膜曝气生物膜反应器生物膜影响因素分析
浅谈几种生物膜技术
摘要：本文主要介绍了几种现今比较常用的生物膜污水处理工艺的特点、原理及其优势所在。
包括颗粒型、水力自旋传质填料型、活性污泥一生物膜一体化型、无泡曝气膜型。
每种类型都有其特点与适用性，在使用时应该视具体情况进行选择。
关键词：生物膜；污水处理工艺。
引言：生物膜法是污水生物处理的主要技术之一，在污水处理工艺中在几十年的不断研究和进步下，如今已经有多种生物膜反应器应用于污水处理中。
下面简要介绍一下比较常见的几种生物膜污水处理工艺.1、颗粒型生物膜反应器1.1上流式污泥床(USB)上流式污泥床(USB)是20世纪70年代末由荷兰Lettinga开发的又一项新的颗粒型生物膜反应器，主要用于厌氧生物处理系统中，即UASB。
它主要由配水系统、污泥床、三相分离器等组成。
反应过程中产生的气体将污泥和污水进行充分混合，三相分离器将颗粒污泥、气体和污水进行分离，污泥保留在反应器中，气体和处理后的出水排出反应器，其结构示意见图1-1。
1.2污泥膨胀床(EGSB)2O世纪8O年代后，又出现了新的颗粒污泥反应器，其中以污泥膨胀床(EGSB)和内循环反应器(Ic)最具有代表性。
EGSB与USB的结构类似，但其高径比更大，上升流速更快，颗粒污泥处于膨胀状态。
1.3气提生物膜反应器(BAS)以上两种是在以前污水处理中应用较多的两种类型，随着技术的进步与提高，在2O世纪8O年代末，一种新型的颗粒型生物膜反应器被开发并应用于工业。
它与以往的颗粒型生物膜反应器不同的是，混合方式是由外部引入的气体将污泥和污水进行混合，是完全混合的方式，被称为气提生物膜反应器(BAS)。
它主要由上升区、下降区和污泥沉降区组成，根据气源的不同，可分为好氧型气提床和厌氧型气提床。
其中好氧型的气源为空气，厌氧型的气源一般为惰性气体或循环利用的空气。
由于它既可用于好氧处理系统，又可用于厌氧处理系统，因此应用领域非常广泛。
2.、水力自旋传质填料生物膜反应器2.1常规填料的主要缺陷：填料是生物反应器的关键部位，但目前应用中的填料所起的作用却较为单一，只是作为生物的载体，提供反应场所，并为生物反应器提供较高的微生物量，却不能为生物反应创造良好的传质扩散条件。
浅谈曝气生物滤池的原理及影响因素
浅谈曝气生物滤池的原理及影响因素作者：骆景涛来源：《中国新技术新产品》2013年第11期摘要：最近几年，国外发展的曝气生物滤池是一项好氧生物处理的新型的工艺技术。
新型的工艺处理技术与传统的活性污泥的处理方法相比较，曝气生物滤池具有处理效果好、工艺流程简单、受气温度比较小、处理能力强等优点。
曝气生物滤池是水处理过程中的一个重要单元，本文对曝气生物滤池的原理及影响运行因素进行了分析。
关键词：曝气生物滤池；原理；影响因素；气水比；停留时间；温度；PH值中图分类号：X70 文献标识码：A曝气生物滤池（Biological Aerated Filter）简称BAF，属于生物膜处理工艺，其特点是集生物降解污染物和过滤于一体，是污水处理厂的主要单元。
该工艺是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理技术，世界上首座BAF于1981年在法国投产，我国第一个采用BAF工艺的是大连市马栏河污水处理厂。
1曝气生物滤池的原理1.1 挂膜曝气生物滤池的设计中，在池内均匀装填一定量的粒径较小的滤料（无机滤料常用的有陶粒、焦炭、石英砂、活性碳、膨胀硅铝酸盐等；有机高分子滤料有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯球等），这些滤料是生物膜形成的载体。
在滤池初次运行时，需要对滤料进行挂膜，即预先培养和驯化相应的活性污泥，然后再投入到曝气生物滤池中，使滤料表面形成一层生物膜，等到挂膜完成后，就可以通水试运行直至正常，这种方法称为间接挂膜法。
也可直接将处理系统的污水通入滤池中，利用水体中的微生物逐步进行挂膜，这种方法称为直接挂膜法。
1.2运行机理在曝气生物滤池的正常运行阶段，滤料表面生成的生物膜发挥着主要作用，这些生物膜系统分部着大量的丝状菌、原生动物、后生动物等微生物，是降解有机物的主要力量。
当污水流经滤料层时，同时池内曝气，滤料表面形成的生物膜利用其强氧化降解能力对污水中的有机营养物、盐等微量元素进行分解和转化，最终转化成 CO2和H2O等代谢物；曝气生物滤池的另一个特点是其过滤作用，滤料在水流的冲击下，孔隙度变得致密，再加上滤料表面的生物膜絮凝功能，就使整个滤料层充当了一个过滤器，从而有效截留污水中的悬浮物而生物膜不会脱落流失。
生物膜污水处理系统
生物膜污水处理系统引言概述：生物膜污水处理系统是一种利用生物膜生物学原理对污水进行处理的系统。
通过生物膜的附着和生长，促进废水中的有机物质和氮、磷等污染物的降解，达到净化水质的目的。
本文将从工作原理、优点、适用范围、操作维护和发展趋势等方面介绍生物膜污水处理系统。
一、工作原理1.1 生物膜的形成：生物膜是一种由微生物附着在固体表面形成的生物体系，通过生物膜内的微生物对废水中的有机物进行降解。
1.2 生物膜反应器：生物膜反应器是生物膜污水处理系统的核心部件，通常包括填料层、生物膜层和曝气系统，废水在填料层和生物膜层中流动，微生物在此处进行降解和吸附。
1.3 生物膜降解机理：生物膜污水处理系统通过厌氧和好氧的生物降解过程，将废水中的有机物质和氮、磷等污染物转化为无害的物质，实现废水的净化处理。
二、优点2.1 高效净化：生物膜污水处理系统具有高效净化效果，能够有效去除废水中的有机物质和氮、磷等污染物。
2.2 占地少：生物膜污水处理系统结构简单，占地面积小，适合在城市中心或有限场地进行建设。
2.3 运行成本低：相比传统的化学处理方法，生物膜污水处理系统运行成本低，维护简便，节约能源。
三、适用范围3.1 城市污水处理：生物膜污水处理系统适用于城市污水处理厂，能够有效净化城市污水，降低环境污染。
3.2 工业废水处理：生物膜污水处理系统也适用于工业废水处理，可以根据不同废水的特性进行调整和优化。
3.3 农村污水处理：生物膜污水处理系统还可以应用于农村地区的污水处理，改善农村环境卫生。
四、操作维护4.1 定期清洗：生物膜污水处理系统需要定期清洗填料层和生物膜层，保持系统的正常运行。
4.2 控制进水负荷：要根据系统的处理能力和水质特性，合理控制进水负荷，避免过载运行。
4.3 监测运行参数：需要定期监测系统运行参数，如水质、氧化还原电位等，及时调整运行参数，保证系统的稳定运行。
五、发展趋势5.1 高效节能：未来生物膜污水处理系统将更加注重高效节能，采用新型填料材料和曝气系统，提高系统的处理效率。
生物膜
生物膜的微生物相：细菌：细菌是微生物膜的主体，其种类受基质类型、附着生长状况、pH、温度等的影响；异养菌是生物膜中的主要细菌，可分为好氧异养菌、厌氧呼吸型异养菌、厌氧异养菌、兼性厌氧菌四类。
常见的细菌种类有：球衣菌、动胶菌、硫杆菌属、无色杆菌属、产碱菌属、八叠球菌属、亚硝化单胞菌属、硝化杆菌属等。
真菌：真核生物，大多数具有丝状形态。
当污水中有机物的成分变化、负荷增加、温度下降、pH降低和DO下降时，容易滋生丝状菌。
藻类：受阳光照射的生物膜中藻类为主要成分。
藻类主要限于生物膜反应器中上表层部分、数量少，对污水处理净化作用不大。
原生动物：原生动物在成熟的生物膜中不断捕食生物膜表面的细菌，从而保持生物膜的活性起作用。
后生动物：轮虫类、线虫类、昆虫类等。
观察生物膜中的微生物相可检查、判断生物膜反应器的运转情况及污水处理效果。
不同生物膜反应器生物的分布不同，需进行研究，好氧方面研究较深入一些，厌氧生物膜微生物的分布研究还应深入。
影响微生物附着的因素总结：裁体表面性质：载体的类型、表面化学特性、载体浓度、载体形状大小、载体比表面积、粗糙度和孔隙；微生物的性质：微生物种类、表面化学特性、形状与大小、微生物的浓度、培养时间和条件；环境的性质：pH值、离子强度、水力学特征、竞争物种的存在，温度协调物种的存在、接触时间。
影响微生物在载体表面附着的因素很多，影响机制十分复杂，仍需进一步深入研究。
生物膜反应器的稳定运行方面的研究已取得不少进展。
但厌氧生物膜反应器的启动还处于研究之中并且是经验性的。
对于废水中微生物所需要的有关营养物、环境条件方面的知识的了解有助于选择适宜微生物生长最佳条件。
厌氧微生物其生长速率低，对环境要求严格，难于附着到固体表面等原因使厌氧生物膜反应器的启动比好氧困难。
通过选择合适的载体，采用适宜的接种方式的启动策略，可以加速厌氧生物膜反应器的启动。
生物膜法的不足：需要填料和支撑结构，在不少情况下基建投资超过活性污泥法；出水常常携带较大的脱落的生物膜片，大量非活性细小悬浮物分散在水中使处理水的澄清度降低；活性生物量较难控制，在运行方面灵活性差；载体材料的比表面积小时，BOD容积负荷有限；若采用自然通风供氧，在生物膜内层往往形成厌氧层，从而缩小了具有净化功能的有效容积。
不同曝气条件下生物膜对水体污染物消减效率影响
1.人工水草挂膜试验1.1挂膜试验过程利用活性污泥接种的方法，选用材质不同的人工水草，进行室内挂膜实验，通过比较不同材质人工水草对 氨氮、COD、总磷的去除效率来选择较为合适的人工水草。
实验选用有效容积30L的生物膜反应器中进行，直径20cm，高100cm。
共设置三个实验组，一个对照组。
三种材料对应三个生物膜反应器。
1号为对照组，不放置人工水草，2号为超细碳纤维，3号为阿科曼生态基，4号为合成纤维螺旋状水草。
将生物膜附着材料放入生物膜反应器中，再加入等量活性污泥并加自来水至20L，并持续曝气。
培养周期为十天，每天排出1/10的培养液，自第二天起适量补充营养盐，并加入等量活性污泥并加自来水至20L，一号中加入20L自来水。
1.2挂膜试验结果分析十天后，对挂膜后的超细碳纤维、阿科曼生态基、合成纤维螺旋状水草进行测试，分析对氨氮和总磷的去除效果。
图1 挂膜实验氨氮浓度变化情况图图2 挂膜实验总磷浓度变化情况图由实验数据可知，在2h内，2号超细碳纤维的容器中氨氮全部消解，3h后，4号合成纤维螺旋状水草的容器中氨氮全部消解，而3号阿科曼生态基的容器中氨氮仍有1/3未消解。
在实验记录的6h内，3种人工水草都未完全消解容器中的总磷，其中，2号超细碳纤维的容器中剩余总磷1/6未消解，3号阿科曼生态基的容器中总磷仍有1/3未消解，4号合成纤维螺旋状水草的容器中总磷仍有1/6未消解。
因此，在这3种人工水草中，3号阿科曼生态基的对氨氮总磷的消解效率明显较差，判断挂膜失败。
2号超细碳纤维和4号合成纤维螺旋状水草对氨氮总磷的消解效率都较高，挂膜成功。
2.人工水草净化水质效果试验2.1水质净化试验过程本试验研究不同曝气条件对人工水草净化效果的影响，实验选用有效容积30L的生物膜反应器中进行，直径20cm，高100cm。
共设置两个实验组，一个对照组。
两个实验组的生物膜反应器中放入挂膜成功的生物膜，对照组不放置人工水草。
本实验采用新的命名，即2号超细碳纤维和3号合成纤维螺旋状水草，1号对照组空白。
污水的生化处理工艺
污水的生化处理工艺
污水的生化处理工艺主要包括生物膜反应器、曝气法、好氧/厌氧处理法等。
1. 生物膜反应器（MBBR）
生物膜反应器是一种基于移动床生物反应器和生物过滤器的组合系统。
它利用生物膜将废水中的有机物质降解成二氧化碳和水。
该工艺的优点是处理效率高、反应器设计灵活、占地面积小等。
2. 曝气法
曝气法是利用氧气和微生物将有机物氧化成二氧化碳和水的方法。
在曝气池中通过注入高压氧气来增加水的氧含量，进而促进微生物分解有机物所利用的生物膜的生长和微生物的代谢活动。
该工艺的缺点是能耗高、占地面积大。
3. 好氧/厌氧处理法
好氧/厌氧处理法是通过好氧阶段和厌氧阶段的交替来处理污水。
在好氧条件下，微生物通过对氧气的利用将污水中的有机物分解成二氧化碳和水，而在厌氧条件下，微生物缩合有机物，进而将有机物完全氧化成水和二氧化碳。
该工艺的优点是处理效率高，但是需要多阶段反应器，这就要求系统的设计和管理较为复杂。
废水生物处理名词解释
水环境标准概述（五类三级）：按照法定程序制定的、与保护水环境相关的各种技术规范的总称。
浑浊度：水中不溶物质对光线透过时所产生的阻碍程度。
比电导：25℃时长1m、横切面为1m2水中的电导值总盐含量：水中所含各种溶解性矿物盐类的总量称之，也称总矿化度。
碱度：水中所含能与强酸发生中和作用的全部物质，也就是能接受H+的物质的总量。
BODu：反应终了时的生化需氧量。
化学需氧量（COD）：指的是用强氧化剂使被测废水中有机物进行化学氧化时所消耗的氧量生物化学需氧量（BOD）：一升废水中的有机污染物在好氧微生物的作用下进行氧化分解时所消耗的溶氧量。
总碳（TC）：950℃燃烧样品，此时所有有机碳和无机碳生成CO2，此为总碳（TC）.总无机碳（TIC）：当样品在150中燃烧时只有无机碳转化成CO2，此时为总无机碳（TIC）。
水体自净作用：污水进入河流，除得到稀释外，其中的有机污染物质还会在水中微生物的作用下进行氧化分解，逐渐形成无机物。
这一过程称为水体的自净现象。
废水生物处理：以存在于污水中的各种有机污染物为营养物，在溶解氧存在条件下，对混合微生物群体进行连续培养，并通过扩散、吸附、凝聚、氧化分解、沉淀等作用，以去除有机污染物的一种污水处理方法。
污泥平均停留时间：指在反应系统内微生物从生成开始到排除系统的平均停留时间，相当于系统内微生物全部更新一次所需要的时间原果胶：D-半乳糖醛酸经ɑ-1,4糖苷键连接而成，分子中大部分羧基都形成了甲基酯半纤维素：由多种戊糖或己糖组成的大分子聚合物。
组分类型单一者称同聚糖，组分类型两种以上者称异聚糖。
环破裂作用：首先在単加氧酶的作用下发生羟基化形成邻苯二酚，再经双加氧酶作用使环裂解形成黏糠酸，再进一步降解为丁二酸直到彻底氧化为CO2和H2O.硫化作用：在有氧条件下硫化氢被氧化成元素硫和硫酸的过程。
反硫化作用：在缺氧和有机物存在条件下，硫酸盐还原成硫化氢的过程。
生物降解性：经过微生物的生命活动，有机污染物化学结构被改变到环境允许的程度共代谢：一些难降解的有机物，通过微生物的作用能被改变化学结构，但并不能作为碳源和能源，它们必须从其他底物获取大部分或全部的碳源和能源生物氧化率：以活性污泥为微生物；测定某种底物的实际耗氧量/理论耗氧量内呼吸线：当活性污泥微生物处于内源呼吸时，利用的基质是微生物自身的细胞物质，其呼吸速率是恒定的，耗氧量与时间的变化是呈直线关系。
膜生物反应器技术说明
膜生物反应器技术说明一、简介膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池，是目前最有前途的废水处理新技术之一，是公认的市政污水最终可行的中水回用技术。
二、分类目前在水处理行业中，膜生物反应器投入大规模实际应用，膜生物反应器依据膜组件，及原理有不同的分类。
下面我们就来了解一下膜生物反应器分类。
1、从整体上来讲，膜生物反应器分类有以下几种：膜分离生物反应器：膜分离生物反应器用于污水处理中的固液分离。
膜曝气生物反应器：膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递，通常是为好氧工艺供氧(通常由曝气风机供氧和机械曝气供氧二种)，可以实现生物反应器的无泡曝气，大大提高反应器的传氧效率。
萃取膜生物反应器：萃取膜生物反应器主要用于工业中优先污染物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。
2、按照膜组件的放置方式可分为：分体式和一体式膜生物反应器分体式膜生物反应器把生物反应器与膜组件分开放置，膜生物反应器的混合液经增压后进入膜组件，在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到生物反应器内。
一体式系统则直接将膜组件置于反应器内，通过的抽吸得到过滤液，膜表面清洗所需的错流由空气搅动产生，设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。
一体式膜生物反应器工艺是污水生物处理技术与膜分离技术的有机结合。
3、按照膜生物反应器是否需氧：可分为好氧和厌氧膜生物反应器好氧膜生物反应器一般用于城市和工业的处理，好氧MBR用于城市污水处理通常是为了使出水达到回用的目的，而用于处理工业的主要为了去除一些特别的污染物，如油脂类污染物。
厌氧膜生物发生器中，通过膜的高效截留，不仅解决了厌氧污泥容易从膜生物反应器流失导致出水水质降低的问题，同时膜分离的作用还体现在对厌氧反应器的构造与处理效果的强化方面。
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泡曝气提高 了氧 向生物膜内的传质。０ 利用率可 接 近 １０ ０ ％… ，是 传 统 曝气 的 ５—７倍 。氧 气 提 供 量 和传 质 速 率 可 以通 过 内膜 压 力 进 行 控 制 Ｊ 由 。
中图分类号 ： ７ ３ １ Ｘ ０ ．
文献标识码 ： Ａ
文章编 号：０ １ ６４（０２）５０９ － １０ － ４ ２ １ ０ －０ ６０ ３ ４
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１ 前 言
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于 在 曝气过 程 中不产 生气泡 ，可 以避免在 供氧过 程 中产生 泡沫 并带 出水 中 的挥 发性有 机物 ，因此产 生
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物
收 稿 日期 ： １－ － ２ ２ ２０ ０ ０ ４
作者简 介： 何秋阳（９４一 ， 四川南充人 ， １ 年毕业于四川大 １８ ）女， ２ １ ０
（ ｉ ａ ｎｉ ｎ ｅｔ ｎ ｏｉ ｔｔ ｎ ｉ ａ ，Ｓｃｕｎ６ １０ ，Ｃ ｉ ） Ｐｘ ｎＥ ｖ ｏｍ ｎ Ｍｏ ｉｒ ｇＳ ｉ ，Ｐｘ ｎ ｉ ａ １７０ ｈｎ ｉ ｒ ｔ ｎ ａｏ ｉ ｈ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｍｂ￣ｅａｒ ｅ ｉ ｌ ｃｃ ｒ （ Ｂ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅｍｅ ｒ＇．ｅａ ｄｂｏ ｍ Ｔａｔ ＭＡ Ｒ）ｉ ａｎｖｌｗ ｓ ｗ ｔ ｅｔ ｎ ｒ ｅｓｗ ｉｈｕｅ ｅ ｎａａｌ ｌ ｔ ｉ ｆ ｏ ｓ ｏｅ ａｔ ａ ｒｔ ａ ｅ ｅ ｒ ｍｅｔ ｏ ｓ ｈｃ ｓｓｐ ｎ ｅｔ ｅ ｐｃ ｂ
摘 要 ：膜 曝 气 生物 膜 反 应 器 （ Ａ Ｒ 是 一 种 利 用 透 气膜 进 行 曝 气 ，可 以 实现 同 步硝 化 反 硝 化 的 污水 生物 处 理 新 工 艺 。 Ｍ Ｂ ） 本 文 阐述 了膜 曝 气 生物 反 应 器 生 物 膜 的 原理 和 特 点 ，总 结 了国 内外在 该 领 域 的 研 究 成 果 ， 点 介 绍 了 Ｃ Ｎ、 氧 气 压 力 、 重 ／ 流 速 、 生物 膜 厚 度 、 温 度 和 ｐ 对 生 物膜 性 能 的影 响 。 Ｈ 关 键 词 ：膜 曝 气 生 物 反 应 器 （ Ｂ ； 物 膜 ； 化 反硝 化 ；影 响 因 素 ＭＡ Ｒ） 生 硝
第 ３ 卷第 ５期 ｌ
２１ ０２年 ｌ ０月
四
川
环
境
Ｖｏ ． １３１． ． Ｎｏ ５ Ｏｃ ｏ ｅ ０１ ｔｂ ｒ２ ２
Ｓ ＣＨＵＡＮ Ｉ ＥＮＶＩ ＲＯＮＭＥ ＮＴ
・
综
述 ・
膜 曝气 生物 膜 反应 器 生物 膜 影 响 因素 分 析
何 秋 阳 （ 郫县环境监测 Nhomakorabea ，四川 郫县 ６ １０ ） １７０
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