生物膜處理裝置性能測試實驗

① 生物膜法作用機理是什麼

生物膜（Biofilm）是通過附著而固定於特定載體上的結構復雜的微生物共生體。相對於活性污泥來說，在單位體積生物膜中所含的微生物數量更高、比表面積更大。生物膜比活性污泥具有更強的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解污水中的各種污染物，具有速度快、效率高的特點。在使用生物膜法處理污水時，要求在處理系統的構築物中裝填一定數量的填料，這些填料一方面可以擴大處理系統的比表面積，另一方面為微生物提供附著固定的載體。生物膜處理系統的性能、效率取決於其中微生物活性的高低和所裝填料的多少及其比表面積。一般來說，生物膜法較多應用於特殊行業的廢水處理中，如印染廢水等。

根據生物膜法處理系統中所用的填料的不同，生物膜法又可以分為以下幾種類型：

滴濾系統（Trickling filter system）

該系統是一種簡單且相對便宜的膜式好氧處理裝置。在該處理系統中，通過轉動的柵欄噴淋裝置將污水均勻分布於多孔處理床（例如由石子等鋪成）上。在多孔處理床上可生長多種微生物群落和原生動物。當污水緩慢地流過處理床時，微生物就吸收並降解了其中的有機成分，使得污水得到處理。在這樣的處理系統中，天然形成了食物鏈，微生物利用有機物生長繁殖，原生動物等以微生物為食，從而維持在一個動態平衡中。如果污水中的營養（BOD）過高，就會導致微生物的過量生長繁殖從而引起多孔處理床的堵塞，這樣便會降低處理效果。

旋轉生物接觸氧化系統（Rotating Biological Contactor，RBC）或生物轉盤

在這樣的處理系統中，一系列圓盤結構裝置部分浸沒於污水中，部分在空氣中並不斷地旋轉，這樣便保持了良好的通氣效果及與污水的接觸，從而在圓盤上形成了「生物膜」。這樣的「生物膜」是由各種微生物、原生動物等構成的微生物群落。在掃描電鏡下，典型的生物轉盤的「生物膜」有兩層結構，外層主要由絲狀菌等好氧微生物組成，內層由包括脫硫弧菌在內的厭氧微生物構成。因此這樣的「生物膜」具有去除BOD及無機物（主要是硫酸鹽）的功能。生物轉盤處理系統與滴濾系統相比，具有佔地少、效率高、運行穩定等優點，但其前期投資較大。這種系統已經成功地用於處理城市污水和各種工業廢水。

流化床反應器（Fluidized Bed Reactor，FBR）

由於污水的泵入或曝氣（空氣或氧氣）作用，流化床反應器中的載體物質（浮石、砂子、塑料等）會在反應器中不斷流動，因而得名。在這種系統中，由下向上進入的廢水的流速或曝氣的程度被控制在足以使載體流動不互相接觸，但又不能破壞「生物膜」結構的程度。該系統的最大優點是載體的比表面積被充分利用，但能耗較高，運行成本也相對較高。該系統可用於BOD的去除，也可以用於廢水中硝酸鹽的處理。

② 污水處理廠實習報告

摘要： 本文介紹廣州市黃埔開發區污水處理廠的總體情況.

關鍵詞： 污水處理
一.實習目的:

生產實習是學生大學學習很重要的實踐環節。實習是每一個大學畢業生必的必修課，它不僅讓我們學到了很多在課堂上根本就學不到的知識,還使我們開闊了視野，增長了見識，為我們以後更好把所學的知識運用到實際工作中打下堅實的基礎。通過生產實習使我更深入地接觸專業知識，進一步了解環境保護工作的實際，了解環境治理過程中存在的問題和理論和實際相沖突的難點問題，並通過撰寫實習報告，使我學會綜合應用所學知識，提高分析和解決專業問題的能力。

二.實習具體內容:

(一)西區污水處理廠

實習時間:2004年10月19日――2004年11月29日

1.污水廠概況:

廣州經濟技術開發區污水處理廠是開發區管委會投資的重點環保工程，總廠位於廣州經濟技術開發區志誠大道西22號（西基工業區），佔地面積7.86萬平方米。日處理工業廢水和生活污水3萬噸，遠景規劃為9萬噸。

廣州經濟技術開發區污水處理廠總廠於1992年9月破土動工，1994年8月建成投產。自建廠以來，本廠堅持實行全面質量管理，將人的管理作為質量管理的關鍵，生產運行管理作為質量管理的核心，設備管理作為質量管理的基礎，重視好每一環節，保證了污水處理的出水水質全部達到設計要求並優於設計規定的國家二級排放標准。重視和加強技術改造，在節能降耗方面取得了較好的經濟效益和社會效益。1999年和2001年被評為全國城市污水處理廠運行管理先進單位和廣東省先進單位。本廠是華南理工大學、華南師范大學等高等院校的定點實習基地。

2001年6月，本廠順利通過ISO14000:1996環境管理體系認證，成為全國首家通過ISO14000環境管理體系認證的城市污水處理廠。

該廠下轄污水處理總廠外圍8個提升泵站、廣州經濟技術開發區東區（出口加工區）污水處理廠、廣州經濟技術開發區永和經濟區（台商投資區）污水處理廠。總廠採用外圍泵站提升輸水的形式，收集並處理廣州經濟技術開發區西區的工業廢水和生活污水。該廠的主要職能是負責污水泵站、污水處理、污泥處理的安全、正常運行，確保進廠的污水經處理後全部達標排放。總廠的職能部門有廠長室、副廠長室、生產科、技術科、綜合科、辦公室等。

生產科的主要崗位有泵站運行操作、污水處理操作、污泥處理操作、化驗及倉庫管理等.

2.處理工藝:

西區總廠採用以葉輪表面曝氣為主體的傳統活性污泥法工藝，全部使用國產設備。污水處理採用各種方法，將污水中的污染物分離出來或轉化為無害的物質，從而使污水得到凈化。污水處理方法分類：

(1). 物理處理法。如過濾法、沉澱法。

(2). 物理化學法。如混凝沉澱法。

(3). 生物處理法。利用微生物來吸附、分解、氧化污水中的有機物，把不穩定的有機物降解為穩定無害的物質，從而使污水得到凈化。活性污泥法是生物處理法的一種。

活性污泥法工藝是應用最廣泛的廢水好氧生化處理技術，其主要由曝氣池、二沉沉澱池、曝氣系統以及污泥迴流系統等組成。

廢水經初次沉澱池後與二次沉澱底部迴流的活性污泥同時進入曝氣池，通過曝氣，活性污泥呈懸浮狀態，並與廢水充分接觸。廢水中的懸浮固體和膠狀物質被活性污泥吸附，而廢水中的可溶性有機物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的營養，代謝轉化為物質細胞，並氧化成為最終產物（主要是CO2）。非溶解性有機物需先轉化成溶解性有機物，而後才能被代謝和利用。廢水由此得到凈化。凈化後廢水與活性污泥在二次沉澱池內進行分離，上層出水排放，分離濃縮後的污泥一部分返回曝氣池，以保證曝氣池內保持一定濃度的活性污泥，其餘為剩餘污泥，由系統排出。

活性污泥反應的影響因素有以下幾個方面:

(1). BOD負荷率（F/M），也稱為有機負荷率(2). 水溫(3). PH值(4). 溶解氧(5). 營養平衡(6).有毒物質

曝氣裝置:

1. 鼓風曝氣裝置

(1）微氣泡曝氣器（2）中氣泡曝氣器（3）水力剪切型空氣曝氣器（4）水力沖擊式空氣曝氣器

2. 機械曝氣器

（1）豎軸式機械曝氣器（2）卧軸式機械曝氣器

3. 活性污泥法的主要運行方式

（1）推流式活性污泥法

（2）完全混合活性污泥法

（3）分段曝氣活性污泥法

（4）吸附-再生活性污泥法

（5）延時曝氣活性污泥法

（6）高負荷活性污泥法

（7）淺層曝氣、深水曝氣、深井曝氣活性污泥法

（8）純氧曝氣活性污泥法

（9）氧化溝工藝

（10）序批活性污泥法

用傳統的好氧活性污泥法處理工業廢水是一種即經濟、凈化效果又好的方法，缺點是廢水中污染物的濃度會發生變化，特別是一些有抑製作用的污染物對細菌活性有明顯的抑製作用。在傳統法的基礎上，馴化好氧活性污泥，馴化後的活性污泥可以抗拒高濃度污染物的抑製作用，例如用馴化後的混合菌可連續降解有毒有機氯化物，有效地提高了凈化效果。另外，傳統活性污泥法的的污泥產生量比較大，這也是傳統活性污泥法的一個比較大的缺點。

西區總廠的工藝流程示意圖如下:

下圖是西區總廠鳥瞰效果圖:

3.西區總廠設計參數:

◎處理規模：總設計處理規模為9萬噸/日，目前首期設計處理規模為3萬噸/日。

◎採用的主要工藝：以葉輪表面曝氣為主的傳統活性污泥法。

◎設計進水水質：COD≤500mg/LSS≤250mg/LBOD5≤200mg/L

◎設計出水水質：COD≤120mg/LSS≤30mg/LBOD5≤30mg/L

本廠執行《廣東省地方標准水污染物排放限值》（DB44/26-2001），出水水質標准為

COD≤60mg/LSS≤30mg/LBOD5≤30mg/L

目前實際處理情況（平均日處理水量24000噸，其中70%以上是工業廢水。）

項目
進水(mg/L)
出水(mg/L)
處理效率(%)

COD
544
48.1
91.2

BOD5
270
9.8
96.4

SS
278
28.7
89.7

主要構築物:

序號
構築物名稱
構築物類型
規格(L×B×H, m)
有效容積(m3)
數量

1
曝氣沉砂池
曝氣沉砂池
13.5×2.5×3.78
109
1

2
一沉池
輻流式沉澱池
D=20, H=5.65
1104
2

3
曝氣池
表面曝氣式生化池
12×12×4.5
648
10

4
二沉池
輻流式沉澱池
D=34, H=4.15
3282
2

5
濃縮池
重力濃縮池
D=9, H=8.6
365
2

主要設備

設備名稱
型號規格
生產廠家
數量
備注

格柵清污機
XGS1350-1200
唐山清源環保公司
1
柵距10mm，節距100mm

砂水分離器
LSSF-260B
南京藍深制泵集團
1

一沉池刮泥機
D20
江都給水排水設備製造廠
2
單臂周邊傳動幅流式刮泥機

一沉池排泥泵
AS55-4CB
南京藍深制泵集團
2

曝氣機
PE150
安徽第一紡織機械廠
10
SIEMENS 變頻器無級調速

污泥迴流泵
WQ-300-15
南京藍深制泵集團
4

二沉池刮吸泥機
D34
江都給水排水設備製造廠
2
雙臂周邊傳動幅流式刮吸泥機

帶式壓濾機
DYL-2000
河南商城環保廠
2
POWTRAN-RICH 變頻器無級調整濾帶速度

羅茨鼓風機
SSR-100
山東章晃機械工業有限公司
2
SIEMENS 變頻器無級調速

剩餘污泥泵
AS75-4CB
南京藍深制泵集團
2

濾帶沖洗泵
IS65-40-250
湖北石首水泵廠
2

污泥輸送泵
80WJ4012
上海利工泵業有限公司
2
化工耐腐蝕泵，SIEMENS 變頻器無級調速

加葯計量泵
JD
天津市通用機械廠
2

空氣壓縮機
V-0.3/10
廣州天河華僑企業公司華通壓縮機廠
1
移動式空氣壓縮機

二氧化氯消毒器
HT908-500
深圳歐泰華有限公司
1

主要化驗項目:

化學需氧量COD
生化需氧量BOD5
曝氣池混合液MLSS
迴流污泥MLSS
懸浮物SS

PH值
總氮TN
30分鍾沉降比SV
污泥指數SVI
氨氮NH3-N

總磷TP
磷酸鹽PO43--P
含水率
有機物
氯化物

(二)東區污水處理廠概況:

參觀時間:2004年11月28日上午

1.廠區概況 :

東區污水處理廠位於廣州經濟技術開發區東區（出口加工區）宏光路，是廣州經濟技術開發區管理委員會利用奧地利的國際貨款興建的。一期設計處理規模為2.6萬噸/日，處理東區的工業及生活污水，採用SBR工藝，基本上都採用進口設備，污水以自流方式進廠。

2.處理工藝:

序批式活性污泥法或間隙式活性污泥法，簡稱為SBR工藝，是近十幾年來活性污泥處理系統中較為引人注目的一種廢水處理工藝，按字面的解釋就是按程序、一批一批地生化處理污水。

SBR是現行的活性污泥法的一個變型，它的反應機制以及污染物質的去除機制和傳統活性污泥法基本相同，僅運行操作不一樣。

SBR操作模式由進水、反應、沉澱、出水和待機等5個基本過程組成。從污水流入開始到待機時間結束算做一個周期。在一個周期內，一切過程都在一個設有曝氣或攪拌裝置的反應池內依次進行，這種操作周期周而復始地反復進行，以達到不斷進行污水處理的目的。

進水工序：進水工序是反應池接納污水的過程。

反應工序：當廢水注入達到預定容積後，進行曝氣或攪拌，以達到反應目的（去除BOD、硝化、脫氮脫磷）。

沉澱工序：停止曝氣和攪拌，活性污泥絨粒進行重力沉澱和上清液分離。

排水工序：排出活性污泥沉澱後的上清液，作為處理後的出水，一直排放到最低水位。反應池底部沉降的活性污泥大部分作為下個處理周期的迴流污泥使用，過剩的剩餘污泥引出排放。

待機工序：沉澱之後到下個周期開始的期間。

SBR工藝的設備和裝置

(1). 潷水器：電動機械搖臂式、套筒式、虹吸式、旋轉式、浮筒式等。

(2). 曝氣裝置：機械曝氣、鼓風曝氣。

(3). 閥門、排泥系統。

(4). 自動控制系統。

SBR法的特點有以下幾點：

(1). SBR法將生化處理過程的進水、曝氣、沉澱、排水以及閑置再生等幾個步驟都集中在一個設備或池子里進行了，因此處理的基本工藝是調節池→SBR，流程變得非常簡短，設備也少，便於操作和維修。

(2). 在SBR里，除了有曝氣進行的好氧生化之外，還有一個較長時段的好氧微生物不承受有機負荷的再生期，以及厭氧微生物的水解過程。所以SBR法的沉降性能好，出水清澈。而因此就可以維持SBR的高污泥濃度，從而獲得高負荷，並具有超常的處理效率和處理難生化污水的能力。

(3). 在SBR的運行周期內，進水、曝氣、沉降、排水、閑置等程序的時間，完全可以根據水質、水量的實際情況進行調整，因此適應性強，方便調試和正常操作。

(4). 由於污泥有一個再生過程，又可以保持高濃度，所以污泥不僅性狀良好，易於脫水干化，而且產泥率低。

(5). SBR不僅生物量大，而且生物相當豐富，因此具有較好的脫氮能力。

(6). 由於流程短、設備少，取消了二沉池、刮泥機及連接管路等，因此基建投資省

3.處理工藝流程圖:

(三) 永和污水處理廠概況:

1.廠區概況:

永和污水處理廠位於廣州經濟技術開發區永和經濟區（台商投資區）永順大道旁，一期工程污水處理量為2000噸/日，主要採用以生物接觸氧化法工藝（生物膜法）為核心的一體化污水處理裝置，輔以粗細格柵機、沉砂池等預處理設施，處理永和經濟區以工業廢水為主的污水。目前正在建設二期工程，二期工程採用柔性生化污水處理系統，日污水處理量為6000噸。

2.處理工藝

生物膜法和活性污泥法一樣，同屬於好氧生物處理方法。但活性污泥法是依靠曝氣池中懸浮流動著的活性污泥來去除有機物的，而生物膜法是依靠固著於固體介質表面的微生物來去除有機物的，因而這種方法亦稱為生物過濾法。

生物膜法具有以下幾個特點：固著於固體表面上的微生物對廢水水質、水量的變化有較強的適應性；和活性污泥法相比，管理較方便；由於微生物固著於固體介質表面，即使增殖速度較慢的微生物也能生息，從而構成穩定的生態系；高營養級的微生物越多，污泥量自然就越少。一般認為，生物過濾法比活性污泥法的剩餘污泥量要少。

當然，由於固著於固體介質表面的微生物量較難控制，因而在運轉操作上伸縮性差；又由於濾料表面積小，BOD容積負荷有限，因而空間效果差；加之採用自然通風供養，在生物膜內層往往形成厭氧層，從而縮小了具有凈化功能的有效容積。然而由於新工藝新濾料的研製成功，生物膜法作為良好的好氧生物處理技術仍被廣泛地應用著。

生物膜法分為以下三類：

(1). 潤壁型生物膜法。廢水和空氣沿固定的或轉動的接觸介質表面的生物膜流過，如生物濾池和生物轉盤等。

(2). 浸沒型生物膜法。接觸濾料固定在曝氣池內，完全浸沒在水中，採用鼓風曝氣，如接觸氧化法。

(3). 流動床型生物膜法。使附著有生物膜的活性炭、砂等小粒徑接觸介質懸浮流動於曝氣池中。

3.處理工藝流程:

下圖是永和污水處理廠一期工程的工藝流程示意圖:

永和污水處理廠設計進、出水水質與實際情況的對照。

項目
設計進水(mg/L)
設計出水(mg/L)
實際進水范圍

BOD5
180
30
15~40

COD
300
80
60~140

SS
250
70
50~150

油脂
30
10
未測

三.實習總結:

此次在黃埔開發區污水處理廠的實習,使我在學生階段能夠最大程度深入學習活性污泥法的處理工藝.活性污泥法是目前處理城市和工業污水普遍採用的好氧生化處理技術.其工藝流程較為簡單,處理成本低,而處理效果好,BOD/COD去除率高,因而能得到廣泛的青睞.隨著工藝技術的提高,序批式活性污泥法(SBR)得到越來越多的重視和應用.SBR法電氣化和自動化要求程度高, 並具有超常的處理效率和處理難生化污水的能力,極大地節約勞力和用地面積,是較為先進且前景較好的處理工藝.

③ 生物膜法的工藝流程

生物膜法的工藝流程

生物膜法有多種分類，按照微生物附著的載體存在狀態可分為固定床生物膜法和流動床生物膜法。固定床生物膜分為生物濾池和生物接觸氧化法等，流動床生物膜法包括生物流化床和移動床等。

按照生物膜被污水浸沒的程度生物膜法又可分為浸沒式生物膜法、半浸沒式生物膜法和非浸沒式生物膜法。常見的浸沒式生物膜法包括生物接觸氧化池、曝氣生物濾池等，常見的半浸沒式生物膜法有生物轉盤，常見的非浸沒式生物膜法有生物濾池，生物濾池又分為普通生物濾池、高負荷生物濾池和塔式生物濾池三種類型。

1.普通生物濾池

⑴工藝流程

普通生物濾池又名滴濾池，是生物濾池早期出現的類型，即第一代的生物濾池。污水先進入初沉池，去除可沉的懸浮物，接著進入生物濾池。經過濾池處理的污水和生物濾料上脫落的老化生物膜流入二沉池，經過固液分離後，排出凈化水。

⑵構造

普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統等四部分組成。

①池體

其平面形式多呈方形、矩形或圓形，池壁一般用磚石或鋼筋混凝土築造而成。

②濾料

濾料表面有生物膜附著，是凈化污水的主體，濾料對生物濾池的工作效能影響較大。生物濾池一般採用實心拳狀無機濾料，如碎石、卵石和爐渣等。近年來，生物濾池多採用塑料濾料，主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等加工成波紋板、蜂窩管、環狀以及空圓柱等復合式濾料，其特點是質輕、強度高、耐腐蝕、比表面積大、孔隙率高，從而大大改善了膜生長及通風條件，使處理能力大大提高。

③布水裝置

普通生物濾池多採用固定式噴嘴布水系統，主要由虹吸裝置、配水池、布水管道和噴嘴等部分組成。

④排水系統

普通生物濾池底部的排水系統，位於濾料層的下面，主要起收集及排出處理後的廢水，保證通風和支撐濾料的作用。排水系統通常分為兩層，即包括濾料下的滲水裝置和底板處的集水溝和排水溝。

⑶工藝特點

①普通生物濾池一般適用於處理每日污水量不大於1000m3的小城鎮污水和有機工業廢水，凈化效率高，處理效果好，出水水質穩定。

②基建投資省，運行穩定，易於管理，動力消耗低，節省能源。

③剩餘污泥量小。

④負荷較低，佔地面積大，不適用於處理水量較大的廢水，且其沖刷能力不足，易引起濾料內生物膜積累和堵塞，從而影響濾池內的通風，運行過程中會產生濾池蠅，且衛生條件較差，因此，使用受到限制。高負荷生物濾池

2.高負荷生物濾池

⑴特徵

高負荷生物濾池是繼普通生物濾池之後為解決普通生物濾池在凈化功能和運行中存在的實際弊端而開發出來的的第二代工藝。與普通生物濾池相比，其負荷能力大大提高，BOD5容積負荷一般為普通生物濾池6～8倍，水力負荷則為普通生物濾池的10倍，因此，它的池體較小，佔地面積較少，衛生條件較好，比較適合於濃度和流量變化較大的廢水處理

⑵構造

其構造與普通生物濾池的構造基本相同，常用的高負荷生物濾池一般由鋼筋或磚石砌築而成，池平面有矩形、圓形或多邊形，其中以圓形為多，主要組成部分是濾料、池壁、排水系統和布水系統。與普通生物濾池的不同之處有：

①濾池表面多呈圓形，濾料一般採用表面光滑的卵石或石英石，濾料總厚度為2～4m。濾料直徑增大，一般採用40～100mm的濾料，因而孔隙率較高，濾料層亦由底部的承托層和其上的工作層組成。

②高負荷生物濾池多採用連續工作的旋轉式布水器，由進水豎管和可旋轉的布水橫管組成。

③生物膜經常剝落、更新，並連續地隨廢水排出池外。

④池內不易出現硝化反應，出水中沒有或少有硝酸鹽，BOD5常大於30mg/L。

⑤二次沉澱池的污泥呈褐色，沒有完全氧化，容易腐化。

⑶典型工藝流程

高負荷生物濾池採取處理水迴流的措施後，具有多種多樣的流程系統。教材167頁圖2-2-23所示為一級高負荷濾池的典型工藝流程。流程a中將生物濾池出水直接迴流至濾池，並且二次沉澱池向初次沉澱池迴流生物污泥。該系統有助於生物膜的接種，促進生物膜的更新，同時對初次沉澱池的沉澱效果將有所提高，但迴流的生物膜易堵塞濾料。流程b中處理水迴流至濾池前，可避免加大初次沉澱池的容積。流程c中處理水和生物污泥均迴流至初次沉澱池，提高了初沉池的效果，加大了濾池的水力負荷。流程d中不設二沉池，濾池出水(含生物污泥)直接迴流至初次沉澱池，從而使初次沉澱池的'效果得到提高，並兼作二次沉澱池的功能，具有提高初沉池的沉澱效率和節省二沉池的優點，該流程適用於含懸浮固體量較高而溶解性有機物濃度較低的廢水。流程e中濾池出水迴流至初次沉澱前，生物污泥也由二次沉澱池迴流至初次沉澱池。當原水有機物濃度較高時，為了避免單個生物濾池的深度過大或者當處理後的廢水水質要求較高時，可以將兩個高負荷生物濾池串聯起來使用，形成二級生物濾池系統。二級生物濾池具有多種流程系統，例如教材168頁三種典型的流程，流程a中，一級濾池產生的生物膜和出水一部分進入第二級生物濾池，另一部分迴流至初沉池前增加沉澱效果，提高一級濾池的水力負荷;流程b中，一部分初沉池出水超越到二級生物濾池，提高了有機物負荷，一級濾池產生的生物膜和出水一部分進入二級生物濾池，另一部分迴流至初沉池前增加沉澱效果，提高一級濾池的水力負荷;流程c中，採用二級生物濾池出水進行循環稀釋進水和增加水力負荷。在這幾個流程中均不設中間沉澱池，目的是保持二級生物濾池的生物量。

⑷高負荷生物濾池的特點

①高負荷生物濾池克服了普通生物濾池的缺陷，例如，高負荷生物濾池的表面水力負荷與BOD容積負荷較高，運行簡單，滋生的濾池蠅較少等;②運行比較穩定;③剩餘污泥量小;④佔地面積大;⑤工藝中需要較大的水頭跌落，一般超過3m;⑥需二次提升。

3.塔式生物濾池

塔式生物濾池屬第三代生物濾池，是受到污水生物處理工程界重視和應用較廣泛的一種濾池。

⑴塔式生物濾池在構造和凈化功能方面的特徵

①塔式生物濾池水流落差大，紊動強烈，使生物膜受到強烈的水力沖刷，從而保持良好的活性。

②塔式生物濾池的水力負荷較高，是高負荷生物濾池的2～10倍，BOD負荷也較高，是高負荷生物濾池的2～3倍，進水BOD濃度可提高到500mg/L。

③塔式生物濾池內部存在著明顯的分層現象，在各層生長著種屬不同但又適應該層廢水性質的生物菌群，有助於微生物的增殖、代謝，有助於有機污染物的降解、去除，所以能承受較大的有機物和有毒物質的沖擊負荷。

④佔地面積小，經常運行費用較低，但基建投資較大，BOD去除率較低，適用於處理城市污水和各種工業有機廢水，但只適宜於少量污水的處理。

⑤由於高度大，水力負荷大，使濾池內水流紊動強烈，廢水與空氣及生物膜的接觸非常充分。

⑥由於BOD負荷高，使生物膜生長迅速，同時由於水力負荷較高，使生物膜受到強烈的水力沖刷，從而使生物膜不斷脫落，加快更新，塔內的生物膜也能夠經常保持較好的活性。

⑦不需專設供氧設備。

⑧對沖擊負荷有較強的適應能力，所以常用於高濃度工業廢水第二段生物處理的第一段，以大幅度地去除有機污染物，保證第二段處理經常能夠取得高度穩定的效果。

⑵構造

塔式生物濾池在平面上多呈圓形，主要由塔身、濾料、布水設備、通風裝置和排水系統所組成。

①塔身

塔身主要起濾料的作用，可用鋼筋混凝土結構、磚結構、鋼結構或鋼框架與塑料板面的混合結構。塔的高度在一定程度上能夠影響塔式生物濾池對廢水的處理效果。

②濾料

塔式生物濾池一般都採用質輕的濾料，如紙質蜂窩濾料、玻璃布蜂窩、塑料蜂窩、和聚氯乙烯斜交錯波紋板以及隔膜塑料管等。

③布水裝置

塔式生物濾池的布水裝置與一般生物濾池的基本相同，對大中型塔式生物濾池多採用旋轉式布水器，可用電機驅動，也可以靠水的反作用力驅動，對小型塔式生物濾池則多採用固定式噴嘴布水系統，也可以使用多孔管和濺水型篩板等布水。

④通風與集水設備

在濾塔的底部設有一集水池，以收集處理水，並由管渠連續排入二沉池或氣浮池進行泥水分離。集水池水面以上開有許多通風窗口，為了保證空氣流暢，集水池最高水位與最下層層底面之間的空間高度，一般不應小於0.5m，周圍開有許多通風孔當污水中含有易揮發的有毒物質時，為了防止污染空氣，一般應採用機械通風，尾氣應經過水洗去除有毒物質後才能排入大氣。

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④ 污水處理中，生物膜法，接觸氧化法和生物轉盤法三者之間有何區別謝謝！

生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纖維）為載體，在其表面形成一種特殊的生物膜，生物膜表面積大，可為微生物提供較大的附著表面，有利於加強對污染物的降解作用。其反應過程是：①基質向生物膜表面擴散，②在生物膜內部擴散，③微生物分泌的酵素與催化劑發生化學反應，④代謝生成物排出生物膜。

生物膜法主要工藝方法有生物廊道、生物濾池、生物接觸氧化池等。生物膜法具有較高的處理效率，對於受有機物及氨氮輕度污染水體有明顯的效果。它的有機負荷較高，接觸停留時間短，減少佔地面積，節省投資。此外，運行管理時沒有污泥膨脹和污泥迴流問題，且耐沖擊負荷。日本、韓國等都有對江河大水體修復的工程實例。
生物膜水解酸化—生物膜接觸氧化工藝在穩定性、抗沖擊性、生物菌種耐溫性等方面均能滿足實際需要，並且處理裝置易維護，技術可靠。

一、技術原理
生物接觸氧化工藝（Biological Contact Oxidation）又稱「淹沒式生物濾池」、「接觸曝氣法」、「固著式活性污泥法」，是一種於20世紀70年代初開創的污水處理技術，其技術實質是在生物反應池內充填填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，並以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。
生物接觸氧化法兼有活性污泥法及生物膜法的特點，池內的生物固體濃度（5~10g/l）高於活性污泥法和生物濾池，具有較高的容積負荷（可達2.0~3.0kgBOD5/m3.d），另外接觸氧化工藝不需要污泥迴流，無污泥膨脹問題，運行管理較活性污泥法簡單，對水量水質的波動有較強的適應能力。
三、工藝特點
 容積負荷高，佔地相對較小
 抗沖擊負荷，可間歇運行
 生物種類多，活性生物量大
 無污泥膨脹問題
 流程較為復雜
 布水、曝氣不易均勻，易出現死區
 需定期反洗，產水率低

生物接觸氧化法是一種介於活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內設置填料，池底曝氣對污水進行充氧，並使池體內污水處於流動狀態，以保證污水同浸沒在污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。

生物接觸氧化法中微生物所需的氧常通過鼓風曝氣供給，生物膜生長至一定厚度後，近填料壁的微生物由於缺氧而進行厭氧代謝，產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，並促進新生物膜的生長，形成生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨出水流出池外。

生物接觸氧化法具有以下特點：

1、由於填料比表面積大，池內充氧條件良好，池內單位容積的生物固體量較高，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；

2、由於生物接觸氧化池內生物固體量多，水流完全混合，故對水質水量的驟變有較強的適應能力；

3、剩餘污泥量少，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便。

生物轉盤（又名轉盤式生物濾池）是一種生物膜法處理設備。它具有很多優點，在印染、造紙、皮革和石油化工等行業的工業廢水處理中得到應用，效果較好。

生物轉盤去除廢水中有機污染物的機理，與生物濾池基本相同。
生物轉盤工藝是生物膜法污水生物處理技術的一種，是污水灌溉和土地處理的人工強化，這種處理法使細菌和菌類的微生物、原生動物一類的微型動物在生物轉盤填料載體上生長繁育，形成膜狀生物性污泥－－－生物膜。污水經沉澱池初級處現後與生物膜接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機污染物作為營養，使污水得到凈化。在氣動生物轉盤中，微生物代謝所需的溶解氧通過設在生物轉盤下側的曝氣管供給。轉金錶面覆有空氣罩，從曝氣管中釋放出的壓縮空氣驅動空氣罩使轉金轉動，當轉金離開污水時，轉金錶面上形成一層薄薄的水層，水層也從空氣中吸收溶解氧。

⑤ 污水處理生物膜法的優缺點

污水處理生物膜法也是城市污水二級生物處理的一種常用方法，具有以下優點：

一是生物膜對污水水質、水量的變化有較強的適應性，管理方便，不會發生污泥膨脹。

二是微生物固著在載體表面、世代時間較長的微生物也能增殖，生物相對更為豐富、穩定，產生的剩餘污泥少。三是能夠處理低濃度的污水。

污水處理生物膜法的不足之處在於生物膜載體增加了系統的投資；載體材料的比表面積小，反應裝置容積有限、空間效率低，在處理城市污水時處理效率比活性污泥法低；附著於固體表面的微生物量較難控制，操作伸縮性差；靠自然通風供氧，不如活性污泥供氧充足，容易產生厭氧。

⑥ 生物膜反應器的生物膜反應器微生物量的測量

在正常運行狀況下，復合生物反應器下部是固定生物膜濾床，上部是移動床，其微生物量為：
1、CBBR混合液SS為1 604 mg/L，總量約為2.456 g。
2、固定填料生物膜總量為12.036 g。
3、移動床懸浮填料生物膜總量為1.428 g。
4、CBBR微生物總量約為15.92 g。
該工藝對污水除臭起到了很大作用，它的除臭工藝簡單且效果顯出。復合生物反應器與其他污水處理設備相結合，降低污水處理難度，從而改善周邊環境，有效遏制病菌的傳播。隨著醫療技術的不斷提高，新型葯劑的產生將繼續加大污水處理難度，所以水處理技術仍需隨之提升，滿足時代發展需求。
4 MBR研究進展
目前，MBR的研究主要集中在以下幾個方面：（1）降低膜污染，提高膜通量；（2）探求合適的工作條件和工藝參數；（3）降低處理工藝的運行成本。
張少輝, 鄭平, 華玉妹〔1〕用反硝化生物膜啟動厭氧氨氧化反應器的研究等選取不同截留分子量的聚醚碸膜（PES），採用板框式膜組件構成的厭氧MBR對高濃度食品廢水進行處理，考察了截留分子量對膜通量和出水效果的影響。
王榮昌,文湘華,錢易〔2〕 分析了生物膜反應器中好氧顆粒污泥形成機理，研究了MBR運行條件對膜過濾特性的影響。
楊玉旺〔3〕研究了移動床生物膜反應器處理污水的研究應用進展。
邢傳宏等進行了管式MBR（分置式）處理城市污水的工藝設計，認為運行成本主要由電費、葯劑費和人工費等3部分組成。其中電費是最主要的，電耗為2.3kW·h/m3。
魯敏，曾慶福，張躍武〔4〕對一種新型生物膜反應器處理污水的研究發生了濃厚興趣。
王亞娥等分析了影響超濾膜通量和過濾阻力的主要因素。
楊磊等對MBR運行過程中的膜污染和清洗進行了較詳盡的試驗。
李軍, 彭永臻, 楊秀山 ,王寶貞 ,楊海燕〔5〕著重研究了序批式生物膜法反硝化除磷特性及其機理。
姜蘇等〔6〕研究了一體化A/O生物膜法處理生活污水。
白宇等〔7〕研究分析了污水深度處理生物濾層中菌群的時空分布特徵。
陳壁波等〔8〕對移動床生物膜反應器及對造紙廢水處理的意義進行了卓有成效的研究論證。
Cote P 研究了浸沒式膜系統的電耗，包括抽吸泵及曝氣2部分。每立方米產水僅耗電0.3～0.6 kW·h，而電耗是運行費用的主要部分。
榮宏偉等〔9〕在實驗室條件下對序批式生物膜法生物除磷進行了試驗研究，得出了令人期待的結論。
Wang L-Choo Ho等比較了浸沒式和分置式MBR工藝運行時的電耗，結果是，在通量為18L/(m2·h)的情況下，前者電耗僅為0.2～0.4 kW·h /m3,而後者電耗為2～10 kW·h /m3。
鮑立寧等〔10〕在電極生物膜脫氮工藝中反硝化菌相分析方面進行了研究。
MBR因自身特殊的工藝也要求了不同於一般的超、微濾膜材料，但制備針對於MBR所用的膜材料的研究還很少。顯然選擇合適的膜材料是降低膜污染的一個重要方法，這還有待於進一步研究。
5 MBR應用實例
隨著研究的深入，國內外已有了MBR應用的實例。實踐表明，膜污染嚴重、水通量低，是限制MBR推廣應用最主要的原因。
加拿大Cote P等 報道了北美洲在20世紀90年代MBR發展的概況。其中ZENON環保公司在1996年推出了組件膜面積為46m2、體積密度為63m2/m3的ZW-500型膜生物反應器，該設備已成功地應用於市政污水處理。目前以小規模裝置為主，處理能力為10～200m3/d，主要在辦公樓、購物中心、學校、醫院和療養地推廣使用。裝置的水力停留時間(HRT)為24h，SRT為1～2年。濾出液經過紫外線消毒或活性炭吸附後，用作廁所沖洗水。在安大略省建成的日處理污水3 800m3的MBR裝置，安裝了ZW-500型膜組件144個，總膜面積6624m2。曝氣池體積440m3，正常HRT為3.8h；厭氧反應池體積為380m3，HRT為2.4h。運行期間的MLSS濃度為12 000～20 000mg/L，MLVSS濃度僅為MLSS的55%～70%。運行9個月以來出水BOD和有機磷的去除率都接近100%。
日本自1998年以來，著重推廣了中水道系統的開發利用。其目的主要是將以廚房排水、洗臉及洗澡後的排水為主體的樓房排水進行處理，然後作為廁所沖洗水再利用。比如，日立工廠建設公司用高濃度活性污泥法和旋轉平板超濾膜裝置組合而成的系統作為大樓中水道的回用系統。因為膜板旋轉，使膜表面的污泥被攪拌，從而可控制膜面污染。
天津清華德人環境公司和天津大學共同研製的MBR已有了一些的應用實例。以處理天津某寫字樓排放的污水為例，該寫字樓的建築面積約為17 000m2,採用了日處理能力為25m3 的裝置，設備本體佔地3.2m2,投資10餘萬元，能耗為0.8kW·h/m3。處理出水可用作沖廁、綠化及洗車等。
鄭斐等〔11〕研製出生物膜法的新工藝—無泡曝氣膜生物反應器。
呂曉輝等〔12〕對移動床生物膜反應器脫氮除磷技術情有獨衷，使脫氮除磷效率又有了較大的發展。
6結語 1 MBR綜合了膜分離技術和生物處理技術的優點，超、微濾膜組件能替代CAS中的二沉池，更有效地進行泥水分離，並延長SRT，提高微生物對污水中有機物的處理能力。經超、微濾膜處理後出水水質好可以直接用於非飲用水回用。系統佔地面積小，幾乎不排剩餘污泥，具有較高的抗沖擊能力。 2 MBR具有一定的實用性，但膜污染仍是制約MBR推廣應用的最主要因素。因為MBR中膜材料既要面臨活性污泥、污水中固體顆粒的污染，又要面臨活性污泥中微生物的侵蝕。雖可以通過控制抽停時間、曝氣量等工藝參數以及採用適當的清洗技術來減少膜面的污染，但最有效、最根本的方法是研製出一種抗污染、耐微生物侵蝕的新的膜材料及對膜進行適當的改性。 3 在應用MBR技術處理市政、生活污水並實現中水回用時，還要考慮另外一個關鍵因素，即運行成本。因此，在研究中要始終將運行成本。作為考慮試驗方案和確定試驗結果的主要出發點。 7參考文獻
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2王榮昌,文湘華,錢易. 生物膜反應器中好氧顆粒污泥形成機理. 中國給水排水，2004，20（3）：5～8.
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11 鄭斐，朱文亭. 生物膜法新工藝—無泡曝氣膜生物反應器. 工業用水與廢水，2004，35（3）：11～14.
12呂曉輝, 胡龍興. 移動床生物膜反應器脫氮除磷技術. 化學工程師，2004，108（9）：20～22

⑦ 生物接觸氧化工藝的相關實驗

1、材料。聚偏氟乙烯中空纖維，外徑0.8mm，內徑0.5mm，微孔最大孔徑0.2μm，開孔率80%，由天津紡織工學院提供。
2、試驗裝置。試驗流程如圖1所示。其中反應器用玻璃量筒改制而成，內徑60.3mm，有效容積1.27L。中空纖維組件兼充氧及生物膜載體雙重功能。該組件用塑料片做成支架將中空纖維盤繞其上製成。中空纖維組件間水平間隔5mm，上下層間隔5mm，交錯布置。膜總表面積為416cm2，總體積為504cm3(相當於生物膜載體堆積體積)，折算成比表面積為82.5m2/m3，空隙率97%。試驗在室溫下進行。
3、試驗水質。原水為唐山市西郊污水廠一沉池出水，其水質為：CODCr=100～300mg/L，BOD5=50～150mg/L，SS=100～150mg/L，pH=7.0～7.3。 經分析原因有二：
①中空纖維內充入的是純氧，其中的氮氣、二氧化碳等氣體分壓為零，故水中的上述氣體會從水中溶出而進入中空纖維內部使其中的氧氣分壓降低。在遠端隨著氧氣溶入水中導致氧分壓降低幅度較大，使得向水中充氧能力下降，從而影響了微生物的生長。②中空纖維內氣體的溶進與溶出是沿全長進行的，所以中空纖維內氧氣流動速度在封口端為零，進氣端則最大，這樣就會將已溶入中空纖維的氮氣等氣體帶至遠端。所以在中空纖維內沿長度方向氧氣的濃度(分壓)不是均勻分布的，並且由於進氣端氧氣流動速度最大，產生的湍流也最強，因而氧氣滲入水中的條件最有利。
根據以上分析，在氣路中加裝一個循環泵後得到了沿中空纖維全長均勻生長的生物膜。
污水處理試驗過程則是將裝置按流程裝配完畢之後接通氧氣，注入污水並加入活性污泥進行接種。為了加快生物膜的培養過程，在污水中還加入了用可濕性澱粉、肉汁和一些無機鹽組成的營養物質。經2周的培養，生物膜的厚度穩定在約為1.2mm左右，出水變清後停止添加營養物質，並讓生物膜在原污水中適應一周後開始測試。 1、去除有機物和SS，用本法處理污水前後BOD5、CODCr和SS的結果見表1。
表1中可以發現，本工藝對BOD5、CODCr和SS的去除率分別達到89.5%～92%、78.7%～83%和90%～94%。
2、出水中的原生動物。通過顯微鏡觀察，發現在出水端生物膜上有大量的草履蟲和游仆蟲。另外，出水中也可觀察到微小的水生生物游動。
3、脫除氨氮的效果。從試驗的26d開始測定進、出水的氨氮和亞硝酸鹽濃度(見表2)。由於本工藝的特點是生物膜幾乎不脫落，所以泥齡較長，且隨著泥齡的增長，硝化效果開始顯現出來。

⑧ 生物膜法的基本特徵

在污水處理構築物內設置微生物生長聚集的載體（一般稱填料），在充氧的條件下，微生物在填料表面聚附著形成生物膜，經過充氧(充氧裝置由水處理曝氣風機及曝氣器組成)的污水以一定的流速流過填料時，生物膜中的微生物吸收分解水中的有機物，使污水得到凈化，同時微生物也得到增殖，生物膜隨之增厚。當生物膜增長到一定厚度時，向生物膜內部擴散的氧受到限制，其表面仍是好氧狀態，而內層則會呈缺氧甚至厭氧狀態，並最終導致生物膜的脫落。隨後，填料表面還會繼續生長新的生物膜，周而復始，使污水得到凈化。
微生物在填料表面聚附著形成生物膜後，由於生物膜的吸附作用，其表面存在一層薄薄的水層，水層中的有機物已經被生物膜氧化分解，故水層中的有機物濃度濃度比進水要低得多，當廢水從生物膜表面流過時，有機物就會從運動著的廢水中轉移到附著在生物膜表面的水層中去，並進一步被生物膜所吸附，同時，空氣中的氧也經過廢水而進入生物膜水層並向內部轉移。
生物膜上的微生物在有溶解氧的條件下對有機物進行分解和機體本身進行新陳代謝，因此產生的二氧化碳等無機物又沿著相反的方向，即從生物膜經過附著水層轉移到流動的廢水中或空氣中去。這樣一來，出水的有機物含量減少，廢水得到了凈化。
在小規模分散型污水處理中大量使用生物膜污水處理工藝，比使用活性污泥工藝更有優勢，具體體現在：①微生物相方面，各種生物膜工藝中參與凈化反應的微生物多樣化，微生物的食物鏈較長，世代時間較長的微生物易於存活，在分段運行中每段都能夠形成優勢菌種;② 在處理工藝上，各種生物膜工藝對水質水量變化均有較強的適應性，污泥沉降性能良好、易於固液分離，能夠處理低濃度的污水，易於維護、節能。