污水前沿生物化學(xué)處理方法

1、4/4污水前沿生物化學(xué)處理方法引言傳統(tǒng)活性污泥法通過能量和物質(zhì)密集投入的方式去除有機(jī)污染物和氮元素，這種污水處理模式電耗高且污泥產(chǎn)量大 ADDIN EN.CITE Jim2019212217Jim, W. HallMohammad, MortazaviNaeiniEdoardo, BorgomeoBill, BakerHelen, GavinMeyrick, GoughJulien, J. HarouDouglas, HuntChris, LambertBen, PiperNathan, RichardsonGlenn, WattsRiskbased water resources plann

2、ing in practice: a blue for the water industry in EnglandWater and Environment JournalWater and Environment Journal20192019/04/12/10.1111/wej.1247910.1111/wej.124791，在節(jié)能降耗、資源循環(huán)和能源回收等方面顯示出固有局限，不符合當(dāng)前能源危機(jī)及全球氣候變化背景下的可持續(xù)發(fā)展理念因而發(fā)展新型集能源回收、能耗削減、溫室氣體減排為一體的污水處理工藝成為當(dāng)前污水處理技術(shù)革新的重要方向2。一、MBBR（移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器）工藝

3、ADDIN CNKISM.UserStyle2018年，我國城鎮(zhèn)污水排放量已經(jīng)達(dá)到850億m3左右，并且每年都在增長，占我國全部廢水排放量的一半以上。生活污水中存在非常多的有機(jī)物，細(xì)菌容易大量繁殖。若不經(jīng)過處置，其容易發(fā)臭，造成污染。MBBR 工藝具有諸多優(yōu)點(diǎn)，非常適用于中小型生活污水處理廠。1、MBBR 工藝原理和特點(diǎn)當(dāng)前，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MBBR）廣泛應(yīng)用在廢水處理領(lǐng)域。它集成了活性污泥法和生物膜法各自的優(yōu)勢：反應(yīng)器體積較??；負(fù)荷較高；不需要污泥回流。主要原理是將具有很大比表面積、密度接近于水的填料作為生物膜載體，在曝氣條件下，使其與水呈現(xiàn)較好的混合狀態(tài)。如果環(huán)境是厭氧條件，就通過攪拌

4、器來形成流化狀態(tài)。微生物生長在填料內(nèi)外，之后形成穩(wěn)定的生物膜。在曝氣或攪拌作用下，反應(yīng)器空間都存在移動(dòng)床生物膜，讓待處理廢水中有機(jī)物質(zhì)與懸浮填料上的生物膜來回接觸，降低其中的 COD（化學(xué)需氧量）、氮、磷含量。水的流動(dòng)以及填料之間的觸碰會(huì)對(duì)生物膜產(chǎn)生剪切作用力，使生物膜及時(shí)脫落并更新，生物膜活性始終處于高水平狀態(tài)。MBBR 工藝最早被用來處理生活污水，現(xiàn)在也經(jīng)常出現(xiàn)在其他廢水處理系統(tǒng)中3。MBBR 工藝影響因素MBBR在運(yùn)行的過程中受到填料、溫度、曝氣強(qiáng)度、溶解氧、碳源、HRT和pH等因素的影響。3、MBBR 與組合工藝作為一種較為成熟的技術(shù)，MBBR工藝在國內(nèi)外普遍應(yīng)用于養(yǎng)殖廢水、生活污水、

5、石化廢水以及制革廢水的處理中。其具有占地面積少、處理負(fù)荷較高、可以很好適應(yīng)水量變化、運(yùn)行費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、操作簡單方便、方便改造現(xiàn)有水池等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)不同類型的廢水，人們經(jīng)常聯(lián)合使用 MBBR 工藝和其他方法，以有效降低廢水的污染物濃度，提高處理效果，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。組合工藝的提出讓 MBBR 工藝的經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)用價(jià)值得到了更進(jìn)一步的提升，針對(duì)較典型的三種組合工藝，其特點(diǎn)比較見下表4。表1 MBBR與其組合工藝比較二、MBR（膜生物反應(yīng)器技術(shù)）工藝生活污水含有相當(dāng)多的膠體和高分子有機(jī)物，這些污染物的生物降解速度較低，傳統(tǒng)的生物處理方法停留時(shí)間較短，無法對(duì)其進(jìn)行有效降解，嚴(yán)重影響出水水質(zhì)

6、。而在膜生物反應(yīng)器中，分離膜對(duì)膠體和高分子物質(zhì)有非常好的截留效果，可以極大地改善出水水質(zhì)。MBR 工藝優(yōu)缺點(diǎn)與傳統(tǒng)生化處理法相比，膜生物反應(yīng)器可以更好地處理生活污水，具有以下優(yōu)點(diǎn)：出水水質(zhì)清澈，不含懸浮固體，一般也不含病菌和病原體；出水有機(jī)物濃度較低，而且總氮和總磷的濃度也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)生化處理法；由于膜的截留，生物反應(yīng)器中可以保持很 高的微生物濃度，基質(zhì)與微生物之比較低，污泥產(chǎn)率低；膜生物反應(yīng)器中，微生物的種類、數(shù)量等主要根據(jù)其對(duì)污染物的去除有利與否進(jìn)行控制，并不考慮污泥的沉降性能，這就使得膜生物反應(yīng)器中的生物相更加有利于污染物的分解轉(zhuǎn)化，有可能獲得更高的去除效率；膜生物反應(yīng)器的自動(dòng)化程度高，所

7、需工作人員少，環(huán)境衛(wèi)生條件好。在生活污水中殘留有機(jī)物濃度高、活性污泥濃度高時(shí)，傳統(tǒng)活性污泥法的二沉池正常運(yùn)行非常困難，造成出水水質(zhì)經(jīng)常惡化，特別是出現(xiàn)污泥膨脹時(shí)，運(yùn)行管理更加困難。膜生物反應(yīng)器不僅出水水質(zhì)好，而且基本不受進(jìn)水沖擊負(fù)荷的影響，出水水質(zhì)穩(wěn)定。由于生物膜的固有性質(zhì)，如膜材料、膜孔徑、荷電性等，經(jīng)反復(fù)使用，生物膜會(huì)吸附很多污水中的雜質(zhì)，導(dǎo)致堵塞，滲透效果下降，最終引起整套污水處理裝置性能降低。所以，要特別注意膜生物反應(yīng)器中生物膜的清潔度，延長生物膜的壽命，但這一缺陷目前仍無法徹底彌補(bǔ)。2、膜生物反應(yīng)器技術(shù)類型膜生物反應(yīng)器技術(shù)利用厭氧生物處理法，分離出水和生物降解所產(chǎn)生的膠體與高分子物質(zhì)

8、，而微生物則留在污水處理池內(nèi)。膜生物反應(yīng)器是膜生物反應(yīng)器技術(shù)的核心裝置，根據(jù)作用機(jī)理，可分為萃取膜生物反應(yīng)器、無泡曝氣膜生物反應(yīng)器和分離膜生物反應(yīng)器。萃取膜生物反應(yīng)器含有很多內(nèi)裝纖維束的硅管，纖維束能夠?qū)⑽鬯械挠卸疚镔|(zhì)傳輸?shù)胶醚跎锵嘀?，微生物再?duì)這些有毒物質(zhì)進(jìn)行吸附降解；無泡曝氣膜生物反應(yīng)器利用透氣性膜對(duì)生物反應(yīng)器進(jìn)行無泡供氧，這種方法能夠防止有機(jī)污染物的揮發(fā)并保證氧的充分利用；分離膜生物反應(yīng)器的膜組件類似于傳統(tǒng)生物處理法的二沉池，這種膜生物處理系統(tǒng)具有較高的污染物截留率，同時(shí)能夠使?jié)饪s液回流至生物反應(yīng)池，保證生物反應(yīng)器內(nèi)微生物的濃度和污泥停留的時(shí)間，所以，該類裝置處理污水的效果較佳。隨著

9、科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，膜生物反應(yīng)器技術(shù)衍生出許多新型工藝。常見有以下類型：動(dòng)態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)（2）EGSB-MBR 組合技術(shù)（3）曝氣濾池 - 膜生物反應(yīng)器組合技術(shù)（4）氣浮 - 膜生物反應(yīng)組合技術(shù)5。結(jié)束語隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的發(fā)展，人群聚集帶來污染物源的集中使環(huán)境問題更加尖銳，水污染的社會(huì)性更加普遍化。城市污水處理量的急劇增加，使中國污水處理設(shè)施的建設(shè)和發(fā)展速度超過了世界上其他的國家，同時(shí)，由污水處理過程所衍生的二次污染問題的日趨嚴(yán)峻（如污泥處置、廢氣排放等問題），也使得污水處理廠在擔(dān)任傳統(tǒng)的治理者角色的同時(shí)又成為新的污染來源。另外，由于污水處理廠的建設(shè)與運(yùn)行需要能源、材料與人力的投入，其中，

10、能耗成為污水處理廠穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的關(guān)鍵，因此，注重污水治理過程中新能源的開發(fā)、實(shí)踐“節(jié)能減排”的低碳發(fā)展理念是未來污水處理技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵和方向。參考文獻(xiàn)1王洪臣.百年活性污泥法的革新方向J.給水排水,2014,50(10):1-3. ADDIN EN.REFLIST 2Jim, W.H., et al., Riskbased water resources planning in practice: a blue for the water industry in England. Water and Environment Journal, 2019.3余洪韻,歐陽峰.MBBR工藝在水處理中的應(yīng)用J.中國資源綜合利用,2021,39(04