生物膜法在城市污水處理中的研究

李春光

中國電建市政建設集團有限公司 天津 300204

1 城市污水處理概述

我國水工業體系中，城市污水問題發展迅速，由于國家經濟水平的限制，導致部分污水處理技術無法有效實行。現今的城市污水主要劃分為居民生活用水以及企業工業用水，這兩部分的廢水都會經過下水道進行排放，生活污水與工業污水的融合稱為城市污水。城市污水處理起來具備一定的難度，步驟相對繁瑣。不僅需要將城市污水加工處理轉變為可重新利用的水資源，還需要將污水中存在的雜質進行過濾，并保障污水處理后的安全性，將所處理的污水進行二次加工，從而達到治理污水的基本要求，實現水資源的可持續利用。

2 膜生物反應技術概述

2.1 技術原理

膜生物反應技術在污水處理上有著重要的運用。膜生物反應的過程是實現膜的分離，分離的膜與其他組件生成生活的其他小單元，利用構建的生物單元實現多種排列組合，以達到生物分離目標，實現生物分離狀態。另外，沉淀池和反應器是技術運用的基礎，區別于傳統污水處理技術，膜生物反應污水處理更高效。整個反應過程是膜生物分離、結合的過程。此外，膜分離和結合過程就是篩分液體質量的過程，物質實現分離以及濃縮達到污水處理的目的。膜生物主要有過濾膜、超濾膜等，而過濾膜劃分膜的尺寸，根據膜的孔徑分離不同大小的顆粒，有效分離液體的大分子顆粒物質。

2.2 膜生物反應技術分類

通過對有關文獻研究以及結合實踐來看，按照反應器類型差別膜生物反應技術能分為萃取模生物、膜分離生物以及膜曝氣生物這三種類型。而在這種之中膜分離生物反應器最為特殊，它根據膜位置不同可以劃分成一體式和分體式兩種；同時根據氧份是否需要又可以分成厭氧與好氧兩種[1]。

2.3 膜生物反應技術優勢

膜生物反應技術屬于新型的污水處理技術，突破了傳統的污水處理技術，在污水處理上發揮著較大的優勢，在對污水的雜質有著很好的分離效果，達到沉淀物與水體分離狀態。雖然傳統的處理技術也能實現雜質和水的分離，但該技術的分離功能具有獨立性，不受到過濾和沉淀系統的影響。該技術還能為高濃度污水選擇恰當地污水處理狀態，根據污水容積系統選擇契合地分離環節。膜生物反應技術系統性能更強，系統運行效率高且安全，優良的系統性能有著強有力的負荷能，污水處理運用在工業污水方面，高效地裝置和現代化科技的環境提高了生物機能，污水處理有著明顯的處理優勢。工業污水處理反應池里主要是高濃度的有機廢水，工業廢水的懸浮物顆粒大，污質層次鮮明，運用膜生物反應技術對其進行污質深度分離，縮小分割大顆粒的懸浮物，改善水質，強化了含大分子物質的水質處理效果。生物膜腔體在水中起到了減緩水流的作用，連接水槽后更能對水流減速，有利于雜質的沉淀，以及微生物深度分離于水。

3 生物膜法的效率

3.1 生物膜法的工藝流程

生物膜法與活性污泥法可以溶解有機污染物。微生物在濾料上不斷繁殖，當數量達到一定數量，就形成生物膜。生物膜上附著微生物，使其吸附和降解有機污染物的效率提高，達到凈化作用。微生物在濾料上增長，生物膜厚度變大，將氧氣隔絕，生物膜內部形成厭氧環境。生物膜法工藝由生物濾池工藝、生物轉盤工藝、生物接觸氧化法工藝、生物流化床法工藝等組成。生物濾池是由鵝卵石或塑料等填料組成的處理結構。污水與填料表面附著的微生物膜接觸，在污水凈化中起到一定的作用。生物濾池是根據土壤自凈原理，由之前的間歇砂濾池和接觸濾池的研究發展而來的人工生物處理技術。生物轉盤是一種生物處理結構，由一個水槽和一個部分浸在污水中的旋轉圓盤組成。污水在沉淀池中經過一次處理后，采用生物膜法處理。生物膜上的微生物以補給的形式吸附污水中的有機污染物，使污水得到凈化。在生物接觸氧化過程中，微生物所需的氧氣主要通過曝氣風機和曝氣器提供。當生物膜的厚度達到較大程度時，填料上的微生物會因缺氧死亡，然后脫落。通過沖洗生物膜脫落的微生物，新生物膜可以取代死亡的老生物膜。然后，掉落下來的生物膜將隨沖洗水沖入污水池，使污水得到凈化。生物流化床是生物膜法最快捷、最有效的處理工藝。污水自上而下流過砂床，使載體呈流動狀態，使單位時間內生物膜與污水的接觸面積變大，充分供氧時間增多，提高污水處理效果[2]。

3.2 生物膜法脫氮工藝

水中的氮含量過高會導致植物快速生長，加劇水體富營養化，影響動植物的正常生長。因此，脫氮工藝具有重要作用，人們要采取有效措施來控制水體的氮含量。在生物膜法中，脫氮工藝是指有機氮與氨氮經過氨化、硝化和反硝化的作用，轉化成氨氣釋放到空氣中。要想進一步完善生物膜法脫氮工藝，提升生物脫氮效果，人們就要保證溶解氧濃度、pH值和反應溫度在適宜的范圍[3]。

3.3 生物膜法對重金屬的去除效果

在工業生產中，含有重金屬的污水一旦未經處理而隨意排放，不僅會污染土壤，還會污染地表水和地下水，影響水生物生長和人體健康。利用生物膜法去除水中重金屬時，其去除效果主要取決于生物膜對重金屬的吸附效率。人們要不斷改進生物膜法，逐步增強生物膜的重金屬吸附能力，展現其應用價值。

4 結語

生物膜法最開始運用在工業廢水處理中，人們不斷研究曝氣生物濾池工藝和高負荷生物濾池工藝。現階段，諸多城市面臨淡水資源短缺的難題，促使城市生活污水處理變得十分重要。隨著城市生活污水中的氮、磷含量急劇增加，傳統的活性污泥法難以實現與時俱進，其處理效果明顯下降。生物膜法逐漸在城市污水處理中占據主導地位，相關技術人員給予高度重視，持續加強對該技術的改進，其前景一片大好。綜上所述，以上內容就是對生物膜法在城市污水處理中運用的論述。