生物膜法在生活废水处理中的分析

梁伍泓

【摘 要】生物膜法是一种具有五大优势的生化处理技术，其不仅投资成本、运行费用低的特点，同时还具有产生的剩余污泥少、效率高以及适用于城市生活小区的特点，故被广泛用于各种生活废水和工业废水的处理中。本研究拟运用生物膜法对生活废水进行处理，现对具体的处理方法及处理效果總结如下。

【关键词】生活废水；生物膜法；实验

前 言

生活废水主要是指人们日常生活中产生的各种废水混合体，主要包括杂用污水、家庭污水以及公共建筑场所污水等。生活废水中所含有的污染物主要包括了三大类型，主要为：有机物、悬浮固体以及无机物。生活废水的水质相对较为稳定，并且其污染物的浓度相对较低，但往往并不包含有毒有害物质与重金属离子。相较于工业废水，生活废水中COD的浓度相对较低，通常控制在250-1000mg/L范围内。由于生活废水中有机污染物的含量相对较高，若将其直接排入到水体中，必然会导致水中的大量溶解氧被迅速的消耗，使得水中的有机污染物迅速转变为腐败状态，并因此产生还原性气体，致使水中大量的动植物因缺乏氧气而死亡，同时还可致使水体变得黑暗浑浊，发出难闻的气体，严重影响生态平衡。在生活废水处理中，多以去除有机化合物与固体悬浮物为主，但这种处理方法已经无法适应当前的水体环境。

一、材料与方法

（一）实验废水

生活废水的取自本市废水处理厂。生活废水水质中，氨氮（NH3-N）浓度为30.8mg/L；化学需氧量（COD）浓度为290mg/L；阴离子表面活性剂（LAS）浓度为11.6mg/L；悬浮固体（SS）浓度为290mg/L；pH为7.6。

（二）装置与方法

本研究运用生物接触氧化工艺来进行生活废水的处理。实验中所采用的反应器呈现为圆柱形，容器的整体升高为500mm，有效容积为16.48L，反应器主要由有机玻璃加工处理而成，这样有利于观察反应过程中微生物膜的变化及生长情况。在反应器的底部分别设置了两个砂滤曝气头，通过对空气压缩的方式来确保反应器中DO浓度，在反应器的上部设置了专门的取样口，而底部则设置了专门的排泥排水口。

（三）实验方法

本实验主要运用活性污泥挂膜法，将pH控制在6～8范围内，将DO控制在2～3mg/L范围内。菌种来自人工自制污泥，将自制污泥置入到污水中进行搅拌，再将其倒入到反应器中，闷曝一日，进行30min沉降处理，去除上清液和底部黑泥，留取中间3L左右的泥水混合物。每24h从中取出4～5L污水，再向其中加入剂量相同的新鲜污水；行7、8d培养，可观察到填料表面有一层薄薄的生物膜。根据反应器的具体情况，对反应器中的溶解氧进行控制，并保证接触氧化池中DO控制在2～6mg/L范围内，每日对工况进行调节。随着实验时间的推移，观察发现生物膜的厚度逐渐增加，且出现明显的新膜生长，老膜脱落，此时对反应器中水样进行测定，NH3-N去除率超过了25%，LAS去除率超过了40%，SS去除率超过75%，COD去除率超过了50%。

（四）观察方法

1.生物膜培养驯化阶段：通过人工挂膜的方法，对塑料球填料的挂膜情况进行考察，在试验开始时，对微生物的变化情况进行观察；到驯化阶段，则在不同进水量的情况对水中的NH3-N、LAS、SS、COD去除情况进行测定。

2.最佳参数确定。

①水力停留时间：分别进行2.0h、4.0h、6.0h、8.0h、10.0h、12.0h水力停留，观测NH3-N、LAS、SS、COD去除情况。

②溶解氧：基于最佳水力停留时间的基础上，分别将水中的溶解氧量调节为2.5mg/L、2.5mg/L、3.0mg/L、3.5mg/L、4.0mg/L、4.5mg/L、5.0mg/L、5.5mg/L、6.0mg/L，观测NH3-N、LAS、SS、COD去除情况。

二、结果与分析

（一）不同进水量对处理效果的影响分析

首先将水力停留时间设置为2～12h，溶解氮量控制在4～6mg/L范围内。在保证氧气充足的情况下，通过间歇进水的处理方法，分别在0.8L/h、1.6L/h与2.4L/h进水量下运行4天。测定其NH3-N、LAS、SS、COD去除效果。

当进水中COD浓度保持在300mg/L左右时，其进水量从0.8L/h到1.6L/h再到2.4h/L，其COD去除率表现为升高、下降、升高变化，在驯化后期COD的去除率达到了57%，且水质较佳。当进水中NH3-N浓度为35mg/L左右时，其去除率非常低，对水量进行增加，去除率也随之增加，且发现每次对水量进行改变，其去除率会随之下降，随之时间的增加，去除率又会再次增加。当进水中LAS的浓度保护在12mg/L左右时，随着进水量的逐渐增加，其去除率也随之提升，最终达到48.5%；但可发现到驯化后期，LAS的去除率呈现为明显的持续升高。进水中SS的浓度非常高，其去除率也表现为随之进水量的增加而增加。

（二）最佳水力停留时间

根据表2来看，水力停留时间在6h内时，COD去除率表现为明显的升高趋势，甚至在6h时达到了78.7%，但此后逐渐趋于平稳，无明显升高；NH3-N所表现出的情况与COD相同；当水力停留时间达到6h时，LAS的去除率达到了76.4%，此后无明显升高，反而在12h出现显著下降；随着水力停留时间的增加，SS的去除率表现为明显的增加。通过上述分析可知，在水力停留时间相对较短时，其对各污染物的去除效果均较短，这主要是作用时间较短，有机物还无法有效对其进行降解处理，就被水流带走；但停留时间过长，会致使有机负荷随之下降，使得微生物无法获得充足的营养，从而导致其去除效果受到影响。而根据结果来看，当水力停留时间在6h时，其发挥的去除效果可达到最佳。

（三）样品处理结果

采用确定的最佳水力停留时间、溶解氧量，对本实验所采集的样品进行处理，结果显示，NH3-N浓度从30.8mg/L下降到了9.6mg/L；COD浓度从290mg/L下降到了58.1mg/L；LAS浓度从11.6mg/L下降到了2.7mg/L；SS浓度从290mg/L下降到了28.5mg/L。各项指标均达到了国家排放标准。

三、结论

生物膜法是生活废水处理较常使用的一种处理技术，但要达到最佳的处理效果，可通过对进水流量进行改变的方式进行处理，同时可对溶解氧量、水力停留时间进行调节，使其发挥更好的去除效果。通过实验可得出以下结论：

1.在反应器中，生物膜法可持续运用20d，其生成的生物膜具有较高活性，且呈现为灰褐色，出水水质较佳；

2.通过在0.8L/h、1.6L/h与2.4L/h进水量下，分别进行4d运行，其出水中COD去除率可达到57.0%，NH3-N去除率可达到27.2%，LAS去除率可达到49.0%，SS去除率可达到81%；

3.通过实验证实，6h为最佳水力停留时间，4.5mg/L为最佳溶解氧量。

4.通过生活膜法处理后，本实验所采集的生活废水其各项指标为：NH3-N浓度为9.6mg/L；COD浓度为58.1mg/L；LAS浓度为2.7mg/L；SS浓度为28.5mg/L。

参考文献：

[1]黄谦，孔刚.流离生化法在污水处理中的应用[J].市政技术，2011（4）：100-104.

[2]王庆海.城市生活废水处理方法探讨[J].资源节约与环保，2014（3）：126.endprint