生物膜-活性污泥处理城市污水的中试研究

郑新 王平（,龙口市环境监察大队 山东龙口 6570）

生物膜-活性污泥处理城市污水的中试研究

郑新1王平2
（1,2龙口市环境监察大队 山东龙口 265701）

在节能环保领域中，城市污水的处理多数采用活性污泥法，为了改善出水水质，需要在原工艺基础上改造工艺，采用一种污泥龄短的强化生物膜与活性污泥相结合的新工艺，由于这是一个新的方向，因此需要在改造设计前进行实验研究来观察水处理效果。因此，改系统在去除污水化学需氧量和生化需氧量的同时，能有效地去除氨氮，总氮和总磷，实现节能环保的良好效果。

水力停留时间；生物膜；活性污泥；中试；节能环保

生物膜工艺处理城镇污水出水水质好，生物膜法的原理是：生物膜生长的微生物分解和摄取污水中多种有机物，从而净化水质。生物膜具有较大的比表面积，可大量分解和吸收废水中的可溶性有机物，降低污水中有机物的浓度[1]。

1 生物膜-活性污泥复合工艺的概念及应用

传统的活性污泥和生物膜法（MBR）是污水生物处理的两个最主要工艺，但由于这两种工艺都有一定的缺点，不能广泛用于城镇污水处理，因此，在现有活性污泥法法的基础上，提高生物反应器中的活性，抑制了污泥膨胀，提高了系统运行的稳定性，这两个应用程序的结合有重要意义[2]。生物膜活性污泥工艺是一种复杂的反应载体，即悬浮生长的活性污泥和生物膜共享废水中有机物[3]。

2 实验工艺装置与动水实验启动

2.1 实验方案及流程

环境微生物学中研究微生物生存的基础是气体、液体和固体三相。生物膜活性污泥工艺生物处理工艺是一项新技术，所以就需要进行试点测试，以检查其操作，对污水处理厂进行改造，并在实验中总结和积累经验从而不断改善实验工艺，为未来的推广和实施提供经验。工艺流程图如下图1：

图1 实验工艺流程图

2.2 实验工艺和装置

在这项研究中，采用活性污泥生物膜相结合的技术，设计生化需氧量负荷为0.15Kg/Kg·d，MLSS的浓度范围1600-2200mg/L，空气和水的体积比例为六比一到十比一之间，活性污泥回流比将达到百分之百。实验装置如图：

本实验的测试仪器由普通钢板焊接而成，外尺寸为长12米，3米宽。设备一般分为四个部分：主要部分为活性污泥和生物膜复合处理池，其外尺寸为长六米宽三米，水深为三米，其有效容积为60立方米。

2.3 实验启动过程和现象观察

实验装置开始运行，由复杂的生物处理装置开始，第一个步骤是培养填料表面形成生物膜，俗称挂膜，生物膜的形成有两种方法，一种是自然的另一种是人工，当温度适宜污水稳定时可采用自然法形成生物膜，当温度低，水中有机质浓度不高时，要采用人工接种法挂膜。在形成生物膜的同时也要产生活性污泥。在生物膜产生后期观察，如果观察到有淡淡黄色的生物膜产生，并通过显微镜镜检发现有微型后生动物出现，这些现象标志着生物膜已经成功地产生。

3 实验运行情况

3.1 复合工艺对悬浮物的处理效果

实验运行初期进水悬浮物、出水悬浮物的最大值，最小值，平均值，中值情况见下表：

表1 运行初期进水、出水悬浮物情况表

实验开始后运行初期进水悬浮物的最大值为368mg/L而出水悬浮物最大浓度为12.54mg/L，而随着设备的运行，进水悬浮物浓度稳定在150～200mg/L之间。这时出水浓度基本稳定浓度在10mg/L左右。装置稳定运行的出水悬浮物平均浓度为17.34mg/L，悬浮物的平均去除率为90%。达到了我国城镇污水排放1级B的标准。

3.2 复合工艺对COD处理效果

实验运行初期进水化学需氧量、出水化学需氧量的最大值，最小值，平均值，中值情况见下表：

表2 运行初期进水、出水化学需氧量情况表

实验开始后运行初期进水化学需氧量的最大值为386mg/L，而出水化学需氧量最大浓度为47mg/L，而随着设备的运行，进水化学需氧量浓度稳定在220～300mg/L之间。这时出水浓度基本稳定浓度在48mg/L左右。装置稳定运行的出水悬浮物平均浓度为48mg/L，化学需氧量的平均去除率为85%。达到了我国城镇污水排放1级B的标准。

3.3 提高效率，降低能耗。通过上述的分析可以看出，生物膜-活性污泥处理工艺可以使城市污水处理更为高效，剩余污泥量少，降低能耗，实现了中水回用的可持续发展。

4 结语

复合生物反应器的脱氮除磷试验表明，装置实现了一体化的脱氮除磷效果。这种生物膜-活性污泥处理工艺采用分离式水处理系统，活性污泥工艺中水力停留时间短，从而提高磷的去除效果。生物膜处理工艺过程中，延长水力停留时间，促进生物膜的生长和繁殖，硝化细菌得到增殖，促进生物膜硝化和反硝化增强了氨氮和总氮的去除效果。因此，改系统在去除污水化学需氧量和生化需氧量的同时，能有效地去除氨氮，总氮和总磷。

[1]沈耀良,王宝贞.废水生物处理新技术一理论与应用.第2版〔M〕.北京:中国环境科学出版社,2006.

[2]丁永伟,王琳,王宝贞,等.活性污泥和生物膜复合/联合工艺在污水处理厂技术改造中的应用[J].给水排水,2005,31(12):41-45.

[3]赵庆良,刘淑彦,王现.复合式生物膜反应器中生物膜量!厚度及活性[J1.哈尔滨建筑大学学报.1999,32(6):39-43.

郑新（1983.3—）男，汉族，本科，山东龙口人，助理工程师，主要从事环境监察工作。