生物膜法在城市污水处理中的研究

李春光

中国电建市政建设集团有限公司 天津 300204

1 城市污水处理概述

我国水工业体系中，城市污水问题发展迅速，由于国家经济水平的限制，导致部分污水处理技术无法有效实行。现今的城市污水主要划分为居民生活用水以及企业工业用水，这两部分的废水都会经过下水道进行排放，生活污水与工业污水的融合称为城市污水。城市污水处理起来具备一定的难度，步骤相对繁琐。不仅需要将城市污水加工处理转变为可重新利用的水资源，还需要将污水中存在的杂质进行过滤，并保障污水处理后的安全性，将所处理的污水进行二次加工，从而达到治理污水的基本要求，实现水资源的可持续利用。

2 膜生物反应技术概述

2.1 技术原理

膜生物反应技术在污水处理上有着重要的运用。膜生物反应的过程是实现膜的分离，分离的膜与其他组件生成生活的其他小单元，利用构建的生物单元实现多种排列组合，以达到生物分离目标，实现生物分离状态。另外，沉淀池和反应器是技术运用的基础，区别于传统污水处理技术，膜生物反应污水处理更高效。整个反应过程是膜生物分离、结合的过程。此外，膜分离和结合过程就是筛分液体质量的过程，物质实现分离以及浓缩达到污水处理的目的。膜生物主要有过滤膜、超滤膜等，而过滤膜划分膜的尺寸，根据膜的孔径分离不同大小的颗粒，有效分离液体的大分子颗粒物质。

2.2 膜生物反应技术分类

通过对有关文献研究以及结合实践来看，按照反应器类型差别膜生物反应技术能分为萃取模生物、膜分离生物以及膜曝气生物这三种类型。而在这种之中膜分离生物反应器最为特殊，它根据膜位置不同可以划分成一体式和分体式两种；同时根据氧份是否需要又可以分成厌氧与好氧两种[1]。

2.3 膜生物反应技术优势

膜生物反应技术属于新型的污水处理技术，突破了传统的污水处理技术，在污水处理上发挥着较大的优势，在对污水的杂质有着很好的分离效果，达到沉淀物与水体分离状态。虽然传统的处理技术也能实现杂质和水的分离，但该技术的分离功能具有独立性，不受到过滤和沉淀系统的影响。该技术还能为高浓度污水选择恰当地污水处理状态，根据污水容积系统选择契合地分离环节。膜生物反应技术系统性能更强，系统运行效率高且安全，优良的系统性能有着强有力的负荷能，污水处理运用在工业污水方面，高效地装置和现代化科技的环境提高了生物机能，污水处理有着明显的处理优势。工业污水处理反应池里主要是高浓度的有机废水，工业废水的悬浮物颗粒大，污质层次鲜明，运用膜生物反应技术对其进行污质深度分离，缩小分割大颗粒的悬浮物，改善水质，强化了含大分子物质的水质处理效果。生物膜腔体在水中起到了减缓水流的作用，连接水槽后更能对水流减速，有利于杂质的沉淀，以及微生物深度分离于水。

3 生物膜法的效率

3.1 生物膜法的工艺流程

生物膜法与活性污泥法可以溶解有机污染物。微生物在滤料上不断繁殖，当数量达到一定数量，就形成生物膜。生物膜上附着微生物，使其吸附和降解有机污染物的效率提高，达到净化作用。微生物在滤料上增长，生物膜厚度变大，将氧气隔绝，生物膜内部形成厌氧环境。生物膜法工艺由生物滤池工艺、生物转盘工艺、生物接触氧化法工艺、生物流化床法工艺等组成。生物滤池是由鹅卵石或塑料等填料组成的处理结构。污水与填料表面附着的微生物膜接触，在污水净化中起到一定的作用。生物滤池是根据土壤自净原理，由之前的间歇砂滤池和接触滤池的研究发展而来的人工生物处理技术。生物转盘是一种生物处理结构，由一个水槽和一个部分浸在污水中的旋转圆盘组成。污水在沉淀池中经过一次处理后，采用生物膜法处理。生物膜上的微生物以补给的形式吸附污水中的有机污染物，使污水得到净化。在生物接触氧化过程中，微生物所需的氧气主要通过曝气风机和曝气器提供。当生物膜的厚度达到较大程度时，填料上的微生物会因缺氧死亡，然后脱落。通过冲洗生物膜脱落的微生物，新生物膜可以取代死亡的老生物膜。然后，掉落下来的生物膜将随冲洗水冲入污水池，使污水得到净化。生物流化床是生物膜法最快捷、最有效的处理工艺。污水自上而下流过砂床，使载体呈流动状态，使单位时间内生物膜与污水的接触面积变大，充分供氧时间增多，提高污水处理效果[2]。

3.2 生物膜法脱氮工艺

水中的氮含量过高会导致植物快速生长，加剧水体富营养化，影响动植物的正常生长。因此，脱氮工艺具有重要作用，人们要采取有效措施来控制水体的氮含量。在生物膜法中，脱氮工艺是指有机氮与氨氮经过氨化、硝化和反硝化的作用，转化成氨气释放到空气中。要想进一步完善生物膜法脱氮工艺，提升生物脱氮效果，人们就要保证溶解氧浓度、pH值和反应温度在适宜的范围[3]。

3.3 生物膜法对重金属的去除效果

在工业生产中，含有重金属的污水一旦未经处理而随意排放，不仅会污染土壤，还会污染地表水和地下水，影响水生物生长和人体健康。利用生物膜法去除水中重金属时，其去除效果主要取决于生物膜对重金属的吸附效率。人们要不断改进生物膜法，逐步增强生物膜的重金属吸附能力，展现其应用价值。

4 结语

生物膜法最开始运用在工业废水处理中，人们不断研究曝气生物滤池工艺和高负荷生物滤池工艺。现阶段，诸多城市面临淡水资源短缺的难题，促使城市生活污水处理变得十分重要。随着城市生活污水中的氮、磷含量急剧增加，传统的活性污泥法难以实现与时俱进，其处理效果明显下降。生物膜法逐渐在城市污水处理中占据主导地位，相关技术人员给予高度重视，持续加强对该技术的改进，其前景一片大好。综上所述，以上内容就是对生物膜法在城市污水处理中运用的论述。