复合式生物膜反应器中生物膜的特性
MBR膜生物反应器
MBR膜生物反应器一、MBR技术简介膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。
以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。
主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。
膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。
膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。
1.MBR 的技术原理MBR 工艺一般由膜分离组件和生物反应器组成, 由膜组件代替二次沉淀池进行固液分离。
由于膜能将全部的生物量截留在反应器内, 可以获得长泥龄和高悬浮固体浓度,有利于生长缓慢的固氮菌和硝化菌的增殖,不需进行延时曝气就能实现同步硝化和反硝化, 从而强化了活性污泥的硝化能力, 膜分离还能维持较低的FöM , 使剩余污泥产率远小于活性污泥工艺, 且系统运行更加灵活和稳定。
2. MBR 工艺中膜选择的技术要点MBR 从膜分离的角度主要涉及微滤、超滤、纳滤及反渗透。
由于无机膜的成本相对较高, 目前几乎所有的膜技术都依赖于有机的高分子化合物。
应用于MBR 的膜材料既要有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性, 同时应具有较高的水通量和较好的抗污染能力。
目前, 国内外常采用的方法是膜材料改性或膜表面改性，能有效地提高膜组件的通量和抗污染能力。
另一点需要考虑的因素是膜的孔径, 由于曝气池中活性污泥是由聚集的微生物颗粒构成, 其中一部分污染物被微生物吸收或粘附在微生物絮体和胶质状的有机物质表面,尽管粒子的直径取决于污泥的浓度、混合状态以及温度条件, 这些粒子仍存在着一定的分布规律,考虑到活性污泥状态与水通量, 最好选择0.10～0.40 微米孔径的膜。
复合生物反应器处理生活污水
复合生物反应器处理生活污水摘要：本研究在接触氧化法基础上，在传统活性污泥法反应器中悬挂填料构成复合生物反应器，并利用该反应器进行了处理生活污水的研究。
研究表明，复合生物反应器对生活污水有较好的去除效果。
当水力停留时间为3h，气水比为2:1，进水负荷为2.72kg/(m3d)时，出水cod、nh3-n、tn和ss达到国家城镇二级污水处理厂一级标准。
关键词：接触氧化，活性污泥，复合生物反应器，生活污水domestic sewage treatment performance using hybrid bioreactoryang nai-peng（xingtai environmental inspection detachment, xingtai 05400, china）abstract: hybrid bioreactor based on the bio-contact oxidation process, combining both suspended growth-activated sludge and attached growth-biofilm in one bioreactor by addingcarriers into the mixed suspension demonstrated a promising effective treatment of domestic sewage. experimental results showed that when the hydraulic retention time was 3h and air/water ration was 2:1, cod loading rates was 2.72kg/(m3d) , the effluent cod, nh3-n , tn, ss concentration can up to national primary emission standardof wastewater.keywords: bio-contact oxidation , activated sludge, hybrid bioreactor, domestic sewage中图分类号：u664.9+2文献标识码： a 文章编号：引言复合式生物反应器(hbr)是近年来颇受关注的新型污水处理工艺[1]，其特点是在活性污泥曝气池中投加填料作为微生物附着生长的载体，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，共同承担去除污水中有机物的任务[2,3]，与传统活性污泥法(cas)相比，hbr系统一是通过投加生物载体供微生物附着生长，可提高反应器中的生物量，在较高有机负荷下增强了对有机物的去除能力；二是可使丝状菌优先附着生长在载体上，从而改善污泥的沉降性能，防止污泥膨胀，提高系统运行的稳定性[2]；三是世代时间较长的硝化菌优先附着在载体上，使硝化作用不受悬浮生长的固体停留时间(srt)的影响，从而提高系统的脱氮功效[1,3,4]。
膜生物反应器(MBR)介绍
膜生物反应器（MBR）介绍膜生物反应器（MBR）是一种先进的污水处理技术，它采用了生物膜技术和微孔膜技术相结合，可以高效地去除水中的污染物和细菌，使废水达到国家排放标准，同时还可以实现水资源的循环利用。
一、膜生物反应器的工作原理膜生物反应器的工作原理分为生物反应和膜过滤两个主要过程。
生物反应阶段是将废水中的有机物降解为可被微生物吸收的低分子化合物，同时释放出能量和二氧化碳。
而膜过滤阶段则是利用微孔膜的过滤作用，将生物反应池中的生物团和细菌截留在膜外，把清洁的水从膜孔中压出，最终得到达标的排放水。
二、膜生物反应器的优点1. 净水效果好。
MBR工艺对水中的悬浮物、生物细胞、病菌等有良好的截留和杀灭效果，可以有效提高出水水质。
2. 占地面积小。
相比传统生物脱氮、脱磷工艺，MBR工艺使用的生物反应池体积更小，系统更紧凑，因此占地面积更小。
3. 运行成本低。
MBR工艺可以避免传统工艺中用于搅拌、沉降、澄清等工序所需要的设备和能源消耗和维护费用。
此外，膜组件使用寿命长，可加快工艺流程，降低进出水波动对系统负荷产生的影响，从而减少了后处理设备的需求。
4. 可实现零废水排放。
通过再利用MBR反应池内的生物菌群、生物膜和微孔膜的功能，废水可以完全达到生态恢复和循环利用的标准。
三、膜生物反应器的应用领域MBR工艺已被广泛应用于城市污水处理、工业废水处理、恶臭气体治理、海水淡化等领域。
城市污水处理中，MBR工艺利用膜过滤技术对废水进行处理，可用于公共卫生、景观池和生态用水等方面。
在工业废水处理中，MBR工艺可以对各种工业生产废水和污染地下水进行处理和回收利用。
在海水淡化中，MBR工艺是一种可靠的技术手段，可以将海水转化为可饮用的淡水。
总的来说，MBR工艺具有净水效果好、占地面积小、运行成本低和可实现零废水排放等优点，在废水处理和资源再利用方面具有广阔的应用前景和重要意义。
生物膜反应器原理
生物膜反应器原理
生物膜反应器是一种利用微生物在固体生物膜上附着生长并进行废水或废气处理的装置。
其原理是通过将废水或废气引入反应器中，利用在生物膜上附着生长的微生物对有机物和无机物进行降解和转化。
在生物膜反应器中，废水或废气流经生物膜时，微生物在膜面上形成一个生物膜群落。
这些微生物通过吸附、吸附和生物活性，利用废水或废气中的有机物作为能源和碳源进行代谢活动。
在生物膜表面，氧和营养物质通过传质作用从环境中扩散到微生物细胞上，废物和产物则通过反向扩散将其释放到环境中。
生物膜反应器的好处在于附着生长的生物膜提供了大量的微生物生境，使得微生物的降解效率更高。
此外，生物膜还可以保护微生物免受外界环境的影响，增加微生物对有害物质的抵抗能力。
同时，生物膜反应器可以在较小的空间内实现高度的废水或废气处理效果。
生物膜反应器的应用范围广泛，可以用于废水处理、废气处理以及生物质能源转化等领域。
它在工业和城市废水处理、生物医药废水处理、有机废气处理等方面具有重要的应用价值。
通过合理设计和控制生物膜反应器，可以实现高效、经济、环保的废水和废气处理。
新型生物材料在水处理中的应用
新型生物材料在水处理中的应用一、生物吸附材料生物吸附材料是一类利用生物体或其衍生物制备的具有高效吸附能力的材料。
它们在水处理中主要用于去除重金属离子、有机污染物和放射性物质等。
生物吸附材料具有来源广泛、可再生、环境友好等优点，因此在水处理领域具有广阔的应用前景。
二、生物膜反应器生物膜反应器是一种利用生物膜进行污水处理的技术。
在反应器中，微生物附着在载体表面形成生物膜，通过生物膜的代谢作用降解有机物。
生物膜反应器具有处理效率高、占地面积小、抗冲击负荷能力强等特点，适用于城市污水和工业废水的处理。
三、生物催化剂生物催化剂是利用酶或微生物作为催化剂，加速化学反应的速率。
在水处理中，生物催化剂可用于降解难降解的有机污染物，提高处理效率。
生物催化剂具有反应条件温和、催化效率高、环境友好等优点，是一种绿色、可持续的水处理技术。
四、生物纳米材料生物纳米材料是将纳米技术与生物技术相结合，制备出具有特殊功能和性质的材料。
在水处理中，生物纳米材料可用于去除重金属离子、有机污染物和微生物等。
生物纳米材料具有尺寸小、比表面积大、活性高等优点，可显著提高水处理效果。
五、微生物燃料电池微生物燃料电池是一种将有机物转化为电能的装置。
在水处理中，微生物燃料电池可以同时实现污水处理和能源回收。
通过微生物的代谢作用，将有机物转化为电能和二氧化碳等无害物质，实现了废水处理和能源利用的双重目标。
六、生物复合材料生物复合材料是将生物材料与其他材料相结合，制备出具有优异性能的新型材料。
在水处理中，生物复合材料可用于提高吸附性能、增强膜材料的稳定性等。
通过优化材料组合和结构设计，可以进一步提高生物复合材料在水处理中的性能和应用效果。
七、生物絮凝剂生物絮凝剂是利用微生物或其代谢产物制备的具有絮凝作用的剂剂。
它们可以通过吸附、桥联、卷扫等作用将水中的悬浮颗粒和胶体物质凝聚成大的絮体，从而实现固液分离。
生物絮凝剂具有环境友好、易降解等优点，在水处理中具有良好的应用前景。
mbr污水处理工艺
MBR污水处理工艺简介一、工艺简介在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器Membrane Bio-Reactor,是一种由活性污泥法与MBR膜图片膜分离技术相结合的新型水处理技术;膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜生物膜和合成膜有机膜和无机膜;按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等;二、工艺的组成膜- 生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成;通常提到的膜- 生物反应器实际上是三类反应器的总称: ①曝气膜- 生物反应器Aeration Membrane Bioreactor, AMBR ; ②萃取膜- 生物反应器ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR ; ③固液分离型膜- 生物反应器Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 简称MBR ;1、曝气膜-生物反应器曝气膜-生物反应器最早见于Cote.P 等1988年报道,采用透气性致密膜如硅橡胶膜或微孔膜如疏水性聚合膜,以板式或中空纤维式组件,在保持气体分压低于泡点Bubble Point情况下,可实现向生物反应器的无泡曝气;该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率,有利于曝气工艺的控制,不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响;如图1 所示;2、折叠萃取膜-生物反应器萃取膜- 生物反应器又称为EMBR Extractive Membrane Bioreactor;因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在,某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时,若采用传统的好氧生物处理过程,污染物容易随曝气气流挥发,发生气提现象,不仅处理效果很不稳定,还会造成大气污染;为了解决这些技术难题,英国学者Livingston研究开发了EMB ;废水与活性污泥被膜隔开来,废水在膜内流动,而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动,废水与微生物不直接接触,有机污染物可以选择性透过膜被另一侧的微生物降解;由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立,各单元水流相互影响不大,生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响,使水处理效果稳定;系统的运行条件如HRT 和SRT 可分别控制在最优的范围,维持最大的污染物降解速率;3、折叠固液分离型膜-生物反应器固液分离型膜- 生物反应器是在水处理领域中研究得最为广泛深入的一类膜-生物反应器,是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术;在传统的废水生物处理技术中,泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的,其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分离效率越高;而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况,改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件,这限制了该方法的适用范围;由于二沉池固液分离的要求,曝气池的污泥不能维持较高浓度,一般在1.5~3.5g/L左右,从而限制了生化反应速率;水力停留时间HRT 与污泥龄SRT相互依赖,提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾;系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥,其处置费用占污水处理厂运行费用的25% ~40% ;传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象,出水中含有悬浮固体,出水水质恶化;针对上述问题, MBR将膜分离技术与传统生物处理技术有机结合,MBR实现污泥停留时间和水力停留时间的分离,大大提高了固液分离效率,并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌特别是优势菌群的出现,提高了生化反应速率;同时,通过降低F/M比减少剩余污泥产生量甚至为零,从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题;三、MBR工艺类型以下讨论的均为固液分离型膜- 生物反应器; 根据膜组件和生物反应器的组合方式,可将膜- 生物反应器分为分置式、一体式以及复合式三种基本类型;分置式膜- 生物反应器把膜组件和生物反应器分开设置,如图3所示;生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端,在压力作用下混合液中的液体透过膜,成为系统处理水;固形物、大分子物质等则被膜截留,随浓缩液回流到生物反应器内;分置式膜-生物反应器的特点是运行稳定可靠,易于膜的清洗、更换及增设;而且膜通量普遍较大;但一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积,延长膜的清洗周期,需要用循环泵提供较高的膜面错流流速,水流循环量大、动力费用高Yamamoto, 1989,并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象Brockmann and Seyfried, 1997 ;一体式膜- 生物反应器是把膜组件置于生物反应器内部,如图4 所示;进水进入膜-生物反应器,其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除,再在外压作用下由膜过滤出水;这种形式的膜-生物反应器由于省去了混合液循环系统,并且靠抽吸出水,能耗相对较低;占地较分置式更为紧凑,近年来在水处理领域受到了特别关注;但是一般膜通量相对较低,容易发生膜污染,膜污染后不容易清洗和更换;复合式膜- 生物反应器在形式上也属于一体式膜- 生物反应器,所不同的是在生物反应器内加装填料,从而形成复合式膜- 生物反应器,改变了反应器的某些性状,如图5 所示:四、MBR处理工艺的特点与许多传统的生物水处理工艺相比, MBR 具有以下主要特点:1、出水水质优质稳定由于膜的高效分离作用,分离效果远好于传统沉淀池,处理出水极其清澈, 悬浮物和浊度接近于零,细菌和病毒被大幅去除,出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准CJ25.1-89 ,可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用;同时,膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内, 使得系统内能够维持较高的微生物浓度,不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率,保证了良好的出水水质,同时反应器对进水负荷水质及水量的各种变化具有很好的适应性,耐冲击负荷,能够稳定获得优质的出水水质;2、剩余污泥产量少该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行,剩余污泥产量低理论上可以实现零污泥排放,降低了污泥处理费用;3、占地面积小,不受设置场合限制生物反应器内能维持高浓度的微生物量,处理装置容积负荷高,占地面积大大节省; 该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省,不受设置场所限制,适合于任何场合,可做成地面式、半地下式和地下式;4、可去除氨氮及难降解有机物由于微生物被完全截流在生物反应器内,从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长,系统硝化效率得以提高;同时,可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间,有利于难降解有机物降解效率的提高;5、操作管理方便,易于实现自动控制该工艺实现了水力停留时间HRT 与污泥停留时间SRT 的完全分离,运行控制更加灵活稳定,是污水处理中容易实现装备化的新技术,可实现微机自动控制,从而使操作管理更为方便;6、易于从传统工艺进行改造该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元,在城市二级污水处理厂出水深度处理从而实现城市污水的大量回用等领域有着广阔的应用前景;膜- 生物反应器也存在一些不足;主要表现在以下几个方面:o 膜造价高,使膜- 生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺;o 膜污染容易出现,给操作管理带来不便;o 能耗高:首先MBR 泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力,其次是MBR 池中MLSS 浓度非常高,要保持足够的传氧速率,必须加大曝气强度,还有为了加大膜通量、减轻膜污染,必须增大流速,冲刷膜表面,造成MBR 的能耗要比传统的生物处理工艺高;五、MBR处理工艺用膜膜可以由很多种材料制备,可以是液相、固相甚至是气相的;目前使用的分离膜绝大多数是固相膜;根据孔径不同可分为:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜;根据材料不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是微滤级别膜;膜可以是均质或非均质的,可以是荷电的或电中性的;广泛用于废水处理的膜主要是由有机高分子材料制备的固相非对称膜;膜的分类依据及分类:1、MBR 膜材质1、高分子有机膜材料: 聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等;有机膜成本相对较低,造价便宜,膜的制造工艺较为成熟,膜孔径和形式也较为多样,应用广泛,但运行过程易污染、强度低、使用寿命短;2、无机膜:是固态膜的一种,是由无机材料,如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜;目前在MBR 中使用的无机膜多为陶瓷膜,优点是:它可以在pH = 0~14 、压力P<10MPa 、温度<350 ℃的环境中使用,其通量高、能耗相对较低,在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力;缺点是:造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难;2、MBR 膜孔径MBR 工艺中用膜一般为微滤膜MF 和超滤膜UF ,大都采用0.1 ~ 0.4 μ m 膜孔径,这对于固液分离型的膜反应器来说已经足够;微滤膜常用的聚合物材料有:聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等;超滤常用聚合物材料有:聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚丙烯腈PAN 、聚偏氟乙烯、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等;3、MBR 膜组件为了便于工业化生产和安装,提高膜的工作效率,在单位体积内实现最大的膜面积,通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内,在一定的驱动力下,完成混合液中各组分的分离,这类装置称为膜组件Module ;工业上常用的膜组件形式有五种:板框式Plate and Frame Module 、螺旋卷式Spiral Wound Module 、圆管式TubularModule 、中空纤维式Hollow Fiber Module 和毛细管式Capillary Module;前两种使用平板膜,后三者使用管式膜;圆管式膜直径>10mm; 毛细管式- 0.5~10.0mm ;中空纤维式<0.5mm> ;MBR 工艺中常用的膜组件形式有:板框式、圆管式、中空纤维式; 板框式:是MBR 工艺最早应用的一种膜组件形式,外形类似于普通的板框式压滤机;优点是:制造组装简单,操作方便,易于维护、清洗、更换;缺点是:密封较复杂,压力损失大,装填密度小;圆管式:是由膜和膜的支撑体构成,有内压型和外压型两种运行方式;实际中多采用内压型,即进水从管内流入,渗透液从管外流出;膜直径在6~24mm 之间;圆管式膜优点是:料液可以控制湍流流动,不易堵塞,易清洗,压力损失小;缺点是:装填密度小;中空纤维式:外径一般为40 ~ 250 μm ,内径为25 ~ 42μm ;优点是:耐压强度高,不易变形;在MBR 中,常把组件直接放入反应器中,不需耐压容器,构成浸没式膜-生物反应器;一般为外压式膜组件;优点是:装填密度高;造价相对较低;寿命较长,可以采用物化性能稳定,透水率低的尼龙中空纤维膜;膜耐压性能好,不需支撑材料;缺点是:对堵塞敏感,污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响;MBR 膜组件设计的一般要求:o 对膜提供足够的机械支撑,流道通畅,没有流动死角和静水区;o 能耗较低,尽量减少浓差极化,提高分离效率,减轻膜污染;o 尽可能高的装填密度,安装,清洗、更换方便;o 具有足够的机械强度、化学和热稳定性;膜组件的选用要综合考虑其成本,装填密度、应用场合、系统流程、膜污染及清洗、使用寿命等;六、MBR处理工艺的应用领域进入90 年代中后期,膜- 生物反应器在国外已进入了实际应用阶段;加拿大 Zenon公司首先推出了超滤管式膜-生物反应器,并将其应用于城市污水处理;为了节约能耗,该公司又开发了浸入式中空纤维膜组件,其开发出的膜-生物反应器已应用于美国、德国、法国和埃及等十多个地方,规模从380m 3 /d 至7600m 3 /d;日本三菱人造丝公司也是世界上浸入式中空纤维膜的知名提供商,其在MBR 的应用方面也积累了多年的经验,在日本以及其他国家建有多项实际MBR工程;日本Kubota 公司是另一个在膜-生物反应器实际应用中具有竞争力的公司,它所生产的板式膜具有流通量大、耐污染和工艺简单等特点;国内一些研究者及企业也在MBR实用化方面进行着尝试;现在,膜- 生物反应器已应用于以下领域:1、城市污水处理及建筑中水回用1967年第一个采用MBR 工艺的废水处理厂由美国的Dorr-Oliver 公司建成,这个处理厂处理14m 3 /d 废水; 1977年,一套污水回用系统在日本的一幢高层建筑中得到实际应用; 1980 年,日本建成了两座处理能力分别为10m 3 /d 和50m 3 /d的MBR 处理厂; 90 年代中期,日本就有39 座这样的厂在运行,最大处理能力可达500m 3 /d ,并且有100 多处的高楼采用MBR 将污水处理后回用于中水道; 1997 年,英国Wessex 公司在英国Porlock 建立了当时世界上最大的MBR系统,日处理量达2 , 000 m 3 , 1999 年又在Dorset 的Swanage 建成了13 , 000m 3 /d 的MBR 工厂14 ;1998 年5 月,清华大学进行的一体式膜- 生物反应器中试系统通过了国家鉴定; 2000年初,清华大学在北京市海淀乡医院建起了一套实用的MBR 系统,用以处理医院废水,该工程于2000 年6 月建成并投入使用,目前运转正常;2000 年9 月,天津大学杨造燕教授及其领导的科研小组在天津新技术产业园区普辰大厦建成了一个MBR 示范工程,该系统日处理污水25吨,处理后的污水全部用于卫生间的冲洗及绿地浇洒,占地面积为10 平方米,处理每吨污水的能耗为0.7kW · h ;2、工业废水处理90年代以来, MBR 的处理对象不断拓宽,除中水回用、粪便污水处理以外, MBR在工业废水处理中的应用也得到了广泛关注,如处理食品工业废水、水产加工废水、养殖废水、化妆品生产废水、染料废水、石油化工废水,均获得了良好的处理效果; 90 年代初,美国在Ohio 建造了一套用于处理某汽车制造厂的工业废水的MBR 系统,处理规模为151m 3 /d,该系统的有机负荷达6.3kgCOD/m 3 · d , COD 去除率为94%,绝大部分的油与油脂被降解;在荷兰,一脂肪提取加工厂采用传统的氧化沟污水处理技术处理其生产废水,由于生产规模的扩大,结果导致污泥膨胀,污泥难以分离,最后采用Zenon 的膜组件代替沉淀池,运行效果良好;3、微污染饮用水净化随着氮肥与杀虫剂在农业中的广泛应用,饮用水也不同程度受到污染; LyonnaisedesEaux 公司在90 年代中期开发出同时具有生物脱氮、吸附杀虫剂、去除浊度功能的MBR工艺, 1995 年该公司在法国的Douchy 建成了日产饮用水400m 3 的工厂;出水中氮浓度低于0.1mgNO 2 /L,杀虫剂浓度低于0.02 μ g/L ;4、粪便污水处理粪便污水中有机物含量很高,传统的反硝化处理方法要求有很高污泥浓度,固液分离不稳定,影响了三级处理效果; MBR 的出现很好地解决了这一问题,并且使粪便污水不经稀释而直接处理成为可能;日本已开发出被称之为NS 系统的屎尿处理技术,最核心部分是平板膜装置与好氧高浓度活性污泥生物反应器组合的系统; NS 系统于1985年在日本琦玉县越谷市建成,生产规模为10kL/d , 1989 年又先后在长崎县、熊本县建成新的屎尿处理设施; NS 系统中的平板膜每组约0.4m 2 共几十组并列安装,做成能自动打开的框架装置,并能自动冲洗;膜材料为截流分子量20000 的聚砜超滤膜;反应器内污泥浓度保持在15000~18000mg/L 范围内;到1994 年,日本已有1200 多套MBR 系统用于处理4000 多万人的粪便污水;5、土地填埋场/ 堆肥渗滤液处理土地填埋场/ 堆肥渗滤液含有高浓度的污染物,其水质和水量随气候条件与操作运行条件的变化而变化; MBR 技术在1994年前就被多家污水处理厂用于该种污水的处理;通过MBR 与RO 技术的结合,不仅能去除SS、有机物和氮,而且能有效去除盐类与重金属;最近美国Envirogen 公司开发出一种MBR用于土地填埋场渗滤液的处理,并在新泽西建成一个日处理能力为40 万加仑约1500m 3 /d 的装置,在2000年底投入运行;该种MBR使用一种自然存在的混合菌来分解渗滤液中的烃和氯代化合物,其处理污染物的浓度为常规废水处理装置的50 ~ 100倍;能达到这一处理效果的原因是, MBR 能够保留高效细菌并使细菌浓度达到50 , 000g/L ;在现场中试中,进液COD 为几百至40 , 000mg/L ,污染物的去除率达90% 以上;国内外MBR 主要应用领域及相应百分比率:污水类型所占百分比率% 污水类型所占百分比率%工业污水27 城市污水12建筑污水24 垃圾9家庭污水27七、MBR处理工艺发展前瞻1、MBR应用的重点领域和方向o现有城市污水处理厂的更新升级,特别是出水水质难以达标或处理流量剧增而占地面积无法扩大的水厂;o 无排水管网系统的小区,如居民点、旅游度假区、风景区等;o 有污水回用需求的地区或场所,如宾馆、洗车业、客机、流动厕所等充分发挥MBR 占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点;o 高浓度、有毒、难降解工业废水处理;如造纸、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行业,是一种普遍的点源污染; MBR 可以对这些常规处理工艺无法达标的废水进行有效的处理,并实现回用;o 垃圾填埋厂渗滤液的处理及回用;o 小规模污水厂站的应用;膜技术的特点十分适合处理小规模污水;2、MBR 未来的研究重点如下o 膜污染的机理及防治;o MBR 工艺流程形式及运行条件的优化;o MBR 污泥产率与运行条件的关系,以合理减少污泥产量,降低污泥处理费用;o MBR 生物反应器内微生物的代谢特性及其对出水水质、污泥活性等的影响,从而确定适宜的微生物生长及代谢条件;o MBR 工艺经济性研究;在目前国内经济发展水平、膜产品供应状况和规范设计要求的条件下, MBR 用于污水处理的最大经济流量的确定;o 以节能、处理特殊水质对象、兼具脱氮除磷、操作维护简便、可以长期稳定运行等为目标,开发新型的膜生物反应器;。
生物膜生成及生物反应器功能分析
生物膜生成及生物反应器功能分析随着社会的发展，人们越来越注重生活的健康和水资源的再利用，水的饮用安全和污水的达标排放就显得尤为重要。
饮用水在经管道输送过程中，微生物附着到管网内壁生长形成生物膜。
生物膜的存在会引起一系列水质问题，影响用户用水安全。
所以，生物膜的研究非常重要，但给水管网中生物膜的实际采样比较困难，因此模拟生物膜生长的生物反应器应运而生。
文章就生物膜的形成及生物反应器的功能进行了分析。
标签：给水管网；生物膜；生物反应器饮用水在经管道输送过程中，水中微生物附着到管网内壁生长形成生物膜。
生物膜的存在会引起一系列水质问题，对人类饮用水安全构成威胁。
为控制生物膜，需对生物膜进行研究，并对影响生物膜生成的诸多因素进行实验分析。
由于在给水管网中直接提取生物膜比较困难，而且提取后极易破坏生物膜本身结构，因此用反应器实验模拟生物膜的生成就显得尤为重要[1]。
1 生物膜的形成及影响生物膜的形成和存在引起人们高度重视。
研究发现，生物膜的形成与时间有着密切的关系，不同时间阶段，形成的生物膜具有不同的特征。
但一般来讲，生物膜形成包括以下几个阶段[2]：（1）水中或多或少存在的有机物，在物理、化学以及生物过程综合作用下吸附于管壁表面，形成一层富有营养的生物膜载体；（2）水中的一些浮游细菌通过静电等作用被吸附到载体表面，由于水流冲击等作用，这些细菌形成并不稳定的聚合物，但经过一定时间以后，终会有部分细菌通过分泌具有黏合作用的胞外多聚物稳定吸附于管壁；（3）随着时间的推移，这些细胞摄取并消耗水中的营养物质繁殖增长，逐渐连接成片，并向外伸展，形成个体种类繁多、结构凸出的成熟生物膜。
尽管这个过程中会有一些生物膜脱落，但大部分生物膜还是与管道内壁紧密连接在一起[3]。
生物膜给饮用水及管网带来的影响是：（1）管壁生物膜逐渐加厚，导致管壁直径变小，管网过水能力降低，动力消耗增加，同时，管壁生物膜腐蚀管壁，在过大水压下，可能导致爆管；（2）在水流作用下，部分生物膜脱落进入水体，导致管网出口处饮用水的悬浮菌数量骤然增加，色度和浊度上升，影响用水安全[4]。
生物膜反应器技术在饮用水处理中的应用研究
生物膜反应器技术在饮用水处理中的应用研究一、前言随着人口增加和经济发展，水资源的需求量不断增加，而水资源却变得日益缺乏。
因此，水质污染问题已经成为全球性问题。
其中，饮用水的质量对人的健康和生命安全至关重要。
生物膜反应器技术作为一种先进的技术，可以有效地处理饮用水中的污染物，保证饮用水的安全和健康。
二、生物膜反应器技术简介1.生物膜反应器技术的发展历程生物膜反应器技术是20世纪70年代兴起的一种生物处理技术，经过40多年的发展，已经成为一种成熟、先进的废水处理技术。
其主要特点是使用固定生物膜来附着和生长微生物，以达到净化水体的目的。
2.生物膜反应器技术的原理生物膜反应器技术是利用生物膜作为载体，形成微生物附着生长的微生物群落，以微生物的代谢反应作用来降解和转化废水中的有机物质和氮、磷等营养物质。
同时，利用填料内的空隙来满足废水和氧气的接触，促进微生物的代谢过程，从而达到净化水体的目的。
三、生物膜反应器技术在饮用水处理中的应用1.生物膜反应器技术在自来水处理中的应用自来水处理是指对自然水体进行处理，去除其中的有害物质，使之符合安全、卫生的要求，可以作为人们饮用和生活的用水。
生物膜反应器技术在自来水处理中的应用中，主要是针对废水处理后存量余氯、氨氮、难降有机物等特别难处理的问题。
通过生物膜反应器的处理，可以有效地去除废水中的有机物和氮、磷等营养物质，降低废水中的COD和氨氮含量，同时能够有效地去除臭味和颜色，提高水的透明度，并达到标准饮用水的要求。
2.生物膜反应器技术在地下水处理中的应用地下水是天然的水源，主要分布在地球的岩石、煤层、泥层和沙砾层等地层中。
生物膜反应器技术可以应用于地下水中的污染物去除，包括有机化合物、氮、汞等重金属离子等。
与传统的水处理工艺相比，生物膜反应器技术在处理过程中具有更低的成本和更高的效率。
同时，该技术具有可持续性和环保性，可以最大程度地保护地下水资源。
3.生物膜反应器技术在城市污水处理中的应用城市污水是城市生活污水和工业排放污水的混合物，通常含有大量的有机物质、氮、磷和重金属等有害物质。
生物流化床反应器生物膜特性研究进展
一体化复合式生物膜反应器处理生活污水的效果
（ 徐 州工程学 院环境工程学 院， 江苏徐州 ２ ２ １ １ １ １ ）
摘要 ： 为明确新开发 的一体化复合式生 物膜 反应器处理生活污水 的效果 ， 用一体化复合式生物膜反应器处 理河 南 城建 学院池塘进水 口生活污水 。试验结果表 明， 微生物培养 时间仅 为 １ １ ｄ ； 当水 温 １ ５～２ ０℃和水力 停 留时间为 ８ ｈ
规 的城市污水处理厂 占地 巨大 ， 主要处理构 筑物包括配水井 、 曝气池 、 沉淀 池、 污泥 回流井 等 。这 些处 理构筑 物往 往 还
工排泥 。沉淀区底部其他 ３个侧 面各开 ２个直径为 ２ ５ ｍ ｍ的
圆孔 ， 用于 回流污泥 。沉淀区顶部设置溢流槽 ， 收集排放处理 过的清水。试验用填料为 自制加工 ， 选用拖把布为材料 ， 将多
图１ 一体化复合式生物膜反应器
１ ． ２ 反 应 器 设 计 原理 与 流程
２ ４ Ｏ ｍ ｍ， 有效容积约为 ４ ｏ Ｌ 。曝气 区底部设 置一根 曝 气管 ，
空气扩散装置采用五个烧结石曝气头。曝气系统 由烧 结石曝
将进水 口和进气 目设计在 反应器曝气 区的底部 ， 利 用水
江苏农业科学 ２ ０ １ ３年第 ４ １ 卷第 １ ０期
曹 宗敏 ， 施亮亮 ， 曹文平 ， 等．一体化复合 式生物膜反应器处理生活污水的效果［ Ｊ ］ ．江苏农业科学 ， ２ ０ １ ３， ４ １ （ １ ０） ： ３ ３ ５—３ ３ ７
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一
体化 复合式生物膜反应器处理生活 污水 的效果
共做 ５条 同样规格 的填料系在填料架 上。选用拖把布是因为 拖把布浸水 膨胀 ， 体积增大 ， 棉线纤维易于挂膜 。试验进水经 原水箱 、 流量泵 、 曝气 区、 沉淀区 ， 由沉淀区上部溢流排水 。一