生物膜—活性污泥法联合工艺

生物膜—活性污泥法联合处理工艺的研究
摘要：目前，生物膜法和活性污泥法在污水处理中运用的很普遍，在我国乃至全世界都
运用的很广泛，但单独采用这两种工艺存在着很多不足，所以目前越来越多的研究者开始尝试研究将两种污水处理法结合起来处理污水，以此克服这两种工艺的不足。

本文主要介绍生物膜法与活性污泥法各自在污水处理中的原理及特点，通过对比生物膜法和活性污泥法处理污水的优缺点，到达研究生物膜法与活性污泥联合处理工艺在污水处理中的效果，进而了解生物膜—活性污泥法联合处理工艺的工艺特点。

关键词：生物膜法、活性污泥法、联合处理工艺
一、活性污泥法
1、概念及特点
废水生物处理中微生物悬浮在水中的各种方法的统称。

因悬浮的微
生物群体呈泥花状态，故名。

一般指需氧活性污泥过程。

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。

活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。

其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。

2、流程与原理【1】
典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。

污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。

从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，呈悬浮状态。

溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。

污水处理按处理程度一般分为初级处理、二级处理、三级处理（深度处理）三个等级。

初级处理是去除可沉降的悬浮物质、悬浮油类和酸碱等物质；二级处理是去除可降解的溶解性和初级处理没有去除的悬浮、胶体有机物质；三级处理是去除不可降解的有机物质和溶解性的无机物质。

活性污泥法和其他生物处理法都属于二级处理。

活性污泥法是二级处理中处理效果最高又比较成熟的方法，尤其对大量的污水处理。

3、实践中经常出现的一些异常现象和解决办法加以总结
（1）活性污泥呈灰黑色，污泥发生厌氧反应，污泥中出现硫细菌，出水水质恶化。

原因：一是负荷量增高；二是曝气不足；三是工业废水的流入等。

措施：一是控制负荷量；二是增大曝气量；三是切断或控制工业废水的流人。

（2）污泥上浮的原因【2】，一是由于污泥颗粒挟带气体或油滴，密度减小而上浮。

另一种情况是由于污泥被破碎，沉速减小而不能下沉，例如，表面曝气机转速过大，打碎污泥絮体，导致污泥上浮。

发生污泥上浮后，应暂停进水，清除污泥，判断原因，调整操作。

对予反硝化作用可采取的对策是降低二沉池中的停留时间，减少曝气量和沉淀池进水量，以减少池中污泥量。

溶污泥沉降性能差，可适当授加混凝剂或惰性物质以改善沉淀性能，并降低曝气机转速。

二、生物膜法
1、概念及特点
生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。

生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。

生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。

生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。

2、原理【3】
由于生活污水中含有大量的有机成分，生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物，由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖，由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，因此生物膜通常具有孔状结构，并具有很强的吸附性能。

生物膜法具有运行费用低廉、管理方便的特点 ,对进水的水质与水量变化有着很强的适应能力 ,克服了活性污泥法中污泥丝状膨胀的缺点 ,剩余污泥量也有了显著的减少。

但是与活性污泥法相比,生物膜法对环境温度的要求较高 ,气温过高或过低都会影响生物膜的活性 ,引起生物膜的坏死和脱落。

另外,由于生物膜需要附着在滤料上才能够对污水起到净化作用 ,因此载体的比表面积对生物膜处理的效果有着很大的影响 ,如果选用的滤料比表面积达不到要求 ,想要达到预期的处理效果就需要增加处理池的面积,使投资费用增大。

生物膜法中使用的滤料属于消耗品 ,需要对其进行周期性的更新 ,增大了运行期间的管理费用。

同时,生物膜法对工艺设计和运行条件的要求较为严格,一旦发生问题,便会引起滤料的破损和堵塞 ,降低出水的水质。

3、影响生物膜工作性能的三个重要指标（以生物滤池为例）。

一是水力负荷：单位面积滤池或单位体积滤料每天所能处理的废水量，包括水力表面负荷和水力何种负荷；二是 BOD 负荷：单位时间供给单位体积滤料的BOD 量，城市污水极限值分低负荷（0.15~0.3），高负荷（0.8~1.2）；三是毒物负荷：单位滤料每天所能承受毒物的量。

三、活性污泥法和生物膜法比较【4】
1．活性污泥法优缺点。

长期以来，城市生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法，它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理工艺，具有以下几个特点：一是采用传统的活性污泥法，往往基建费、运行费高，能耗大，管理较复杂，易出现污泥膨胀现象；工艺设备不能满足高效低耗的要求。

二是随着污水排放标准的不断严格，对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高，传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主，往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联，形成多级反应池，通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的，这势必要增加基建投资的费用及能耗，并且使运行管理较为复杂。

三是活性污泥法产生大量的剩余污泥，需要进行污泥无害化处理，增加了投资。

2．生物膜法优缺点。

生物膜法也是城市污水二级生物处理的一种常用方法，与活性污泥法相比具有以下特点：一是生物膜对污水水质、水量的变化有较强的适应性，管理方便，不会发生污泥膨胀。

二是微生物固着在载体表面、世代时间较长的微生物也能增殖，生物相对更为丰富、稳定，产生的剩余污泥少。

三是能够处理低浓度的污水。

另外，生物膜法的不足之处在于生物膜载体增加了系统的投资；载体材料的比表面积小，反应装置容积有限、空间效率低，在处理城市污水时处理效率比活性污泥法低；附着于固体表面的微生物量较难控制，操作伸缩性差；靠自然通风供氧，不如活性污泥供氧充足，容易产生厌氧。

四、新型联合工艺
1、原理【5】
活性污泥和生物膜组合的污水处理工艺中，是向活性污泥曝气池中投放悬浮型材料所制成的微生物生长载体，利用悬浮物生长的活性泥和附着生长的生物膜构成一个综合处理污水的微生物体系，以此去除水中的有机物污染。

此种工艺丰富了微生物类型，生物膜和活性污泥共同作用发挥其各种的优势，处理效果较好。

同时利用有机物作为生物膜生长的资源，让生物池中的活性生物也大量的增加，以此提高了整个系统的抗冲击能力，在运行过程中利用系统参数的调适，还可以提高其脱氧和除磷的能力，提高了出水的水质指标。

2、类型【6】
工艺形式包括活性生物滤池、生物滤池—活性污泥法串联处理工艺、悬浮滤料活性污泥法。

3、优点【7】
联合工艺主要有两类，一类是复合方式联合工艺(简称复合工艺)，另一类为串联方式联合工艺(简称串联工艺)。

复合工艺的典型方式是往活性污泥曝气池中投加悬浮型填料作为微生物附着生长的载体，使反应器内悬浮生长的活性污泥与附着生长的生物膜共同作用，去除污水中有机污染物，因此工艺组成模式单一。

串联工艺主要是针对处理污水的水质特征、处理深度要求，合理地将生物膜法与活性污泥法分单元串联结合起来。

串联工艺的组合方式灵活多变：串联级数可以是两级，也可以多级；串联次序可以先生物膜法，后活性污泥法，也可以是相反的。

串联方式可以使污染负荷在生物膜工艺和活性污泥工艺之间合理的分配，更能发挥它们各自的优点，因此在高浓度工业废水处理中被广泛应用。

生物膜/活性污泥联合工艺是把活性污泥法与生物膜法相结合的一种污水生物处理技术。

它一方面利用生物膜法的污染负荷高的特点减少构筑物体积，降低投资；另一方面利用活性污泥法的固液充分接触特点，大大提高有机污染物的去除效率，确保出水水质稳定良好。

五、总结
活性污泥法与生物膜法在污水处理中运用很广泛，但这两种工艺单独处理存在着不足，而生物膜—活性污泥法联合处理工艺不但可以有效地克服这两种工艺的不足，而且处理效果更好，能节省更多的财力物力。

以后生物膜—活性污泥法联合处理工艺这种新型工艺将运用的越来越广泛。

参考文献
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【2】张艳.活性污泥法应用中的问题与对策[J].节能与环保,2004,(第11期).
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