目前化工産業的發展十分迅速，但随之而來的化工污染狀況也十分嚴重，化工廢水成分複雜、水質水量變(biàn)化大，随著(zhe)國家對其處理達标要求越來越嚴格，其處理技術也在不斷發展。

 生物膜法是與活性污泥法平行發展的一種污水處理技術方法，實質是使細箘類微生物和原生動物、後生動物類的微型動物附著(zhe)在濾料或某些載體上，並(bìng)在其上形成膜狀生物污泥，即生物膜。

 生物膜法是土壤自淨過程的人工強化，主要去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機污染物，同時對廢水中的氨氮還具有一定的硝化能力。生物膜法在處(chù)理工業廢水中有著(zhe)廣泛應用。

生物膜法是屬於(yú)好養生物處理的方法，它是将廢水通過好氧微生物和原生動物，後生動物等在載體填料上生長(zhǎng)繁殖形成的生物膜，吸附和降解有機物，使廢水得到淨化的方法。

 根據裝置的不同，生物膜法可分爲生物濾池、生物轉盤、接觸(chù)氧化法和生物流化床等四類。在石油和化學工業的廢水處(chù)理中，其中應用多的是接觸(chù)氧化法。

生物膜法的機理

 生物膜法的發展 

在20世紀50年代以前，生物膜法卻一直未被人們重視，其原因主要是因爲生産中早採(cǎi)用的生物膜法構築物是以碎石爲填料的滴濾池。碎石的比表面積小，能夠爲微生物附著(zhe)生長的表面積小，因而滴濾池的負荷不可能很大，使其占地面積較大，衛生狀況也不好。

 50年代
，由於(yú)塑料工業的發展以及塑料填料引入生物膜處理系統，使生物膜法出現瞭(le)許多具有重要意義的發展。因此，出現瞭(le)許多新型的生物膜法設備。

 20世紀70年代末，爲強化生物膜法反應器中的傳質，流化床系統被引人生物膜處理中，稱(chēng)爲生物流化床。生物流化床兼有活性污泥法和生物膜法的待點，又稱(chēng)爲半生物膜和半懸浮生長(zhǎng)系統。

生物膜法的基本流程 

生物膜法處(chù)理系統的基本流程：廢水經初次沉澱(diàn)池後進入生物膜反應器，廢水在生物膜反應器中經需氧生物氧化去除有機物後，再通過二次沉澱(diàn)池出水。

 生物膜淨(jìng)化污水的機(jī)理 

（1）生物膜的構造特征

 生物膜(好氧層(céng)＋兼氧層(céng)＋厭氧層(céng))＋附著(zhe)水層(céng)(高親水性)。

 （2）降解有機物的機理

 ①微生物：沿水流方向爲細箘——原生動物――後生動物的食物鏈或生态系統。具體生物以菌膠團爲主、輔以球衣菌、藻類等，含有大量固著(zhe)型纖毛蟲（鍾蟲、等枝蟲
、獨縮蟲等）和遊泳型纖毛蟲（楯纖蟲、豆形蟲、斜管蟲等），它們起到瞭(le)污染物淨化和處理池内生物（防堵塞）作用。 

②污染物：重→輕(相當(dāng)多污帶(dài)→α中污帶(dài)→β中污帶(dài)→寡污帶(dài))。

 ③供氧：借助流動水層(céng)厚薄變(biàn)化以及氣水逆向流動，向生物膜表面供氧。

 ④傳質與降解：有機物降解主要是在好氧層(céng)進行，部分難降解有機物經兼氧層(céng)和厭氧層(céng)分解，分解後産(chǎn)生的H2S，NH3等以及代謝産(chǎn)物由内向外傳遞而進入空氣中，好氧層(céng)形成的NO3－－N、NO2－－N等經厭氧層(céng)發生反硝化，産(chǎn)生的N2也向外而散入大氣中。

 ⑤生物膜更新：經水力沖(chōng)刷，使膜表面不斷更新（DO及污染物），維持生物活性（老化膜固著(zhe)不緊）。

生物膜法的特征 

（1）微生物相方面 

①微生物的多樣化：生物膜是由細箘
、真箘、藻類、原生動物、後生動物以及一些肉眼可見的蠕蟲(chóng)、昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)組成（濾池蠅具有抑制生物膜過速增長(zhǎng)的功能）。

 ②生物的食物鏈長(zhǎng)：生物膜上的食物鏈要長(zhǎng)於(yú)活性污泥，因此污泥量少於(yú)活性污泥系統。

 ③能夠存活時間長(zhǎng)的微生物：SRT與HRT無關，因此硝化菌和亞硝化菌也得以繁衍、增殖，因此生物膜法的各種工藝都具有硝化功能，採(cǎi)取适當運行方式，可脫氮。

 ④分段運行與優勢(shì)菌種：生物膜法多分多段運行，每段繁衍與本段水質相适應(yīng)的微生物。

 （2）處(chù)理工藝(yì)方面的特征 

①對水質、水量變(biàn)動(dòng)有較強的适應性：一段時間中斷進水
，對生物膜也不會有緻命影響，通水後易恢複。 

②污泥沉澱性良好：污泥比重較大 ，且顆粒較大，易沉澱；但厭氧層(céng)過厚時，脫落的細小非活性懸浮物分散於(yú)水中，使水的澄清度下降。

 ③微生物量多
，處理能力大、淨化功能強：附著(zhe)生長(zhǎng)，故生物膜含水率低，單位池容的生物量是活性污泥法的5~20倍，因而具有較大處理能力，淨化功能明顯提高。

 ④能夠處(chù)理低濃度廢(fèi)水：生物膜能處(chù)理活性污泥法不能處(chù)理的低濃度污水和微污染的原水，使B0D5降 到5~10mg/L。

 ⑤易於(yú)維護運行，節能，動力費用低；如生物轉盤、生物濾池等
，去除單(dān)位BOD的耗電量較少。

生物濾池 

【生物濾池的基本原理：土壤自然淨化原理】

 含有污染物的廢水從上而下從長(zhǎng)有豐富生物膜的濾料的空隙間流過
，與生物膜中的微生物充分接觸，其中的有機污染物被微生物吸附並(bìng)降解，使得廢水得以淨化。主要淨化功能是依靠濾料表面的生物膜對廢水中有機物的吸附氧化降解作用。

 【生物濾池的分類】

 生物濾池按其結構(gòu)可分爲普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池及塔式生物濾池三種。 

【生物濾池的構造與組成】

 生物濾(lǜ)池一般主要由池體(tǐ)、濾(lǜ)料、布水裝置、排水系統等四部分組成。

（1）池體 

 在平面上多爲方形、矩形或圓形，高出濾池1.5~0.9m。在寒冷地區，有時需要考慮防凍(dòng)、採(cǎi)暖、或防蠅等措施。

 池壁：圍護填料，應該能承受壓力，分爲有孔池壁和無孔池壁。有孔洞的池壁有利於(yú)濾料的内部通風，但在冬季易受低氣溫的影響；池底：支撐(chēng)濾料和排除處理後的水，池底四周設置通風口。

 （2）濾料 

 一般爲實心拳狀濾料，如碎石、卵石、爐渣等；工作層(céng)的濾料粒徑爲25~40mm，承托層(céng)濾料粒徑爲70~100mm；同一層(céng)濾料要盡量均勻，以提高孔隙率；濾料的粒徑愈小，比表面積就愈大，處(chù)理能力可以提高；但粒徑過小，孔隙率降低，則濾料層(céng)易被生物膜堵塞；一般當濾料的孔隙率在45%左右時，濾料的比表面積約爲65~100m2/m3。

 （3）布水裝(zhuāng)置 

 布水裝置的目的是将廢(fèi)水均勻地噴灑在濾料上；主要有兩種：固定式布水裝置、旋轉式布水裝置。普通生物濾池多採(cǎi)用固定式布水裝置；高負荷生物濾池和塔式生物濾池則常用旋轉布水裝置
。

 （4）排水系統(tǒng) 

 排水系統處於(yú)濾床的底部，其作用是收集、排出處理後的廢水和保證良好的通風。一般由滲水頂闆、集水溝和排水渠所組成。滲水頂闆用於(yú)支撐(chēng)濾料，其排水孔的總面積應不小於(yú)濾池表面積的20%；滲水頂闆的下底與池底之間的淨空高度一般應在0.6m以上，以利通風，一般在出水區的四周池壁均勻布置進風孔。

生物轉盤法

 * 生物轉盤的構造特點 * 

生物轉盤由盤片、接觸(chù)反應槽、轉軸、驅動(dòng)裝置4部分組成。

 （1）盤片

 盤(pán)片的形狀：外緣
：圓(yuán)形、多角形及圓(yuán)筒形；

 盤(pán)面：平闆、凹凸闆、 波形闆、蜂窩闆、網(wǎng)狀闆等以及各種組合
。

 盤片的厚度與材質：要求質輕、薄，強度高，耐腐蝕，同時還應易於(yú)加工，價格低等；一般厚度爲0.5~1.0cm；常用材料有聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯

、聚苯乙烯以及玻璃鋼(gāng)等。

 轉盤(pán)的直徑(jìng)：一般直徑(jìng)爲2.0m、2.5m、3.0m、3.5m等，常用的是3.0m。

 盤(pán)片間(jiān)的間(jiān)距：一般爲30mm，高密度型則爲10~15mm。 

（2）接觸反應槽 

一般可以用鋼闆或鋼筋混凝土制成，橫斷(duàn)面呈半圓形或梯形；槽内水位一般達(dá)到轉盤直徑的40%，超高爲20~30cm；轉盤外緣與槽壁之間的間距一般爲20~40cm。 

（3）轉軸

 長(zhǎng)度：0.5~7.0m，其直徑50~80mm ，軸心高於(yú)槽液面150mm，b/D=0.06-0.1，b爲軸心與液面的距離。

 （4）驅動裝置

 驅動(dòng)方式——電(diàn)力、空氣，水力驅動(dòng)轉速——0.8~3.0r/min，外緣線速度15~18m/min。

 * 淨化原理 * 

廢水處(chù)於(yú)半靜止狀态，而微生物則在轉動的盤面上；轉盤40%的面積浸沒在廢水中，盤面低速轉動；盤面上生物膜的厚度與廢水濃度、性質及轉速有關，一般0.1~0.5mm。

 * 工藝流程 * 

（1）生物轉盤的布置

 生物轉盤的轉速一般爲18m/min；有一軸一段、一軸多段、以及多軸多段等形式；廢水的流動方式，有軸直角流與軸平行流。多極布置：盤片面積不變(biàn)，能提高處(chù)理水水質和DO含量。 

（2）生物轉盤爲主體的工藝流程 

需要有預處(chù)理
，調節池可小點(diǎn)（與活性污泥相比），高濃度有機廢水，中間設沉澱池。

 （3）以去除BOD爲主要目的的工藝流程

 廢(fèi)水→沉砂池→沉澱(diàn)池→生物轉盤→二沉池→出水

生物接觸氧化法 

【生物接觸氧化池的構造】

 生物接觸(chù)氧化池由池體、填料、布水系統和曝氣(qì)系統等組成。 

（1）池型：方形、園形，頂(dǐng)部穩定水層(céng)
。

 （2）填料：其特性對接觸(chù)氧化池中生物量、氧的利用率、水流條件和廢水與生物膜的接觸(chù)反應情況等有較大影響；分爲硬性填料、軟性填料、半軟性填料、及球狀懸浮型填料等。填料高度一般爲3.0m左右，填料層(céng)上部水層(céng)高約爲0.5m，填料層(céng)下部布水區的高度一般爲0.5~1.5m之間。 

（3）曝氣裝置：設在填料底部，可充分利用池容，填料間(jiān)紊流激烈，生物膜更新快，活性高，不易堵塞；但檢(jiǎn)修較困難。

 【接觸氧化池的分類】

 按曝氣(qì)與填料的相對(duì)位置可爲分流式和直流式
。 

（1）分流式

 國外多用分流式，其特點是填料區水流較穩定，有利於(yú)生物膜的生長，但沖刷力不夠，生物膜不易脫落；可採(cǎi)用鼓風曝氣或表面曝氣裝置；較适用於(yú)深度處理。

 （2）直流式

 國(guó)内用直流式，曝氣裝置多爲鼓風(fēng)曝氣系統；可充分利用池容；填料間紊流激烈，生物膜更新快，活性高，不易堵塞；檢修較困難。

 【生物接觸氧化法的特征】 

（1）工藝方面 

①採(cǎi)用多種形式填料，形成氣液固三相共存，有利於(yú)氧的轉移；

 ②填料表面形成生物膜立體結(jié)構(gòu)；

 ③有利於(yú)保持膜的活性，抑制厭(yàn)氧膜的增殖；

 ④負(fù)荷高，處(chù)理時間短。 

（2）運行方面

 ①耐沖(chōng)擊負(fù)荷,有一定的間歇運行功能；

 ②操作簡單(dān),勿需污泥回流，不産(chǎn)生污泥膨脹、濾池蠅；

 ③生成污泥量少，易沉澱(diàn)；

 ④動(dòng)力消耗低。 

（3）缺點 

①去除效率低於(yú)活性污泥法，工程造價(jià)高；

 ②運行不當(dāng)，填料可能堵塞，布水曝氣(qì)不易均勻，出現局部死角；

 ③大量後(hòu)生動(dòng)物容易造成生物膜瞬時大量脫落，影響出水水質
。

生物流化床 

【生物流化床基本原理】

 廢水和從生物流化床反應器出水的回流水在充氧設備(bèi)進口處(chù)與空氣混合後，從反應器的底部進入，自下而上通過反應器，使續料保持在流化的工作狀态，經填料上的生物膜處(chù)理後的廢水，除部分回流到無氧設備(bèi)進口處(chù)外，流人二次沉澱池，以便沉掉懸浮的生物量，排出合格的出水。 

【生物流化床的工藝類型】 

根據(jù)供氧方式、脫膜方式及床體結構(gòu)等的不同，可分爲兩相生物流化床和三相生物流化床
。

 （1）兩相生物流化床 

外設充氧設備(bèi)和脫膜設備(bèi)，在床體内隻有液、固兩相；進入反應器之前，廢水中的DO可達8~9mg/L(以純(chún)氧爲氣源時，可達30~40mg/L)。

 （2）三相生物流化床 

直接向反應器内充氧，床體内有氣、固、液三相共存；氣體攪動(dòng)劇烈，載體顆粒之間摩擦劇烈，可使表層(céng)的生物膜自行脫落，因此無需體外脫膜裝置。

 【生物流化床的特點】

 （1）優點

 ①生物固體濃度高(40~50g/l)，因此容積負(fù)荷較高 (3~6kgBOD5/m3.d以上)，水力停留時間可大大縮短，基建費(fèi)用較小；

 ②無(wú)污泥膨脹或其它生物膜法中的濾(lǜ)料堵塞；

 ③能适應不同濃度範(fàn)圍的廢水，能适應較大的沖(chōng)擊負荷；

 ④由於(yú)容積負(fù)荷和床體高度較大，占地面積較小；

 ⑤微生物活性高；

 ⑥傳(chuán)質(zhì)效果好。

 （2）缺點

 ①投資低，但運轉費(fèi)用高（載體流化的動(dòng)力消耗）；

 ②實際生産運行的經驗較少，對於(yú)床體内的流動特征尚無合适的模型描述，在進行放大設計時有一定的不確(què)定性。

廣(guǎng)東(dōng)省佛山市南海區慧星化工有限公司

 聯(lián)系方式:18664218741 

公司傳(chuán)真:0757-81826805 

公司地址:廣東(dōng)省佛山市南海區大瀝鎮博愛(ài)東(dōng)路高鳴城慧星化工有限公司