生物膜工艺

生物膜工艺（通用9篇）

生物膜工艺 篇1

到2008年为止, 我国城市污水处理率已经可以达到66%, 但是化学需氧量 (COD) 和NH3-N的排放量分别高达1320.7万吨、127.0万吨, 数量还是非常的惊人。因此, 城市生活废水的污染问题已经非常严峻, 人们必须重视这个问题了。近年来城市生活废水的排放量呈现出逐年增加的趋势, 生活废水己然成为水体污染的最大源头[1]。本文根据城市生活废水处理工艺发展趋势, 介绍了生物膜工艺在处理生活废水中的应用。

1 生物膜处理生活废水的原理

生物膜处理是一种高级除磷脱氮的好氧生物处理工艺, 属于生化处理中的一类。生物膜处理是利用生物所形成的固膜对水中的有机物和胶体物质进行生化处理。具体工艺过程如下:原水-初次沉淀池-生物膜-二次沉淀池-出水。

生物膜是一种拥有蓬松絮状结构, 表面积大且微孔多的微生物生长载体。因为具有很强的吸附能力, 将废水中的有机污染物都吸附在膜上, 而这些有机物将成为膜上的微生物的养料。等到一定时间时生物膜将会脱落, 然后进入废水中, 接着会在二次沉淀池中沉降下来成为污泥, 达到处理生活废水的目的。如有机物含量比较高, 生物膜中的微生物不及氧化分解, 这样形成的污泥不稳定, 需要进行再次处理。

2 生物膜法在水处理应用中分类

废水的生物膜处理法, 简称生物膜法, 其中的微生物处于附着生长状态。生物膜就是一种膜状生物性污泥, 它为微生物、原生动物、后生动物等提供生长的环境。生物膜法大致可以分为生物滤池法、生物接触氧化法、生物转盘法、生物流化床法等四种方法。

2.1 生物滤池法

1893年英国的科贝特 (Cobrett) 创建了世界上第一个洒滴滤池。洒滴滤池的工作原理是, 在放入的固体滤料表面会由于洒滴形成一种生物膜。这种生物膜形成后, 将废水中的有机污染物都吸附在膜上, 而这些有机物将成为膜上的微生物的养料, 从而使废水得到净化。

2.2 生物接触氧化法

生物接触氧化法[2]也可以叫做浸没式生物滤池, 目前在化工行业、纺织印染行业、制药行业、生活等废水方面的应用已经比较广泛。生物接触氧化法的具体操作是在池内放置填料, 而且填料的将会长满生物膜, 只要生物膜与废水接触, 就可以将废水中的有机污染物都吸附在膜上, 而这些有机物将成为膜上的微生物的养料。这样就消耗了废水中的有机物, 从而使废水得以在微生物的作用下得到净化。

2.3 生物转盘法

生物转盘是1960年德国的哈特曼 (Hartlnnna) 等人研制的一种生物膜废水处理技术。生物转盘[3]的主体是一种同轴等间距的多组圆盘片构成的转体, 盘片上有生物膜。当转盘开始转的时候, 一半与废水相接触吸附有机污染物, 一半与空气接触进行充氧, 从而废水得以在微生物的作用下得到净化。由于生物转盘自身条件限制, 它的使用的并不十分广泛。

2.4 生物流化床法

流化床本来是应用在化学工程领域的一种技术, 但是人们将流化床技术应用到废水处理过程中, 就逐渐形成了废水的生物流化床处理法[4]。生物流化床处理法是以纯氧空气为氧源的, 因此广泛应用在处理工业废水和城市废水中。我国的一些科研单位和高校也对生物流化床进行了广泛研究并取得了较好的结果。生物流化床由于设备和技术的问题还没有完全解决, 因此在国内目前应用较少。

3 生物膜工艺处理生活废水的优势

生物膜法进行生活废水的处理, 与现在的常规工艺相比有很多的优势。这种方法将会是国内外城市生活废水处理工艺发展的主要趋势, 而且非常符合我国的国情。因此, 生物膜是法一种有很好应用前景的废水处理工艺。

生物膜法在生活废水处理方面有很大的优势, 尤其适合城市中各个小区的废水处理。因为生物膜法处理低浓度城市生活废水非常有效。而且与别的方法例如活性污泥法相比产生的污泥量少很多。具体生物膜法产生的剩余污泥较活性污泥法少将近1/4, 这是非常大的量。这样就非常有利于剩余污泥的处置。因此, 生物膜法对于生活废水尤其是小区生活废水的回收利用贡献是非常大的。生物膜法将是影响解决我国水资源匮乏问题的一个关键因素。

生物膜法因为能很好的同步硝化反硝化脱氮, 可以节省一部分能耗和部分技术经济成本。生物膜法还可以减少一些建筑物的数量, 简化废水处理工艺流程及运行维护成本, 同时还能减少占地面积及征地用。生物膜法在去除COD和NH3-N方面也有很大的优势, 可以在一定程度上缓解水体富营养化。生物膜法反硝化脱氮时能节约30%的碳源, 减少一些污泥回流量或者能够直接不需要污泥回流设备, 降低了很多能耗以及设备运行的成本。

4 结语

生物膜法在处理废水中的应用主要有生物滤池法、生物接触氧化法、生物转盘法、生物流化床法等四种。生物膜工艺处理生活废水有很多优势, 如微生物的存活时间较长、具有较强的抗击能力、对低浓度的废水具有较好的处理效果、产泥量少、成本低、操作简单等。

摘要：根据目前城市生活废水生物膜处理工艺, 介绍了生物膜处理生活废水的原理, 几种重要的生物膜法在处理生活废水中的应用以及生物膜工艺处理生活废水有优势。

关键词：生物膜,生活废水,优势

参考文献

[1]易绿云.生物膜工艺处理生活废水研究及其微生物群落多样性分析[D].广东:华南理工大学, 2010.

[2]梁增强, 李昌科, 吴沛, 等.生物接触氧化法在陕西省内医院废水处理中的应用[J].西南给排水, 2008, 30 (3) :25-28.

[3]陈志强, 李芳, 杨越, 等.网状生物转盘处理污水的实验研究[J].哈尔滨工业大学学报, 2006, 38 (12) :2077-2080.

[4]李平, 吴海珍, 韦朝海.生物流化床反应器生物膜特性研究进展.环境污染治理技术与设备.2002, 3 (9) :75-79.

生物膜工艺 篇2

厌氧生物膜序批式反应器新工艺

本文论述了ASBR的.改进工艺,厌氧生物膜序批式反应器(ABSBR)新工艺的研究现状,设计构想,工艺原理及优点,展望了ABSBR新工艺在我国现有国情下研究开发的意义.

作 者：吴速英 叶雪均 WU Su-ying Ye Xue-jun 作者单位：江西理工大学,材料化学学院,江西,赣州,341000刊 名：水处理技术 ISTIC PKU英文刊名：TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT年，卷(期)：31(8)分类号：X703关键词：ABSBR ASBR 生物膜 厌氧

生物膜工艺 篇3

1 试验材料、主要设备

1.1 填料

本研究采用竹炭为填料, 填充率为12%, 粒径选择10~20目, 20~30目两种类型。

实验表明, 竹炭对污水中的色度、浊度、有机磷、二氯酚等污染物有显著的净化和吸附效果。微生物不仅可以布满竹炭表面, 而且可以渗透到竹炭内部孔隙, 这样既发挥生物降解作用, 也保证了竹炭的孔隙不被污染物堵塞, 发挥出持久的吸附和降解作用[2]。

1.2 主要设备

本实验反应器采用升流式设计, 空气和污水均由反应器底部进入, 顶部流出。实验装置见图1。

2 试验内容、结果与分析

2.1 挂膜

本实验采用按照设计负荷进行连续进水的启动方式, 在设计流速的条件下进行连续流培养[3]。

具体操作:将大块竹炭敲碎, 筛选出足量10~20目和20~30目的竹炭, 再将其分别放于盆中浸泡3日, 直到竹炭下沉, 不再漂浮。挂膜开始之前先测量反应器的有效容积, 直径为10cm, 高度为28cm, 计算出填料投放的体积, 再将浸泡好的竹炭投入反应器, 加适量水。紧接着开始挂膜, 称取10g菌粉溶于反应器后, 闷曝24h, 保持气水比在36.4∶1左右, 使微生物恢复活性。

装满水后用配置的营养液按照1.54L/h的流量对其进行挂膜培养直至稳定运行为止。本组实验数据条件为进水COD=200mg/L、水温18℃左右、气水比86:1、HRT为3h, 是以下讨论的基本条件。

2.2 对COD的去除效果

在进水浓度为200mg/L的条件下, 粒径为20~30目的去除COD效果比粒径为10~20目的要好。在粒径为20~30目的情况下, 处理COD=200mg/L浓度废水时有很好的效果, 出水COD达到了城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002) 的一级A类标准。

2.3 对氨氮的去除效果

在进水浓度为200mg/L的条件下, 粒径为20~30目的氨氮去除效果优于粒径为10~20目, 其出水氨氮浓度达到了城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002) 一级B类标准 (8mg/L) 。

2.4 对总氮的去除效果:

在进水浓度为200mg/L的情况下, 粒径20~30目对总氮的去除效果好于粒径为10~20目。

2.5 对总磷的去除效果

在进水浓度为200mg/L的情况下, 粒径为20~30目对总磷平均去除率高于粒径为10~20目。

3 结论

3.1 对COD的去除效果:

在粒径为20~30目时具有更好的处理能力, 主要原因是填料粒径变小, 填料的比表面积增大, 能够附着更多微生物分解废水中的有机物质, 从而提高了系统的处理能力。可见, 粒径的大小是影响COD去除的关键因素之一。要提高系统的去除能力, 可以选用粒径较小的填料。

3.2 对氨氮的去除效果:

粒径为20~30目对氨氮的去除能力比粒径为10~20目的要高, 即随着粒径变小, 去除率上升, 但上升幅度不大。主要原因是20~30目的粒径上生物膜形成时间较短, 硝化菌在数量上的优势还不明显, 对硝化过程影响不大。

3.3 对总氮的去除效果:

粒径20~30目对总氮的去除效果好于粒径为10~20目。主要原因是填料粒径变小, 填料的比表面积增大, 能够附着更多的硝化菌和反硝化菌, 加快了脱氮速率, 从而提高了系统对总氮的处理能力。

3.4 对总磷的去除效果:

粒径为20~30目对总磷平均去除率较高, 说明填料粒径越小, 对总磷的去除效果越好。

参考文献

[1]高艳玲.悬浮载体生物流化床反应器脱氮试验研究[D].哈尔滨工业大学博士学位论文, 2007:102.

[2]张齐生, 周建斌.竹炭的神奇功能人类的健康卫士[J].林产工业, 2007, 34 (1) :3-8.

生物膜工艺 篇4

湿式氧化、微电解和膜生物反应器组合工艺处理杀菌剂废水

摘要：杀菌剂生产废水含有大量有机物和无机盐,特别合有异噻唑啉酮和硫化物,对生化细菌有强的抑制和毒害作用,且BOD5/CODCr值较小,废水采用传统生化处理工艺无法进行.而采用湿武氧化、微电解和膜生物反应器组合工艺建成的废水处理工程,运行良好,出水各项指标达到国家排放标准.作 者：韩卫清 周刚 王连军 孙秀云 李健生 作者单位：南京理工大学化工学院,南京,210094期 刊：环境工程 ISTICPKU Journal：ENVIRONMENTAL ENGINEERING年，卷(期)：,25(2)分类号：X7关键词：氧化 微电解 膜生物反应器 异噻唑啉酮 硫化物

生物膜工艺 篇5

关键词：污水处理,A2/O型膜生物反应器(MBR),工程设计,中空纤维膜

膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与传统活性污泥法有机结合而成的新型工艺。A2/O工艺具有除碳和脱氮除磷的作用。结合上述两种工艺的A2/O型MBR工艺,可进一步拓展MBR的应用范围,使MBR在城市污水深度处理中得到更广泛的应用。

为此,在上海市吴淞水质净化厂进行的处理规模为20 m3/d的A2/O型MBR工艺的中试试验(2008年11月20日~2009年3月30日)基础上,总结了A2/O型MBR的设计参数和计算方法。

1 试验流程与方法

1.1 试验流程

工艺流程见图1。

试验用水为该厂的格栅井出水。其化学需氧量(CODcr)、5 d生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和悬浮固体浓度(SS)的平均值分别为490、191、39、76、6.3、152 mg/L。该工艺中设置了两个回流:回流污泥(回流比1∶1)从MBR池回流至厌氧池,目的是实现厌氧释磷;硝化液(回流比3∶1)从MBR池回流至缺氧池,目的是实现反硝化脱氮。

1.2 膜组件

试验在MBR池内安置了两支独立的旭化成化学株式会社的UNA-620A中空纤维微滤膜组件。材质为聚偏氟乙烯(PVDF);工作方式为外压式;公称孔径为0.1μm;单支膜面积为17.5 m2(原厂型号为25 m2,为适应试验要求改为17.5 m 2);膜组件尺寸为φ0.15 mm×1.4 m。

1.3 操作条件

本试验接种二沉池的污泥。污泥质量浓度(MLSS)为6 000~7 000 mg/L,2008年11月20日~2009年3月30日期间的试验基本运行参数见表1。

1.4 分析方法

试验测定项目包括CODcr、BOD5、NH3-N、TN、TP、SS、浊度、色度和粪大肠菌群数等。测定均采用标准方法[1]。

2 试验结果

表2为试验的运行结果,其中2008年11月20日~2008年12月31日的检测频率为1次/d,而2009年01月01日~2009年03月30日的检测频率为0.33次/d。

由表2可知,A2/O型MBR工艺运行稳定,抗冲击负荷能力强。系统对污染物处理效果好,出水各项指标优于国家一级A的排放标准,强化了脱氮除磷效果,出水平均TN和TP分别为5.2 mg/L和0.4 mg/L。

3 工程计算

在中试基础上,总结了设计参数和计算方法,对处理规模为30 000 m3/d(水温12℃)的A2/O型MBR工艺进行了概念设计[2]。

3.1 设计条件

参考上海市吴淞水质净化厂的进水水质,设定了进水指标,出水要求达到国家一级A的排放标准,根据处理规模,可得污染物削减负荷量。具体见表3。

3.2 反应池容积与水力停留时间

具体参数见表4。

3.3 容积负荷与污泥负荷

设MLSS为8 000 mg/L,容积负荷和污泥负荷见表5。

污泥经生化需氧量BOD5处理后的污泥负荷满足0.05~0.10 kg/(kg·d)的要求。

3.4 污泥回流比

不同污泥回流比下TN去除效率对比见表6。由表6可知,当污泥回流比为3∶1时,出水TN质量浓度为12.5 mg/L,满足出水指标要求。如脱氮要求更高时,需增大污泥回流比。反之,进水TN指标降低,达到同等的去除效果,回流比可减小。

3.5 膜通量

膜生物反应池采用过滤9 min,反冲洗1 min的运行方式,如图2所示。

1)平均膜通量

式中:为平均膜通量,m3/(m2·d);Q为进水流量,m3/d;S为膜面积,m2。

2)运行膜通量

式中:Ff为运行膜通量,m3/(m2·d)。

根据式(1)和式(2),膜通量见表7。

3.6 曝气量

1)好氧池曝气量:

式中:m(O)为好氧池曝气量,kg/d;ρB为进水BOD5浓度,kg/m3;Q为进水流量,m3/d;ρW为污泥浓度,kg/m3;V为好氧池容积,m3;ρN为进水TN浓度,kg/m3;mot为反硝化的硝酸盐量,kg/d。

根据式(3),好氧池需氧量见表8。

设氧气的溶解率为15%,按1 kg氧气换算成体积为0.277 m3计,则好氧池曝气量:即214.5 m3/min。

2)膜曝气量:通常膜曝气量按5~7 m3/(h·支)计算。单位流量下的膜曝气量见表9。气水比N按式(4)计算。

式中:A为膜曝气量,m3/h;Q为进水流量,m3/h。

一般膜生物反应器实际气水比为20:1左右。由于旭化成的膜组件采用限制曝气技术,所以曝气量小于普通膜曝气量。该措施不仅有效避免了从MBR池回流至厌氧池的污泥所含溶解氧对厌氧系统的冲击,还可节约能耗、降低运行费用。

3)总曝气量为好氧池曝气量和膜曝气量之和,故为512.8 m3/min。

3.7 排泥量

排泥量按式(5)计算:

式中:m排泥量为每天排泥质量,kg/d;64%为传统工艺产泥量的减量经验数据。计算结果见表10。

设排泥浓度为10 000 mg/L,则每天的排泥体积为345.6 m3。

3.8 总污泥龄

式中:tW为总污泥龄,d;V为总污泥池容积,m3;ρW为污泥浓度,kg/m3;mWT为排泥量,kg/d。

总污泥池容积为11 625 m3,则总污泥龄:约34 d。4运行费用

4 运行费用

参照中试的实际运行费用,处理规模为30 000 m3/d时,A2/O型MBR工艺的运行费用计算如下。

1)电费见表11。设备利用率约为70%,电费单价为0.68元/k Wh计,则年度电费为:33 216.9×0.7×0.68×365=577万元/a。

2)药剂费见表12。其中在线清洗(EFM)的频率为1次/7 d,浸润清洗(CIP)的频率为0.5次/a。

3)年经营成本见表13。可以核算出单位经营成本为:元/m3,低于其他同类工艺。

5 结语

1)A2/O型MBR工艺实现了除碳和脱氮除磷的功效。中试时水力停留时间为9.6 h,泥龄为38 h,出水水质稳定、优良,达到或优于国家一级A排放标准。

2)参照试验时实际运行条件,折算为30 000 m3/d规模的A2/O型MBR处理工艺的单位经营成本为0.84元/m3。该费用低于其他同类工艺单位经营成本(约1元/m3)。

参考文献

[1]国家环保总局.水和废水监测分析方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社,2002.

生物膜工艺 篇6

XX医药生产企业拥有抗生素、合成药、中药、保健药、兽用药等系列产品, 具有年生产两千余吨土霉素、链霉素、新霉素、庆大霉素等抗生素原料药、3亿支水针剂、1亿支粉针剂、15亿片剂、1亿粒胶囊、冲剂及制药机械120多个品种的生产能力, 是国家重点抗生素药品生产基地。

二、抗生素生产废水来源

生物发酵类抗生素生产工艺流程如下:

菌种→孢子制备→种子制备→发酵过程→发酵液→预处理及过滤→提取过程→精制过程→成品检验→成品分包装→出厂检验

一般说从菌种到发酵属于“生物合成”, 即发酵;从发酵液预处理到精制则属于“化学工程”, 即提炼。抗生素生产的发酵、分离、提取和精制等过程都产生高浓度的有机废水[1]。

抗生素生产废水主要包括以下几个部分:

1. 高浓度废水

高浓度废水包括提取废水、发酵废液。提取废水是指经提取有用物质后的发酵残液, 所以有时也叫发酵废水, 含有大量未被利用的有机组分及其分解产物, 如果不含有最终产品, BOD5一般在1500—13000mg/L之间。

2. 洗涤废水

洗涤废水来源于发酵罐的洗涤、分离机的清洗和其他清洗工段及清洗地面等。水质一般与提取废水 (发酵残液) 相似, 但浓度低, 一般CODCr在500—2500mg/L、BOD5在200—1500mg/L。

3. 其他废水

抗生素制药厂大多有冷却水排放, 一般污染物浓度不大, 可直接排放。有些制药厂还有酸、碱废水, 经简单中和后可达标排放。

三、抗生素废水的水质特征

抗生素废水因品种交替, 生产计划变更或生产事故以及提取生产本身分批操作等原因, 废水的水质、水量随时间的变化很难控制, 造成废水水量、水质波动较大。影响该类废水处理的主要水质特征如下:

1. CODCr浓度高

CODCr浓度高达3000—80000mg/L, 主要为发酵残余基质及营养物、溶媒提取过程的萃取余液、经溶媒回收后排出的蒸馏釜残液、离子交换过程排出的吸附废液、水中不溶性抗生素的发酵过滤液以及染菌倒罐废液等。

2. SS浓度高

废水中SS浓度高达500—25000mg/L, 主要为发酵的残余培养基质和发酵产生的微生物丝菌体。

3. 难降解

废水中含有微生物难以降解甚至对微生物有抑制作用的物质。发酵或提取过程中因生产需要投加的有机或无机盐类, 如破乳剂PPB (十二烷基溴化吡啶) 、消泡剂泡敌 (聚氧乙烯丙乙烯甘油醚) 以及黄血盐 (K4[Fe (CN) 6·H20]) 、草酸盐及生产过程中排放的残余溶媒 (甲醛、甲酚、乙酸乙酯等) 和残余抗生素及其降解物等, 在废水中这些物质达到一定浓度会对微生物产生抑制作用。

4. 硫酸盐浓度高

如链霉素废水中硫酸盐含量为3000mg/L左右, 最高可达5500mg/L, 青霉素废水为5000mg/L以上。

5. 水质成份复杂

废水中含有中间代谢产物、表面活性剂和提取分离中残留的高浓度酸、碱和有机溶剂等原料, 成份复杂, 易引起p H波动, 影响生化处理效果。

四、企业生产废水状况

生产废水水质水量如下所示:

备注:生产排放废水中90%为抗生素生产废水, 10%为制剂生产排放水。年平均水温为15摄氏度。

已建成一座日处理能力为6000吨的制药废水处理站, 废水经酸化调节池, SBR工艺池 (6个单体, 总池容6900立方米) , 接触氧化池 (3个单体, 总池容1200立方米) , 气浮工序处理后排放, 但由于经过SBR工序后废水生化比下降至0.2左右, 故造成接触氧化池挂膜困难, 处于闲置状态。工艺流程缩短后, 排放废水只可达到《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 中的二级排放标准。

SBR池排放出水年均指标如下:

五、工艺运用

为达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》 (GB21903-2008) 排放, 企业采用挪威安能国际的流动床TM (MBBRTM) 生物膜工艺对接触氧化工艺进行了改造。

1. MBBR工艺简介

流动床TM生物膜工艺运用生物膜法的基本原理, 充分利用了活性污泥法的优点, 又克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点。技术关键在于研究和开发了比重接近于水, 轻微搅拌下易于随水自由运动的生物填料。生物填料具有有效表面积大, 适合微生物吸附生长的特点[2]。填料的结构以具有受保护的可供微生物生长的内表面积为特征。当曝气充氧时, 空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来, 当气流穿过水流和填料的空隙时又被填料阻滞, 并被分割成小气泡。在这样的过程中, 填料被充分地搅拌并与水流混合, 而空气流又被充分地分割成细小的气泡, 增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。

2. 改造后工艺流程简述

MBBR池:改造池池容800立方米, 日处理量6000吨生产废水, 投加安能国际的K3型填料400立方米;新增L41LD、30KW风机三台;安装卡能士曝气系统和出水装置;

主要工艺参数:

——BOD5面积负荷:5g/m2·d

——气水比:5.5:1

3. MBBR生物膜的培养

根据流动床生物膜的特点, 在一定温度 (不低于15℃) 和满足DO (DO:5mg/L) 的前提下, 进行生物膜的培养工作。

(1) 初期生物培养

采用连续挂膜法进行系统挂膜, 即将原工艺SBR段的泥水混合液排入生物流化床系统, 循环1-2次后即连续进水, 并使进水量逐步增大。这种挂膜法由于营养物供应相对较好, 只要控制挂膜液的流速, 即可保证微生物的吸附。待挂膜后再逐步提高水力负荷至满负荷[2]。

为能尽量缩短挂膜时间, 以监测数据为依据, 按需投加了一定量的氮肥及磷肥, 保证C:N:P比在100:5:1, 并通过调整SBR工艺段, 保证进水CODCr稳定在700mg/L左右同时。

在挂膜过程中, 采用镜检方式观察到在挂膜初期附着在载体上是单个的累枝虫和钟虫, 而菌胶团附着量很少。这个时期由于菌胶团与载体之间相合力较弱, 附着上的菌胶团容易再次被冲离载体表面[4]。

(2) 后期生物培养

在接种已完成的情况下, 结合水质状况调整了进水量、及营养比, 逐步培养出了一定数量的菌体。采用镜检方式观察到生物相的变化为:生物膜逐步成熟, 轮廓较为平滑;在生物膜生长的成熟期还观察到有轮虫、线虫等较高等的微型生物存在。原生动物以生物膜上的微型生物或细菌为食, 具有松散生物膜, 抑制生物膜的过度增厚, 促进生物脱落等功能, 可使生物膜不断更新, 经常保持良好的活性和净化功能。此时形成的成熟生物膜密实、淡黄色、透明[3]。

(3) 数据分析

(4) 运行中的问题及其排除

通过调试期的实际工作, 确定运行不稳定与上表所列的因素有关并提出以下解决办法:

A、p H/碱度:PH值太高或太低都会抑制微生物的活性。当PH值回到正常后, 通常需要几天才能回到正常的处理效果。

B、溶解氧浓度 (DO) :溶解氧浓度对有机物和氨氮的去除都很重要。

C、营养:营养物 (氮和磷) 的浓度很重要。

D、毒性:抑制物的类型和浓度决定抑制的程度。多数抑制物来源于工业污水。如果怀疑有抑制物情况, 应该进行彻底的检测。

E、机械问题:机械问题会以多种方式导致工艺的不稳定运行, 应建立定期检查制度。

F、污水水质及组成:污水成分会随时间而变化。如果运行不稳定不是以上原因所致, 应该检查污水的成分是否与设计时不同。

(5) 技改工程结果

经过近两个月的工艺调试, 企业排放废水COD值达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》 (GB21903-2008) 标准, 即COD-cr≤100mg/L, 生物流化床工艺段COD的去除率在75%左右。

出水年均指标如下:

结论

1.抗生素废水的水质特征复杂, 主要有CODCr浓度高、SS浓度高、难降解、硫酸盐浓度高、水质成份复杂等特点。抗生素废水的这些复杂特征也相应地增加了的其处理的难度, 提高了其处理工艺技术的选择要求。

2.MBBR反应器具有推流反应器和完全混合反应器的特征, 这种接触反应流态使反应器中微生物分级明显, 有利于形成高级种群、种属的微生物, 又能强化污染物、生物膜、溶解氧之间的传质并使微生物不断更新维持较高的活性。

3.SBR+MBBR工艺, 对于处理抗生素废水具有相对显著的处理效果, COD设计去除率高达90%以上, 出水水质可以达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》 (GB21903-2008) , 企业排放废水实现达标排放。

摘要：随着《发酵类制药工业水污染物排放标准》 (GB21903-2008) 的颁布实施, XX抗生素制药厂在其污水处理系统升级改造过程中, 将接触氧化工艺改造成MBBR工艺, 采用SBR+MBBR联用的工艺, 获得了较好的处理效果, 实现达标排放。

关键词：流化床,生物膜,污水处理

参考文献

[1]俞文和主编.新编抗生素工艺学[M].中国建材工业出版社, 1996年9月.

[2]谢冰, 徐亚同编著.废水生物处理原理和方法[M].中国轻工业出版社, 2008年5月.

[3]周平, 钱易.内循环生物流化床反应器的理论分析[J]环境科学, 1995, 16 (2) :88-90.

[4]黄晓东, 于达丰、王占生, 等受污染珠江水源水的生物处理事宜研究[J].给水排水, 1998. (7) :35-37.

曝气生物滤池生物膜挂膜研究 篇7

关键词：曝气生物滤池,挂膜

1 挂膜试验

生物膜是曝气生物滤池的核心, 挂膜时间的长短、生物膜的附着程度及生长情况直接影响其处理效能和实际工程费用, 采用合适的挂膜方法来启动曝气生物滤池, 具有重要的科学和实际意义。本试验采用复合式接种挂膜的方法启动曝气生物滤池。

2 试验装置

试验装置采用两个升流式曝气生物滤柱串联, 按水流经滤柱的先后次序分别为一、二级滤柱, 柱高均为2000mm, 内径150mm。滤柱内填有片状陶粒滤料。

3 试验过程

两级装置在启动期间日平均气温在3-12℃, 平均水温为20℃, p H值在6.8-9.8。每天进行水质监测并做好记录。在本次研究中, 认为污染物去除率达到60%就可以看成启动基本完成。挂膜阶段历时8天到3月24号结束。两滤柱采用两种不同的挂膜工艺。

本试验的挂膜方式采用复合式接种挂膜的方式, 是自然挂膜与接种挂膜的结合, 1#滤柱挂膜过程:取污水处理厂的二沉池回流污泥, 浓度为10g/L, 取2L灌入实验柱1#内进行曝气, 闷曝24h后, 将污泥排掉, 此操作连续进行8次。在此期间, 每天进该厂初沉池出水, 并曝气运行2h, 曝气量50L/h。2#滤柱挂膜步骤:将浓度为10g/L污泥浓度稀释到100mg/L灌入实验柱2#内, 量取体积约为实验柱2#总体积的1/2, 再将初沉池污水灌满滤柱, 静止曝气48h, 曝气量50L/h, 排空液体, 完成一次试验过程, 重复运行4次。

4 试验结果及分析

4.1挂膜阶段两滤柱生物膜的生长情况

在挂膜初期滤料表面有粘稠性物质产生, 到第10天滤柱的陶粒上附着一层灰白色生物膜。1#柱可以很明显的观察到, 2#柱的生物膜1#生长较差。挂膜阶段结束以后, 镜检发现, 1#、2#滤柱陶粒上均生长有生物膜, 菌胶团细菌是生物膜的主体, 边缘有丝状菌、藻类, 并有大量原生、后生动物。试验滤柱中均存在种群丰富、结构完整、功能稳定的生态系统。

4.1.1各柱对COD的去除情况分析

(1) 1#柱对COD的去除情况

挂膜期间曝气生物滤池1#滤柱中COD质量浓度及去除率变化情况表

(2) 2#柱对COD的去除情况

挂膜期间曝气生物滤池2#滤柱中COD质量浓度及去除率变化情况表

1#、2#滤柱对COD的平均去除率依次为67.36%、44.94%, 这说明1#滤柱在好氧异氧菌的生长方面相当明显要好于2#滤柱。采用稀释后的污泥接种滤料上生长的生物膜明显没有采用原污泥方式下生长的好, 宏观表现在对污染物的去除能力上。

5 结语

清污高手——人造生物膜 篇8

清污高手—人造生物膜适用于污染水环境原位生态修复，工、农业生产过程中的污水处理、养殖污水处理、制药废水处理等，应用效果良好。

其特点是：1)产品安全、高效、可重复使用、不为其它生物所吞噬等特点，在水环境治理和净化中独具优势;2)剂型多、可规模化生产、应用范围广泛：现有膜片型、颗粒型和微囊型3种基本剂型。可用于流动水体和底质治理，也可与不同类型的水处理设备;也可针对不同治理对象的特点，组装不同的的菌株，应用范围广泛。3)适用于污染水体、富营养化水体原位生态修复：可节省大量基建投资，对周边景观无不良影响;在景观水体的治理和维护中，还可将净化与美化相结合进行。4)应用人造生物膜可实现污水处理厂污泥零排放，削减现存剩余污泥：污水处理过程中的污泥膨胀、污泥产量大、处理难度和费用都高，是国内外普遍存在的难题。人造生物膜是解决此问题可行的新技术。5)抗逆性强：人造生物膜对有毒、抑制物质的均有较强的耐受性，可用于制药、制革等难度大的废水治理。

生物膜生成及生物反应器功能分析 篇9

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]。 (3) 为控制管网中细菌的生长, 出厂水通常经过加氯消毒, 但在管网输送过程中, 由于消毒效果下降, 部分受伤细菌获得营养后自我修复重新生长, 导致饮用水水质变坏。

2 生物膜中微生物生长的影响因素

(1) 水温:水温是影响生物膜生长的主要因素之一, 实验表明, 过高和过低的温度都会抑制细菌的活性, 同时, 由于管网中细菌种类繁多, 适宜的温度较难确定, 但相对来说, 温水中的细菌比冷水中的细菌生长速度会快一些。 (2) 营养物质:营养物质会在管壁的表面富集, 为微生物的生长提供生物膜载体, 提供有机物和充足的磷、铵等[5]。 (3) 管材:管材对生物膜的生长影响很大。实验表明, 作为微生物的栖息地, 在生物膜形成之初, 表面粗糙的管壁更有利于生物的附着, 在生物膜成熟之后, 这种影响逐渐减小。另外, 铁管相对于PVC管, 由于更容易被腐蚀以致变粗糙, 铁管中的微生物数量往往超过PVC管[6]。 (4) 水流速度:管网中的水流直接与生物膜接触, 是影响生物膜中微生物活性的重要因素。管网中水流速度增加, 可以给生物膜系统带来营养物质, 有利于细菌的生长;水流不畅, 消毒剂消耗快, 微生物容易再生长。另外, 过大的水流速度变化会冲刷管壁, 使生物膜脱落, 抑制生物膜的生长。 (5) 余氯:出水厂出水通常经过加氯消毒, 以对生物膜进行有效控制。由于生物膜中的有机物对于消毒剂的抵抗能力比浮游的微生物强[5], 管网系统复杂, 余氯的浓度就需要进行量化, 一般为0.5mg/L。

3 生物反应器应满足的条件

供水管网内壁存在生物膜, 导致给水动力消耗增加, 水体水质下降, 影响用户用水安全, 严重时甚至导致流行性疾病的泛滥。基于此, 对给水管网生物膜进行深入研究、保证其中生物的稳定性就有着非常重要的意义。由于给水管网中生物膜的实际采样研究比较困难, 模拟生物膜生长的生物反应器应运而生。生物反应器应能合理、有效地模拟实际管网生物膜生长状况。理想情况下, 生物反应器不仅能提供持续剪切力, 还可以重复取样, 以观察生物膜随时间和空间的发展在结构和性质上的变化[1]。同时, 研究生物膜的多样性也是目前的集中点, 因此, 生物反应器应能模拟研究温度、消毒剂余量、营养物质浓度、附着材料、水流速度等对生物膜生长的影响, 以及发现新的微生物种类等。

4 生物反应器结构组成及功能分析

环状生物膜挂片反应器 (BAR) 是一种新型模拟配水管网装置。目前, 各国科学家已利用BAR进行了生物量测定、微生物细胞剥离方法、生物膜形态结构、生物可同化等多种研究[8]。如图1所示, 反应器主体由内外两个有机玻璃圆筒相套而成。内部套筒盛装实验用水, 套筒上下有水体进出口, 实验中, 即可采用水体循环式模拟给水管网中不断流动更新的水体, 也可采用非循环式用以模拟给水管网中具有停留时间的水体, 取用不同的水体即可进行消毒种类和方式、消毒剂余量、营养物质浓度等对生物膜影响的实验。内部套筒内安装有转子, 在转子表面均匀加工有轴向槽, 槽内安装聚碳酸酯膜片, 表面供生物膜生长, 为实验附着材料对生物膜的影响, 膜片可选用不同材料;内部套筒上面开有膜片插拔口, 便于随时以及重复取样;工作时, 转子由电机通过联轴器带动旋转, 转子的转速可由变频器调节, 转子轴向槽中安装的膜片在运动中受到实验水体的剪切力作用, 不同的转速能够模拟不同的剪切力。外部套筒盛装恒温水, 保证实验水体处于一定的温度, 以进行不同温度对生物膜的影响实验;套筒上下有恒温水入出口。内外套筒不相通[1]。实验证明, BAR反应器可以模拟管网中水流持续的不同的剪切力、不同的温度、不同的管材以及不同的水体, 而且取样方便结构简单, 是研究给水管网生物膜的标准装置[1]。

5 结束语

生物膜在给水管网中普遍存在, 并给饮用水安全带来威胁。作为研究生物膜的标准装置, 生物反应器是微生物生长和生化反应的关键场所。生物反应器的结构型式、参数设计都应该考虑到是否较大程度地模拟了管网中生物膜的实际情况[9]。在满足性能指标情况下, 反应器的设计还需要结构简单, 成本低廉;另外, 生物器运行的可靠性以及后期的操作方便性和经济性也应得到保证。

摘要：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。

关键词：给水管网,生物膜,生物反应器

参考文献

[1]林文芳, 余志晟, 陈曦, 等.给水管网生物膜反应器及分子生物学研究方法进展[J].环境科学与技术, 2012, 35 (6) :71-78.

[2]刘雨, 赵庆良, 郑兴灿.生物膜法污水处理技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000.

[3]李宇.内环流生物膜反应器传质过程模拟及实验研究[D].大连理工大学, 2007.

[4]林璐.供水管网水力与水质特性研究[D].重庆大学, 2014.

[5]刘慧娜, 孙吉慧, 沈加艳.给水管网中管壁生物膜对水质二次污染的影响[J].环保科技, 2009, 15 (4) :9-11.

[6]刘文君, 吴红伟, 张淑琪.某市饮用水水质生物稳定性研究[J].环境科学, 1999, 20 (2) :34-36.

[7]董丽华.配水管网中的细菌再生长的研究与预测[D].天津大学, 2004.

[8]鲁巍, 唐峰, 张晓健.研究供水管壁生物膜的模拟系统[J].中国给水排水, 2005, 21 (1) :22-24.