漆 軒

（西北綜合勘察設(shè)計(jì)研究院，陜西西安 710003）

1 生物膜法處理污水的技術(shù)分析

在氧氣供應(yīng)充足的情況下，生物膜法利用生物膜穩(wěn)定污水中的有機(jī)污染物，利用生物膜中的微生物群將有機(jī)污染物進(jìn)行分解處理，去除污水中的膠狀、溶解性有機(jī)污染物，凈化水質(zhì)。生物膜法離不開(kāi)微生物群組成的微觀生態(tài)系統(tǒng)，包括高度密集的各種真菌、厭氧菌、好氧菌等細(xì)菌，線體蟲(chóng)、蠕蟲(chóng)等原生動(dòng)物以及部分藻類，微生物復(fù)雜交織在一起，組成生物膜的核心濾料。生物膜法從濾料向外部依次為厭氧菌層、好氧菌層附著水層和流動(dòng)水層。

生物膜法的具體工作流程為在氧氣充足的條件下，生物群在生物膜填料表面聚集，附著在填料表面，形成生物膜。利用充氧設(shè)備對(duì)污水進(jìn)行充分充氧，根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的最佳流速流過(guò)生物膜，生物膜微觀生態(tài)系統(tǒng)中的各種物質(zhì)會(huì)吸收分解水中的有機(jī)物質(zhì)，減少水中過(guò)量元素。處理過(guò)程可以凈化污水，使微生物不斷繁殖，增加生物膜厚度。生物膜表面充分接觸氧氣，生物膜內(nèi)部的氧氣含量下降，整體呈現(xiàn)表面好氧、內(nèi)部厭氧狀態(tài)，一段時(shí)間后，生物膜脫落。隨后生物膜的填料表面會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)新的生物膜，不斷循環(huán)，達(dá)到凈化污水的效果。

生物膜法的構(gòu)造（剖面圖）如圖1所示。

圖1 生物膜法的構(gòu)造（剖面圖）

常見(jiàn)生物膜污水處理工藝的工藝技術(shù)以及特點(diǎn)不同，但均以微生物氧化分解為核心。不同生物膜污水處理法的主要工藝及相應(yīng)特點(diǎn)如表1所示。

表1 不同生物膜污水處理法的主要工藝及相應(yīng)特點(diǎn)

2 生物膜法不同種類及特點(diǎn)

生物膜法的發(fā)展一直是污水處理工藝的核心，相關(guān)學(xué)術(shù)研究與實(shí)際應(yīng)用較多，已經(jīng)產(chǎn)生一些較為成熟的生物膜方法，包括生物流化床法、生物接觸法、移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器以及生物濾池法等。

各生物膜法優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。

表2 各生物膜法優(yōu)缺點(diǎn)

（1）生物流化床法。

固相微生物膜、液相污水以及氣相空氣三者在生物流化床內(nèi)進(jìn)行充分接觸，在空氣氧氣充足的條件下，液相污水中的固態(tài)有機(jī)污染物被固相微生物膜中的有機(jī)物進(jìn)行充分氧化分解，變?yōu)橐簯B(tài)顆粒物質(zhì)。微生物附著載體在流化床內(nèi)呈現(xiàn)流化狀態(tài)，生物膜中的微生物將持續(xù)高速成長(zhǎng)，使微生物膜不斷更新?lián)Q代。

（2）生物接觸氧化法。

在接觸曝氣法的基礎(chǔ)上改良形成，即接觸曝氣法。生物接觸氧化法的基本原理是在曝氣池中加入表面積大、孔隙率高的填料，微生物在填料上成長(zhǎng)代謝形成生物膜。中的微生物充分氧化分解。

（3）移動(dòng)床生物膜法。

生物膜附著在顆粒狀介質(zhì)上，介質(zhì)采用密度和水相近的物質(zhì)，具有極強(qiáng)的吸附能力，容易吸附污水中的有機(jī)物質(zhì)，形成污泥，快速凈化污水。

（4）生物濾池法。

初級(jí)沉淀的污水進(jìn)入生物濾池，對(duì)有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾分解，經(jīng)過(guò)二次沉淀池將固體物質(zhì)進(jìn)行沉淀，對(duì)污水進(jìn)行有效凈化處理。

3 生物膜法在市政污水處理中的應(yīng)用

3.1 生物膜法在市政污水處理中的應(yīng)用注意事項(xiàng)

隨著城市規(guī)模不斷增加，居民用水量以及城市污水中的污染物的種類不斷增加，市政污水處理的壓力不斷攀升。生物膜法在污水凈化中發(fā)揮重要作用，使用生物膜法凈化污水時(shí)應(yīng)注重凈化效率高，保證工藝的穩(wěn)定性與性價(jià)比。

近些年，污水處理技術(shù)得到大幅度提升。目前，國(guó)內(nèi)嚴(yán)峻的污水處理需求迫使需要進(jìn)一步加強(qiáng)污水工藝優(yōu)化研究，專家學(xué)者與一線技術(shù)人員可以從整個(gè)污水處理中的某個(gè)環(huán)節(jié)著手，分析制約生物膜法處理效率的瓶頸，探索每個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮最大功效的可能性，不斷探索新技術(shù)以及各個(gè)環(huán)節(jié)配合的最佳方式，突破生物膜法處理流程中各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的最佳配合，達(dá)到最高污水凈化效率。

城市污水中排放的有機(jī)污染物復(fù)雜，市政污水中可能含有工業(yè)廢水。建立約束制度，要求工業(yè)生產(chǎn)排放的污水指標(biāo)達(dá)標(biāo)后排放；加強(qiáng)生物膜法在去除污水中的氮、磷等元素中的應(yīng)用效果，積極探索和學(xué)習(xí)工業(yè)廢水處理技術(shù)中的脫磷、脫氮技術(shù)，完善現(xiàn)有的市政污水處理方式，使現(xiàn)行市政污水處理方式滿足社會(huì)發(fā)展需求。

城市規(guī)模的持續(xù)發(fā)展要求城市污水處理能力不斷增加，許多城市現(xiàn)有的污水處理廠無(wú)法滿足當(dāng)?shù)爻鞘邪l(fā)展需求。因此，需要擴(kuò)建原有污水處理廠或新建污水處理廠，綜合考量擴(kuò)建與新建的污水處理廠的環(huán)保性、適用性和成本。在規(guī)劃階段合理預(yù)測(cè)城市的未來(lái)發(fā)展規(guī)模，制定可持續(xù)發(fā)展的污水處理廠建設(shè)方案，進(jìn)行材料選擇時(shí)，選擇適用性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)的材料，提升污水處理效果，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

3.2 注重生物膜法在市政二級(jí)排水處理中的應(yīng)用

城市發(fā)展過(guò)程中，除了污水處理問(wèn)題外，還存在城市化快速發(fā)展過(guò)程中用水量不斷增加、水資源嚴(yán)重短缺等問(wèn)題，影響市民的用水安全和當(dāng)?shù)毓I(yè)發(fā)展?？茖W(xué)有效地提升市政二級(jí)排水的回收利用，可以有效地緩解工業(yè)用水和市政用水壓力，是切實(shí)可行的節(jié)約水資源方式。

利用現(xiàn)行的生物膜法處理市政二級(jí)污水，去除污水中的有機(jī)污染物，再過(guò)多次處理達(dá)到凈化要求。生物膜法處理二級(jí)市政污水具備成本低、維護(hù)操作便捷、效率高的特點(diǎn)。凈化后的二級(jí)污水可以應(yīng)用于工業(yè)以及大型機(jī)械設(shè)備冷卻，也可以用于市政澆灑。

3.3 某污水廠生物膜法應(yīng)用效果分析

某污水廠2020年生物膜法四季進(jìn)出水的實(shí)際測(cè)量平均數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 某污水廠2020年生物膜法四季進(jìn)出水的測(cè)量數(shù)據(jù) 單位：mg/L

該污水廠使用的生物膜法在處理懸浮物、COD及BOD5方面均有較好的處理成效，污水處理能力較為穩(wěn)定，并無(wú)較大波動(dòng)，該廠所應(yīng)用的生物膜法在除氮、除磷方面具有非常高的效率。

4 結(jié)語(yǔ)

生物膜法利用細(xì)菌、原生動(dòng)物以及部分藻類，在氧氣充足的情況下對(duì)污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行充分的氧化分解，微生物群利用濃度差吸附有機(jī)物，凈化污水中的有機(jī)物。生物膜法在實(shí)際的應(yīng)用中還存在一定技術(shù)瓶頸，需要根據(jù)實(shí)際的發(fā)展情況和技術(shù)的革新對(duì)現(xiàn)有生物膜法進(jìn)行持續(xù)更新，提升生物膜法在市政污水處理中的應(yīng)用效果。