生物膜-活性污泥處理城市污水的中試研究

鄭新 王平（,龍口市環境監察大隊 山東龍口 6570）

生物膜-活性污泥處理城市污水的中試研究

鄭新1王平2
（1,2龍口市環境監察大隊 山東龍口 265701）

在節能環保領域中，城市污水的處理多數采用活性污泥法，為了改善出水水質，需要在原工藝基礎上改造工藝，采用一種污泥齡短的強化生物膜與活性污泥相結合的新工藝，由于這是一個新的方向，因此需要在改造設計前進行實驗研究來觀察水處理效果。因此，改系統在去除污水化學需氧量和生化需氧量的同時，能有效地去除氨氮，總氮和總磷，實現節能環保的良好效果。

水力停留時間；生物膜；活性污泥；中試；節能環保

生物膜工藝處理城鎮污水出水水質好，生物膜法的原理是：生物膜生長的微生物分解和攝取污水中多種有機物，從而凈化水質。生物膜具有較大的比表面積，可大量分解和吸收廢水中的可溶性有機物，降低污水中有機物的濃度[1]。

1 生物膜-活性污泥復合工藝的概念及應用

傳統的活性污泥和生物膜法（MBR）是污水生物處理的兩個最主要工藝，但由于這兩種工藝都有一定的缺點，不能廣泛用于城鎮污水處理，因此，在現有活性污泥法法的基礎上，提高生物反應器中的活性，抑制了污泥膨脹，提高了系統運行的穩定性，這兩個應用程序的結合有重要意義[2]。生物膜活性污泥工藝是一種復雜的反應載體，即懸浮生長的活性污泥和生物膜共享廢水中有機物[3]。

2 實驗工藝裝置與動水實驗啟動

2.1 實驗方案及流程

環境微生物學中研究微生物生存的基礎是氣體、液體和固體三相。生物膜活性污泥工藝生物處理工藝是一項新技術，所以就需要進行試點測試，以檢查其操作，對污水處理廠進行改造，并在實驗中總結和積累經驗從而不斷改善實驗工藝，為未來的推廣和實施提供經驗。工藝流程圖如下圖1：

圖1 實驗工藝流程圖

2.2 實驗工藝和裝置

在這項研究中，采用活性污泥生物膜相結合的技術，設計生化需氧量負荷為0.15Kg/Kg·d，MLSS的濃度范圍1600-2200mg/L，空氣和水的體積比例為六比一到十比一之間，活性污泥回流比將達到百分之百。實驗裝置如圖：

本實驗的測試儀器由普通鋼板焊接而成，外尺寸為長12米，3米寬。設備一般分為四個部分：主要部分為活性污泥和生物膜復合處理池，其外尺寸為長六米寬三米，水深為三米，其有效容積為60立方米。

2.3 實驗啟動過程和現象觀察

實驗裝置開始運行，由復雜的生物處理裝置開始，第一個步驟是培養填料表面形成生物膜，俗稱掛膜，生物膜的形成有兩種方法，一種是自然的另一種是人工，當溫度適宜污水穩定時可采用自然法形成生物膜，當溫度低，水中有機質濃度不高時，要采用人工接種法掛膜。在形成生物膜的同時也要產生活性污泥。在生物膜產生后期觀察，如果觀察到有淡淡黃色的生物膜產生，并通過顯微鏡鏡檢發現有微型后生動物出現，這些現象標志著生物膜已經成功地產生。

3 實驗運行情況

3.1 復合工藝對懸浮物的處理效果

實驗運行初期進水懸浮物、出水懸浮物的最大值，最小值，平均值，中值情況見下表：

表1 運行初期進水、出水懸浮物情況表

實驗開始后運行初期進水懸浮物的最大值為368mg/L而出水懸浮物最大濃度為12.54mg/L，而隨著設備的運行，進水懸浮物濃度穩定在150～200mg/L之間。這時出水濃度基本穩定濃度在10mg/L左右。裝置穩定運行的出水懸浮物平均濃度為17.34mg/L，懸浮物的平均去除率為90%。達到了我國城鎮污水排放1級B的標準。

3.2 復合工藝對COD處理效果

實驗運行初期進水化學需氧量、出水化學需氧量的最大值，最小值，平均值，中值情況見下表：

表2 運行初期進水、出水化學需氧量情況表

實驗開始后運行初期進水化學需氧量的最大值為386mg/L，而出水化學需氧量最大濃度為47mg/L，而隨著設備的運行，進水化學需氧量濃度穩定在220～300mg/L之間。這時出水濃度基本穩定濃度在48mg/L左右。裝置穩定運行的出水懸浮物平均濃度為48mg/L，化學需氧量的平均去除率為85%。達到了我國城鎮污水排放1級B的標準。

3.3 提高效率，降低能耗。通過上述的分析可以看出，生物膜-活性污泥處理工藝可以使城市污水處理更為高效，剩余污泥量少，降低能耗，實現了中水回用的可持續發展。

4 結語

復合生物反應器的脫氮除磷試驗表明，裝置實現了一體化的脫氮除磷效果。這種生物膜-活性污泥處理工藝采用分離式水處理系統，活性污泥工藝中水力停留時間短，從而提高磷的去除效果。生物膜處理工藝過程中，延長水力停留時間，促進生物膜的生長和繁殖，硝化細菌得到增殖，促進生物膜硝化和反硝化增強了氨氮和總氮的去除效果。因此，改系統在去除污水化學需氧量和生化需氧量的同時，能有效地去除氨氮，總氮和總磷。

[1]沈耀良,王寶貞.廢水生物處理新技術一理論與應用.第2版〔M〕.北京:中國環境科學出版社,2006.

[2]丁永偉,王琳,王寶貞,等.活性污泥和生物膜復合/聯合工藝在污水處理廠技術改造中的應用[J].給水排水,2005,31(12):41-45.

[3]趙慶良,劉淑彥,王現.復合式生物膜反應器中生物膜量!厚度及活性[J1.哈爾濱建筑大學學報.1999,32(6):39-43.

鄭新（1983.3—）男，漢族，本科，山東龍口人，助理工程師，主要從事環境監察工作。