生物膜法如何檢測污泥濃度

❶ 生物膜反應器的生物膜反應器微生物量的測量

在正常運行狀況下，復合生物反應器下部是固定生物膜濾床，上部是移動床，其微生物量為：
1、CBBR混合液SS為1 604 mg/L，總量約為2.456 g。
2、固定填料生物膜總量為12.036 g。
3、移動床懸浮填料生物膜總量為1.428 g。
4、CBBR微生物總量約為15.92 g。
該工藝對污水除臭起到了很大作用，它的除臭工藝簡單且效果顯出。復合生物反應器與其他污水處理設備相結合，降低污水處理難度，從而改善周邊環境，有效遏制病菌的傳播。隨著醫療技術的不斷提高，新型葯劑的產生將繼續加大污水處理難度，所以水處理技術仍需隨之提升，滿足時代發展需求。
4 MBR研究進展
目前，MBR的研究主要集中在以下幾個方面：（1）降低膜污染，提高膜通量；（2）探求合適的工作條件和工藝參數；（3）降低處理工藝的運行成本。
張少輝, 鄭平, 華玉妹〔1〕用反硝化生物膜啟動厭氧氨氧化反應器的研究等選取不同截留分子量的聚醚碸膜（PES），採用板框式膜組件構成的厭氧MBR對高濃度食品廢水進行處理，考察了截留分子量對膜通量和出水效果的影響。
王榮昌,文湘華,錢易〔2〕 分析了生物膜反應器中好氧顆粒污泥形成機理，研究了MBR運行條件對膜過濾特性的影響。
楊玉旺〔3〕研究了移動床生物膜反應器處理污水的研究應用進展。
邢傳宏等進行了管式MBR（分置式）處理城市污水的工藝設計，認為運行成本主要由電費、葯劑費和人工費等3部分組成。其中電費是最主要的，電耗為2.3kW·h/m3。
魯敏，曾慶福，張躍武〔4〕對一種新型生物膜反應器處理污水的研究發生了濃厚興趣。
王亞娥等分析了影響超濾膜通量和過濾阻力的主要因素。
楊磊等對MBR運行過程中的膜污染和清洗進行了較詳盡的試驗。
李軍, 彭永臻, 楊秀山 ,王寶貞 ,楊海燕〔5〕著重研究了序批式生物膜法反硝化除磷特性及其機理。
姜蘇等〔6〕研究了一體化A/O生物膜法處理生活污水。
白宇等〔7〕研究分析了污水深度處理生物濾層中菌群的時空分布特徵。
陳壁波等〔8〕對移動床生物膜反應器及對造紙廢水處理的意義進行了卓有成效的研究論證。
Cote P 研究了浸沒式膜系統的電耗，包括抽吸泵及曝氣2部分。每立方米產水僅耗電0.3～0.6 kW·h，而電耗是運行費用的主要部分。
榮宏偉等〔9〕在實驗室條件下對序批式生物膜法生物除磷進行了試驗研究，得出了令人期待的結論。
Wang L-Choo Ho等比較了浸沒式和分置式MBR工藝運行時的電耗，結果是，在通量為18L/(m2·h)的情況下，前者電耗僅為0.2～0.4 kW·h /m3,而後者電耗為2～10 kW·h /m3。
鮑立寧等〔10〕在電極生物膜脫氮工藝中反硝化菌相分析方面進行了研究。
MBR因自身特殊的工藝也要求了不同於一般的超、微濾膜材料，但制備針對於MBR所用的膜材料的研究還很少。顯然選擇合適的膜材料是降低膜污染的一個重要方法，這還有待於進一步研究。
5 MBR應用實例
隨著研究的深入，國內外已有了MBR應用的實例。實踐表明，膜污染嚴重、水通量低，是限制MBR推廣應用最主要的原因。
加拿大Cote P等 報道了北美洲在20世紀90年代MBR發展的概況。其中ZENON環保公司在1996年推出了組件膜面積為46m2、體積密度為63m2/m3的ZW-500型膜生物反應器，該設備已成功地應用於市政污水處理。目前以小規模裝置為主，處理能力為10～200m3/d，主要在辦公樓、購物中心、學校、醫院和療養地推廣使用。裝置的水力停留時間(HRT)為24h，SRT為1～2年。濾出液經過紫外線消毒或活性炭吸附後，用作廁所沖洗水。在安大略省建成的日處理污水3 800m3的MBR裝置，安裝了ZW-500型膜組件144個，總膜面積6624m2。曝氣池體積440m3，正常HRT為3.8h；厭氧反應池體積為380m3，HRT為2.4h。運行期間的MLSS濃度為12 000～20 000mg/L，MLVSS濃度僅為MLSS的55%～70%。運行9個月以來出水BOD和有機磷的去除率都接近100%。
日本自1998年以來，著重推廣了中水道系統的開發利用。其目的主要是將以廚房排水、洗臉及洗澡後的排水為主體的樓房排水進行處理，然後作為廁所沖洗水再利用。比如，日立工廠建設公司用高濃度活性污泥法和旋轉平板超濾膜裝置組合而成的系統作為大樓中水道的回用系統。因為膜板旋轉，使膜表面的污泥被攪拌，從而可控制膜面污染。
天津清華德人環境公司和天津大學共同研製的MBR已有了一些的應用實例。以處理天津某寫字樓排放的污水為例，該寫字樓的建築面積約為17 000m2,採用了日處理能力為25m3 的裝置，設備本體佔地3.2m2,投資10餘萬元，能耗為0.8kW·h/m3。處理出水可用作沖廁、綠化及洗車等。
鄭斐等〔11〕研製出生物膜法的新工藝—無泡曝氣膜生物反應器。
呂曉輝等〔12〕對移動床生物膜反應器脫氮除磷技術情有獨衷，使脫氮除磷效率又有了較大的發展。
6結語 1 MBR綜合了膜分離技術和生物處理技術的優點，超、微濾膜組件能替代CAS中的二沉池，更有效地進行泥水分離，並延長SRT，提高微生物對污水中有機物的處理能力。經超、微濾膜處理後出水水質好可以直接用於非飲用水回用。系統佔地面積小，幾乎不排剩餘污泥，具有較高的抗沖擊能力。 2 MBR具有一定的實用性，但膜污染仍是制約MBR推廣應用的最主要因素。因為MBR中膜材料既要面臨活性污泥、污水中固體顆粒的污染，又要面臨活性污泥中微生物的侵蝕。雖可以通過控制抽停時間、曝氣量等工藝參數以及採用適當的清洗技術來減少膜面的污染，但最有效、最根本的方法是研製出一種抗污染、耐微生物侵蝕的新的膜材料及對膜進行適當的改性。 3 在應用MBR技術處理市政、生活污水並實現中水回用時，還要考慮另外一個關鍵因素，即運行成本。因此，在研究中要始終將運行成本。作為考慮試驗方案和確定試驗結果的主要出發點。 7參考文獻
1張少輝, 鄭平, 華玉妹. 反硝化生物膜啟動厭氧氨氧化反應器的研究. 環境科學學報,2004,24(2):220～224
2王榮昌,文湘華,錢易. 生物膜反應器中好氧顆粒污泥形成機理. 中國給水排水，2004，20（3）：5～8.
3楊玉旺.移動床生物膜反應器處理污水的研究應用進展. 工業水處理，2004，24（2）：12～15.
4 魯 敏，曾慶福，張躍武. 一種新型生物膜反應器處理污水的研究. 中國給水排水，2004，17（4）：5～8.
5 李 軍, 彭永臻, 楊秀山 ,王寶貞 ,楊海燕. 序批式生物膜法反硝化除磷特性及其機理. 中國環境科學 2004,24(2)：219～223。
6 姜蘇, 周集體, 郭海燕, 張志勇. 一體化A/O生物膜法處理生活污水. 中國給水排水，2004，20（5）：56～58.
7 白宇, 張傑, 閆立龍, 陳淑芳, 郜玉楠. 污水深度處理生物濾層中菌群的時空分布特徵. 城市環境與城市，2004，17（4）：21～23.
8 陳壁波，李友明. 移動床生物膜反應器及對造紙廢水處理的意義. 中國造紙，2004，23（8）：47～50.
9 榮宏偉, 呂炳南, 張子輝. 序批式生物膜法生物除磷的試驗研究. 湘潭礦業學院學報，2004，19（1）：88～91.
10 鮑立寧, 洪桂雲, 黃顯懷. 電極生物膜脫氮工藝中反硝化菌相分析. 安徽建築工業學院學報(自然科學版)， 2004，12（5）:1～4.
11 鄭斐，朱文亭. 生物膜法新工藝—無泡曝氣膜生物反應器. 工業用水與廢水，2004，35（3）：11～14.
12呂曉輝, 胡龍興. 移動床生物膜反應器脫氮除磷技術. 化學工程師，2004，108（9）：20～22

❷ 環保工程師專業知識：生物膜法

環保工程師專業知識：生物膜法

生物膜法和活性污泥法一樣，都是利用微生物來去除廢水中有機物的方法，為生物膜提供附著生長固定表面的材料稱為填料，是影響生物膜法的發展和性能的重要因素。

生物膜法的基本原理

1.生物膜的形成及特點

生物膜法是通過附著在載體或介質表面上的細菌等微生物生長繁殖，形成膜狀活性生物污泥——生物膜，利用生物膜降解污水中的有機物的生物處理方法。生物膜中的微生物以污水中的有機污染物為營養物質，在新陳代謝過程中將有機物降解，同時微生物自身也得到增殖。

隨著微生物的不斷繁殖增長，以及廢水中懸浮物和微生物的不斷沉積，使生物膜的厚度不斷增加，其結果是使生物膜的結構發生變化。

在生物處理過程中，生物膜總是在不斷地生長、更新和脫落的，造成生物膜不斷脫落的原因有：水力沖刷、由於膜增厚造成重的增大、原生動物的松動、厭氧層和介質的粘結力較弱等。

生物膜法適用於中小規模污水生物處理，污水處理系統可以獨立建立，也可以與其他污水處理工藝組合應用。污水進行生物膜法處理前，宜經沉澱處理，當進水水質或水量波動大時，應設置調節池。

2.生物膜的結構及其凈化廢水的機理

生物膜是蓬鬆的絮狀結構，微孔多，表面積大，具有很強的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉積於膜上的有機物為營養物質，將一部分物質轉化為細胞物質，進行繁殖生長，成為生物膜中新的活性物質，另一部分物質轉化為排泄物，在轉化程中放出能量，供應微生物生長的需要。增殖的生物膜脫落後進入廢水，在二次沉澱池中被截留下來，成為污泥。如果

有機物負荷比較高，生物膜對吸附的有機物來不及氧化分解時，能形成不穩定的污泥，這類污泥需要進行再處理。由於生物膜法中的微生物以附著的狀態存在，所以泥齡長，使生物膜中既有世代時間短、比增長速率大的微生物，雙有世代時間長、比增長速率小的微生物，這使生物膜法中參與代謝的微生物種類多於活性污泥法。

3.生物膜法的主要特徵

與活性污泥法相比，生物膜法具有以下特徵：

⑴生物相特徵：

①參與凈化反應微生物多樣化

②生物的食物鏈長

③能夠存活世代時間較長的微生物

④分段運行與優占種屬

⑵工藝特徵

①抗沖擊負荷能力強

②污泥沉降性能良好，宜於固液分離

③能夠處理低濃度的廢水

④運行簡單、節能，易於維護管理，動力費用低

⑤產生的污泥量少

⑥在低水溫條件下，也能保持一定的凈化功能

⑦具有較好的硝化與脫氮功能

生物膜法的主要影響因素

影響生物膜法的因素很多，例如水質、溫度、pH值、溶解氧、營養平衡、有毒有害物質濃度等，這些因素也是影響活性污泥法等的因素，前面已講過，下面介紹一下生物膜法所特有的影響因素。

1.水力負荷

水力負荷對生物膜法的處理效果以及生物膜厚度和傳質改善等方面都有一定的'影響。生物膜法有多種處理工藝，應該選擇合適的水力負荷。

2.載體表面結構和性質

載體對污水處理效果的影響主要反映在載體的表面性質，包括載體的比表面積大小、載體表面親水性及表面電荷、表面粗糙度、載體的密度、孔隙率和材料強度等。載體的選擇不僅決定了可供生物膜生長的面積大小和生物量的多少，還影響反應器中的水動力學狀態。

3.生物膜量及其活性

生物膜的厚度反映了生物量的大小，但是生物活性並非總是與生物量成正相關性。生物膜由好氧膜和厭氧膜組成，好氧膜的厚度通常為1.5～2.0mm，有機物的降解主要在好氧層內完成。不能單純追求增加反應器的生物量，應保證反應器內生物膜正常脫落更新而不發生載體間隙被堵塞的現象。

生物膜法的類型及工藝流程

生物膜法有多種分類，按照微生物附著的載體存在狀態可分為固定床生物膜法和流動床生物膜法。固定床生物膜分為生物濾池和生物接觸氧化法等，流動床生物膜法包括生物流化床和移動床等。

按照生物膜被污水浸沒的程度生物膜法又可分為浸沒式生物膜法、半浸沒式生物膜法和非浸沒式生物膜法。常見的浸沒式生物膜法包括生物接觸氧化池、曝氣生物濾池等，常見的半浸沒式生物膜法有生物轉盤，常見的非浸沒式生物膜法有生物濾池，生物濾池又分為普通生物濾池、高負荷生物濾池和塔式生物濾池三種類型。

1.普通生物濾池

⑴工藝流程

普通生物濾池又名滴濾池，是生物濾池早期出現的類型，即第一代的生物濾池。污水先進入初沉池，去除可沉的懸浮物，接著進入生物濾池。經過濾池處理的污水和生物濾料上脫落的老化生物膜流入二沉池，經過固液分離後，排出凈化水。

⑵構造

普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統等四部分組成。

①池體

其平面形式多呈方形、矩形或圓形，池壁一般用磚石或鋼筋混凝土築造而成。

②濾料

濾料表面有生物膜附著，是凈化污水的主體，濾料對生物濾池的工作效能影響較大。生物濾池一般採用實心拳狀無機濾料，如碎石、卵石和爐渣等。近年來，生物濾池多採用塑料濾料，主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等加工成波紋板、蜂窩管、環狀以及空圓柱等復合式濾料，其特點是質輕、強度高、耐腐蝕、比表面積大、孔隙率高，從而大大改善了膜生長及通風條件，使處理能力大大提高。

③布水裝置

普通生物濾池多採用固定式噴嘴布水系統，主要由虹吸裝置、配水池、布水管道和噴嘴等部分組成。

④排水系統

普通生物濾池底部的排水系統，位於濾料層的下面，主要起收集及排出處理後的廢水，保證通風和支撐濾料的作用。排水系統通常分為兩層，即包括濾料下的滲水裝置和底板處的集水溝和排水溝。

⑶工藝特點

①普通生物濾池一般適用於處理每日污水量不大於1000m3的小城鎮污水和有機工業廢水，凈化效率高，處理效果好，出水

水質穩定。

②基建投資省，運行穩定，易於管理，動力消耗低，節省能源。

③剩餘污泥量小。

④負荷較低，佔地面積大，不適用於處理水量較大的廢水，且其沖刷能力不足，易引起濾料內生物膜積累和堵塞，從而影響濾池內的通風，運行過程中會產生濾池蠅，且衛生條件較差，因此，使用受到限制。

❸ 生物膜法的特點

1、微生物主要固著在填料表面，微生物量比活性污泥法要高得多，因此對污水水質水量的變化引起的沖擊負荷適應能力較強。
2、單位容器反應器內的微生物量可以高達活性污泥法的5~20倍，因此處理能力大，一般也不用再建造污泥迴流系統。
3、生物膜中存在較高級營養水平的原生動物和後生動物，食物鏈較長，特別是生物膜較厚時，底部厭氧菌能降解好氧過程中合成的污泥，因而剩餘污泥量產生的也少。
4、由於微生物固著於填料表面，生物固體停留時間SRT與水力停留時間HRT無關，因此為增殖速度較慢的微生物提供了生長繁殖的可能性。
5、生物濾池、轉盤等生物膜法採用自然通風供氧，裝置不會出現泡沫，管理簡單，運行費用較低，操作條件穩定性較好。
6、和活性污泥法相比，除了鏡檢法以外，對生物膜中微生物的數量、活性等指標其它檢測方式較少，而活性污泥法可以通過測定污泥沉降比、SVI、污泥濃度等多種方法對微生物的活性進行檢測。
7、和普通活性污泥法相比，處理效率去除較低，這可能是他和污水的接觸時間有關系。但是作為預處理和高濃度厭氧處理（UASB）是相當不錯的。

❹ MBR膜生物反應器生化處理的污泥濃度是多少

MBR膜生物反應器是一種將高效的膜分離技術與傳統活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝，它以獨特結構浸沒式膜組件置於曝氣池中，經過好氧曝氣與生物處理後的水，由泵通過濾膜過濾後以抽出。它與傳統污水處理方法最大的區別在於取代了傳統生化工藝中的二沉池和三級處理工藝。 採用膜分離技術，實現了HRT與SRT的完全分離,使得污泥濃度可達到6000-10000 mg/L，消除了污泥膨脹帶來的危害，同時大大提高了難降解有機物的去除率。

1. 膜池中的MLSS污泥濃度建議控制在6000--10000mg/L 之間． MBR是一種將高效膜分離技術與傳統活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝，它以獨特結構的浸沒式膜組件置於曝氣池中。經過好氧曝氣和生物處理後的水，由泵通過濾膜過濾後抽出。它與傳統污水處理方法最大的區別在於取代了傳統生化工藝中的二沉池和三級處理工藝。

2. 採用膜分離技術，實現了HRT和SRT的完全分離,使得污泥濃度可以達到6000-10000 mg/L，消除了污泥膨脹帶來的危害，同時大大提高了難降解有機物的去除率。 MBR中，處理污染物的還是微生物（即活性污泥），膜的作用主要用來阻截污泥，而污泥有效組分主要是細菌，細菌的直徑大多在0.5um以上，從經濟角度上講，MBR中膜的孔徑略小於細菌直徑就好，也就是0.2~0.45um之間，這樣既保證在同等通量下，所需膜數量少，能耗低。

3. MBR一般做二級生化，我們建議污泥迴流量是產水的3－4倍，為了保證活性污泥不產生過度聚合．