生物膜法如何检测污泥浓度

❶ 生物膜反应器的生物膜反应器微生物量的测量

在正常运行状况下，复合生物反应器下部是固定生物膜滤床，上部是移动床，其微生物量为：
1、CBBR混合液SS为1 604 mg/L，总量约为2.456 g。
2、固定填料生物膜总量为12.036 g。
3、移动床悬浮填料生物膜总量为1.428 g。
4、CBBR微生物总量约为15.92 g。
该工艺对污水除臭起到了很大作用，它的除臭工艺简单且效果显出。复合生物反应器与其他污水处理设备相结合，降低污水处理难度，从而改善周边环境，有效遏制病菌的传播。随着医疗技术的不断提高，新型药剂的产生将继续加大污水处理难度，所以水处理技术仍需随之提升，满足时代发展需求。
4 MBR研究进展
目前，MBR的研究主要集中在以下几个方面：（1）降低膜污染，提高膜通量；（2）探求合适的工作条件和工艺参数；（3）降低处理工艺的运行成本。
张少辉, 郑平, 华玉妹〔1〕用反硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的研究等选取不同截留分子量的聚醚砜膜（PES），采用板框式膜组件构成的厌氧MBR对高浓度食品废水进行处理，考察了截留分子量对膜通量和出水效果的影响。
王荣昌,文湘华,钱易〔2〕 分析了生物膜反应器中好氧颗粒污泥形成机理，研究了MBR运行条件对膜过滤特性的影响。
杨玉旺〔3〕研究了移动床生物膜反应器处理污水的研究应用进展。
邢传宏等进行了管式MBR（分置式）处理城市污水的工艺设计，认为运行成本主要由电费、药剂费和人工费等3部分组成。其中电费是最主要的，电耗为2.3kW·h/m3。
鲁敏，曾庆福，张跃武〔4〕对一种新型生物膜反应器处理污水的研究发生了浓厚兴趣。
王亚娥等分析了影响超滤膜通量和过滤阻力的主要因素。
杨磊等对MBR运行过程中的膜污染和清洗进行了较详尽的试验。
李军, 彭永臻, 杨秀山 ,王宝贞 ,杨海燕〔5〕着重研究了序批式生物膜法反硝化除磷特性及其机理。
姜苏等〔6〕研究了一体化A/O生物膜法处理生活污水。
白宇等〔7〕研究分析了污水深度处理生物滤层中菌群的时空分布特征。
陈壁波等〔8〕对移动床生物膜反应器及对造纸废水处理的意义进行了卓有成效的研究论证。
Cote P 研究了浸没式膜系统的电耗，包括抽吸泵及曝气2部分。每立方米产水仅耗电0.3～0.6 kW·h，而电耗是运行费用的主要部分。
荣宏伟等〔9〕在实验室条件下对序批式生物膜法生物除磷进行了试验研究，得出了令人期待的结论。
Wang L-Choo Ho等比较了浸没式和分置式MBR工艺运行时的电耗，结果是，在通量为18L/(m2·h)的情况下，前者电耗仅为0.2～0.4 kW·h /m3,而后者电耗为2～10 kW·h /m3。
鲍立宁等〔10〕在电极生物膜脱氮工艺中反硝化菌相分析方面进行了研究。
MBR因自身特殊的工艺也要求了不同于一般的超、微滤膜材料，但制备针对于MBR所用的膜材料的研究还很少。显然选择合适的膜材料是降低膜污染的一个重要方法，这还有待于进一步研究。
5 MBR应用实例
随着研究的深入，国内外已有了MBR应用的实例。实践表明，膜污染严重、水通量低，是限制MBR推广应用最主要的原因。
加拿大Cote P等 报道了北美洲在20世纪90年代MBR发展的概况。其中ZENON环保公司在1996年推出了组件膜面积为46m2、体积密度为63m2/m3的ZW-500型膜生物反应器，该设备已成功地应用于市政污水处理。目前以小规模装置为主，处理能力为10～200m3/d，主要在办公楼、购物中心、学校、医院和疗养地推广使用。装置的水力停留时间(HRT)为24h，SRT为1～2年。滤出液经过紫外线消毒或活性炭吸附后，用作厕所冲洗水。在安大略省建成的日处理污水3 800m3的MBR装置，安装了ZW-500型膜组件144个，总膜面积6624m2。曝气池体积440m3，正常HRT为3.8h；厌氧反应池体积为380m3，HRT为2.4h。运行期间的MLSS浓度为12 000～20 000mg/L，MLVSS浓度仅为MLSS的55%～70%。运行9个月以来出水BOD和有机磷的去除率都接近100%。
日本自1998年以来，着重推广了中水道系统的开发利用。其目的主要是将以厨房排水、洗脸及洗澡后的排水为主体的楼房排水进行处理，然后作为厕所冲洗水再利用。比如，日立工厂建设公司用高浓度活性污泥法和旋转平板超滤膜装置组合而成的系统作为大楼中水道的回用系统。因为膜板旋转，使膜表面的污泥被搅拌，从而可控制膜面污染。
天津清华德人环境公司和天津大学共同研制的MBR已有了一些的应用实例。以处理天津某写字楼排放的污水为例，该写字楼的建筑面积约为17 000m2,采用了日处理能力为25m3 的装置，设备本体占地3.2m2,投资10余万元，能耗为0.8kW·h/m3。处理出水可用作冲厕、绿化及洗车等。
郑斐等〔11〕研制出生物膜法的新工艺—无泡曝气膜生物反应器。
吕晓辉等〔12〕对移动床生物膜反应器脱氮除磷技术情有独衷，使脱氮除磷效率又有了较大的发展。
6结语 1 MBR综合了膜分离技术和生物处理技术的优点，超、微滤膜组件能替代CAS中的二沉池，更有效地进行泥水分离，并延长SRT，提高微生物对污水中有机物的处理能力。经超、微滤膜处理后出水水质好可以直接用于非饮用水回用。系统占地面积小，几乎不排剩余污泥，具有较高的抗冲击能力。 2 MBR具有一定的实用性，但膜污染仍是制约MBR推广应用的最主要因素。因为MBR中膜材料既要面临活性污泥、污水中固体颗粒的污染，又要面临活性污泥中微生物的侵蚀。虽可以通过控制抽停时间、曝气量等工艺参数以及采用适当的清洗技术来减少膜面的污染，但最有效、最根本的方法是研制出一种抗污染、耐微生物侵蚀的新的膜材料及对膜进行适当的改性。 3 在应用MBR技术处理市政、生活污水并实现中水回用时，还要考虑另外一个关键因素，即运行成本。因此，在研究中要始终将运行成本。作为考虑试验方案和确定试验结果的主要出发点。 7参考文献
1张少辉, 郑平, 华玉妹. 反硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的研究. 环境科学学报,2004,24(2):220～224
2王荣昌,文湘华,钱易. 生物膜反应器中好氧颗粒污泥形成机理. 中国给水排水，2004，20（3）：5～8.
3杨玉旺.移动床生物膜反应器处理污水的研究应用进展. 工业水处理，2004，24（2）：12～15.
4 鲁 敏，曾庆福，张跃武. 一种新型生物膜反应器处理污水的研究. 中国给水排水，2004，17（4）：5～8.
5 李 军, 彭永臻, 杨秀山 ,王宝贞 ,杨海燕. 序批式生物膜法反硝化除磷特性及其机理. 中国环境科学 2004,24(2)：219～223。
6 姜苏, 周集体, 郭海燕, 张志勇. 一体化A/O生物膜法处理生活污水. 中国给水排水，2004，20（5）：56～58.
7 白宇, 张杰, 闫立龙, 陈淑芳, 郜玉楠. 污水深度处理生物滤层中菌群的时空分布特征. 城市环境与城市，2004，17（4）：21～23.
8 陈壁波，李友明. 移动床生物膜反应器及对造纸废水处理的意义. 中国造纸，2004，23（8）：47～50.
9 荣宏伟, 吕炳南, 张子辉. 序批式生物膜法生物除磷的试验研究. 湘潭矿业学院学报，2004，19（1）：88～91.
10 鲍立宁, 洪桂云, 黄显怀. 电极生物膜脱氮工艺中反硝化菌相分析. 安徽建筑工业学院学报(自然科学版)， 2004，12（5）:1～4.
11 郑斐，朱文亭. 生物膜法新工艺—无泡曝气膜生物反应器. 工业用水与废水，2004，35（3）：11～14.
12吕晓辉, 胡龙兴. 移动床生物膜反应器脱氮除磷技术. 化学工程师，2004，108（9）：20～22

❷ 环保工程师专业知识：生物膜法

环保工程师专业知识：生物膜法

生物膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物来去除废水中有机物的方法，为生物膜提供附着生长固定表面的材料称为填料，是影响生物膜法的发展和性能的重要因素。

生物膜法的基本原理

1.生物膜的形成及特点

生物膜法是通过附着在载体或介质表面上的细菌等微生物生长繁殖，形成膜状活性生物污泥——生物膜，利用生物膜降解污水中的有机物的生物处理方法。生物膜中的微生物以污水中的有机污染物为营养物质，在新陈代谢过程中将有机物降解，同时微生物自身也得到增殖。

随着微生物的不断繁殖增长，以及废水中悬浮物和微生物的不断沉积，使生物膜的厚度不断增加，其结果是使生物膜的结构发生变化。

在生物处理过程中，生物膜总是在不断地生长、更新和脱落的，造成生物膜不断脱落的原因有：水力冲刷、由于膜增厚造成重的增大、原生动物的松动、厌氧层和介质的粘结力较弱等。

生物膜法适用于中小规模污水生物处理，污水处理系统可以独立建立，也可以与其他污水处理工艺组合应用。污水进行生物膜法处理前，宜经沉淀处理，当进水水质或水量波动大时，应设置调节池。

2.生物膜的结构及其净化废水的机理

生物膜是蓬松的絮状结构，微孔多，表面积大，具有很强的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉积于膜上的有机物为营养物质，将一部分物质转化为细胞物质，进行繁殖生长，成为生物膜中新的活性物质，另一部分物质转化为排泄物，在转化程中放出能量，供应微生物生长的需要。增殖的生物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中被截留下来，成为污泥。如果

有机物负荷比较高，生物膜对吸附的有机物来不及氧化分解时，能形成不稳定的污泥，这类污泥需要进行再处理。由于生物膜法中的微生物以附着的状态存在，所以泥龄长，使生物膜中既有世代时间短、比增长速率大的微生物，双有世代时间长、比增长速率小的微生物，这使生物膜法中参与代谢的微生物种类多于活性污泥法。

3.生物膜法的主要特征

与活性污泥法相比，生物膜法具有以下特征：

⑴生物相特征：

①参与净化反应微生物多样化

②生物的食物链长

③能够存活世代时间较长的微生物

④分段运行与优占种属

⑵工艺特征

①抗冲击负荷能力强

②污泥沉降性能良好，宜于固液分离

③能够处理低浓度的废水

④运行简单、节能，易于维护管理，动力费用低

⑤产生的污泥量少

⑥在低水温条件下，也能保持一定的净化功能

⑦具有较好的硝化与脱氮功能

生物膜法的主要影响因素

影响生物膜法的因素很多，例如水质、温度、pH值、溶解氧、营养平衡、有毒有害物质浓度等，这些因素也是影响活性污泥法等的因素，前面已讲过，下面介绍一下生物膜法所特有的影响因素。

1.水力负荷

水力负荷对生物膜法的处理效果以及生物膜厚度和传质改善等方面都有一定的'影响。生物膜法有多种处理工艺，应该选择合适的水力负荷。

2.载体表面结构和性质

载体对污水处理效果的影响主要反映在载体的表面性质，包括载体的比表面积大小、载体表面亲水性及表面电荷、表面粗糙度、载体的密度、孔隙率和材料强度等。载体的选择不仅决定了可供生物膜生长的面积大小和生物量的多少，还影响反应器中的水动力学状态。

3.生物膜量及其活性

生物膜的厚度反映了生物量的大小，但是生物活性并非总是与生物量成正相关性。生物膜由好氧膜和厌氧膜组成，好氧膜的厚度通常为1.5～2.0mm，有机物的降解主要在好氧层内完成。不能单纯追求增加反应器的生物量，应保证反应器内生物膜正常脱落更新而不发生载体间隙被堵塞的现象。

生物膜法的类型及工艺流程

生物膜法有多种分类，按照微生物附着的载体存在状态可分为固定床生物膜法和流动床生物膜法。固定床生物膜分为生物滤池和生物接触氧化法等，流动床生物膜法包括生物流化床和移动床等。

按照生物膜被污水浸没的程度生物膜法又可分为浸没式生物膜法、半浸没式生物膜法和非浸没式生物膜法。常见的浸没式生物膜法包括生物接触氧化池、曝气生物滤池等，常见的半浸没式生物膜法有生物转盘，常见的非浸没式生物膜法有生物滤池，生物滤池又分为普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池三种类型。

1.普通生物滤池

⑴工艺流程

普通生物滤池又名滴滤池，是生物滤池早期出现的类型，即第一代的生物滤池。污水先进入初沉池，去除可沉的悬浮物，接着进入生物滤池。经过滤池处理的污水和生物滤料上脱落的老化生物膜流入二沉池，经过固液分离后，排出净化水。

⑵构造

普通生物滤池由池体、滤料、布水装置和排水系统等四部分组成。

①池体

其平面形式多呈方形、矩形或圆形，池壁一般用砖石或钢筋混凝土筑造而成。

②滤料

滤料表面有生物膜附着，是净化污水的主体，滤料对生物滤池的工作效能影响较大。生物滤池一般采用实心拳状无机滤料，如碎石、卵石和炉渣等。近年来，生物滤池多采用塑料滤料，主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等加工成波纹板、蜂窝管、环状以及空圆柱等复合式滤料，其特点是质轻、强度高、耐腐蚀、比表面积大、孔隙率高，从而大大改善了膜生长及通风条件，使处理能力大大提高。

③布水装置

普通生物滤池多采用固定式喷嘴布水系统，主要由虹吸装置、配水池、布水管道和喷嘴等部分组成。

④排水系统

普通生物滤池底部的排水系统，位于滤料层的下面，主要起收集及排出处理后的废水，保证通风和支撑滤料的作用。排水系统通常分为两层，即包括滤料下的渗水装置和底板处的集水沟和排水沟。

⑶工艺特点

①普通生物滤池一般适用于处理每日污水量不大于1000m3的小城镇污水和有机工业废水，净化效率高，处理效果好，出水

水质稳定。

②基建投资省，运行稳定，易于管理，动力消耗低，节省能源。

③剩余污泥量小。

④负荷较低，占地面积大，不适用于处理水量较大的废水，且其冲刷能力不足，易引起滤料内生物膜积累和堵塞，从而影响滤池内的通风，运行过程中会产生滤池蝇，且卫生条件较差，因此，使用受到限制。

❸ 生物膜法的特点

1、微生物主要固着在填料表面，微生物量比活性污泥法要高得多，因此对污水水质水量的变化引起的冲击负荷适应能力较强。
2、单位容器反应器内的微生物量可以高达活性污泥法的5~20倍，因此处理能力大，一般也不用再建造污泥回流系统。
3、生物膜中存在较高级营养水平的原生动物和后生动物，食物链较长，特别是生物膜较厚时，底部厌氧菌能降解好氧过程中合成的污泥，因而剩余污泥量产生的也少。
4、由于微生物固着于填料表面，生物固体停留时间SRT与水力停留时间HRT无关，因此为增殖速度较慢的微生物提供了生长繁殖的可能性。
5、生物滤池、转盘等生物膜法采用自然通风供氧，装置不会出现泡沫，管理简单，运行费用较低，操作条件稳定性较好。
6、和活性污泥法相比，除了镜检法以外，对生物膜中微生物的数量、活性等指标其它检测方式较少，而活性污泥法可以通过测定污泥沉降比、SVI、污泥浓度等多种方法对微生物的活性进行检测。
7、和普通活性污泥法相比，处理效率去除较低，这可能是他和污水的接触时间有关系。但是作为预处理和高浓度厌氧处理（UASB）是相当不错的。

❹ MBR膜生物反应器生化处理的污泥浓度是多少

MBR膜生物反应器是一种将高效的膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它以独特结构浸没式膜组件置于曝气池中，经过好氧曝气与生物处理后的水，由泵通过滤膜过滤后以抽出。它与传统污水处理方法最大的区别在于取代了传统生化工艺中的二沉池和三级处理工艺。 采用膜分离技术，实现了HRT与SRT的完全分离,使得污泥浓度可达到6000-10000 mg/L，消除了污泥膨胀带来的危害，同时大大提高了难降解有机物的去除率。

1. 膜池中的MLSS污泥浓度建议控制在6000--10000mg/L 之间． MBR是一种将高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺，它以独特结构的浸没式膜组件置于曝气池中。经过好氧曝气和生物处理后的水，由泵通过滤膜过滤后抽出。它与传统污水处理方法最大的区别在于取代了传统生化工艺中的二沉池和三级处理工艺。

2. 采用膜分离技术，实现了HRT和SRT的完全分离,使得污泥浓度可以达到6000-10000 mg/L，消除了污泥膨胀带来的危害，同时大大提高了难降解有机物的去除率。 MBR中，处理污染物的还是微生物（即活性污泥），膜的作用主要用来阻截污泥，而污泥有效组分主要是细菌，细菌的直径大多在0.5um以上，从经济角度上讲，MBR中膜的孔径略小于细菌直径就好，也就是0.2~0.45um之间，这样既保证在同等通量下，所需膜数量少，能耗低。

3. MBR一般做二级生化，我们建议污泥回流量是产水的3－4倍，为了保证活性污泥不产生过度聚合．