多具有可生化性好的特点，利用生物膜法，可以有效去除养殖废水中的NH4+-N、COD、NO2--N，以完成污染处理工作。
        3.医药废水处理
        在市政污水中，医药废水具有成分复杂、色度大、浓度高的特点，处理难度相对较大，利用移动床生物膜、混凝及催化抽样可以有效处理医药废水，在实验中，发现其对头孢医药废水氨氮去除率、COD去除率均在80%以上，利用活性碳纤维作为主要载体，可以对阿莫西林废水进行有效处理[3]。
        （二）具体应用
        1.生物接触转盘的应用
        在市政污水处理中，生物接触转盘具有良好应用效果，在具体应用中，主要是让水体存在细菌微生物、细菌、原生动物在生物接触转盘完成繁衍，进而产生膜状生物性污泥，利用生物性污泥对水体超标元素、污染物进行吸附、摄取，以让城市污水得到有效处理。在生物接触转盘应用过程中，沉淀池会对其进行初级处理，让污水大部分固态微粒物质得以去除，之后，生物接触转盘中有处理后污水流经，污水有机污染物子可以被微生物吸附，实现水质净化目标。例如，在某污水处理厂运营中，就使用了32台高效转盘，转盘直径为3m、填料折表面积为1500m2，在室内钢筋混凝土接触反应槽进行设置，控制速度为2r/min，控制接触氧化草溶解氧浓度为2mg/L，保持容积面积比为8L/m2,应用生物接触转盘，污水处理厂发现每日可处理污水达到4万m3，提升了当地城市污水处理能力[4]。
        2.淹没式附着生长生物反应器的应用
        在城市公共污水、加工厂废水、住宅生活污水处理中，淹没式附着生长物反应器对于去除SS、硝化、反硝化以及脱单去磷具有良好应用效果，其整体投入成本较低，且占地面积较小，可以保证市政污水处理效果。现阶段，UFPD反应器、DFPB反应器组合的曝气生物滤池处理技术得到了广泛应用，此淹没式附着生长生物反应器技术应用流程主要为：生活污水→预处理→初级沉淀池活性污泥处理→曝气生物滤池处理→消毒处理→初次出水→预处理→初级沉淀池处理→曝气生物滤池处理→二级沉淀池处理→消毒处理→出水。
        3.混合工艺的应用
        在市政污水处理工作中，混合工艺组合方式具有良好应用效果，例如，在我国很多城市中，针对城市二级排水就使用了二段曝气生物滤池生物膜法，炭滤池为第一级曝气生物滤池，可以对市政污水有机污染物进行处理；第二级曝气生物滤池可以对市政污水氨氮进行处理，转化氨氮为满足排放标准亚硝酸盐、硝酸盐。如果水体需要脱氮，为让回流硝化液脱氮具有充分条件，可以设置厌氧区为第一级曝气生物滤池底部。如果水体需要进行去磷处理，可以使用化学方法起到辅助作用[5]。
        结束语：
        综上所述，生物滤池、生物接触氧化法、移动床生物膜反应器、生物流化床法等生物膜技术在我国市政污水处理中具有较高应用价值，可以有效处理市政污水中的工业废水、养殖废水及医药废水，以减少市政污水排放污染，优化城市区域环境，为城市化建设及城市可持续发展提供保障。
        参考文献：
        [1]王晨,周红蝶.生物膜法在污水处理中的有效应用[J].湖北农机化,2020(13):36-37.
        [2]陈瑶.生物膜法在污水处理中的有效应用[J].环境与发展,2020,32(05):70-71.
        [3]赵楠.生物膜法在市政污水处理中的应用研究[J].节能与环保,2020(03):89-90.
        [4]丁凯扬.生物膜法在市政污水处理中的应用[J].四川水泥,2019(11):154.
        [5]于川洋.生物膜法在市政水处理中的应用[J].居业,2019(08):89+92.