浅谈几种生物膜技术
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膜生物反应技术类型和应用1膜生物反应的技术类型1.1 曝气生物滤池技术曝气生物滤池处理技术是指通过曝气生物滤池协助污水处理,效果显著,被普遍应用。
在曝气生物滤池技术实际使用过程中,可以将膜分离反应器和生物滤池相结合,共同进行污水治理,并从污水排放源头着手治理内部污染物,最大限度的降低污染物的排放量。
采用曝气生物滤池技术,对胶体、洗涤剂等杂质进行处理时,效果显著。
另外,此种技术在实际使用中,会产生大量的负荷,可降低膜污染的发生,保证污水处理的优良效果。
1.2 EGSB与MBR结合法要想获得较高的污水处理效果,可以将MBR技术同EGSB技术高效结合。
EGSB技术使用的是第三代厌氧反应器,在有机废水处理方面,具有较高的效果,因此被广泛应用与工业废水处理中,如,造纸工业废水处理。
通过此种技术,可以更好的处理,膜对生物反应的吸收而积累的杂质等问题,减少水流量。
1.3 动态内循环反应技术动态内循环反应技术是一种利用对膜生物反应装置更新和改造后产生的新型的污水处理技术,微网材料是动态膜反应器生物膜的主要制作材料,成本低,获取渠道简单,在污水处理过程中,可减少资金的使用。
另外,内循环装置中使用的活性污泥,通过过滤,对污泥进行处理,以此得到的污水也可循环利用。
1.4 组合技术的应用污水种类较多,含有诸多杂质和有害物质,仅凭一种技术是无法得到有效解决的。
然而,随着现代化社会的发展,大量先进的新型技术逐渐涌现,尤其是化学技术被广泛用于生产中。
污水中的杂质及有害物质种类丰富,所以必须积极运用组合技术,实现净化水质的目的,从而降低生物膜在污水过程中产生的污染,进一步提升污水处理效果。
2膜生物反应技术在环境工程污水处理中的应用价值2.1 促进城市绿色发展环境保护是城市绿色发展必然要求,其中污水处理是城市环境保护的重要组成部分。
目前,人们应该对环境工程污水处理技术进行合理的分析和评价,综合考虑各种因素。
污水处理企业应确定水质特征及污染物种类,严格执行相关标准,完善城市污水处理工作,进而促进绿色城市的可持续发展。
生物物理学中的生物膜生物膜是由脂质双层构成的细胞膜,是细胞内外的分界线。
它是细胞的保护层、交通管道、信号传递器和结构支撑物。
生物膜是生命体系中不可或缺的一部分,对于其结构和功能的研究已经成为了生物物理学中的一个重要分支。
一、生物膜的结构生物膜的主要成分是磷脂分子,其中双层磷脂分子是其主要构成。
这种分子由一个羟基化的甘油分子、两个脂肪酸和一个磷酸分子组成。
这些磷脂分子在水中聚集在一起形成一个双层,其中疏水的脂肪酸部分朝内,疏水性较小的磷酸部分朝外。
当这些双层磷脂分子开始形成一个环形的结构时,就形成了生物膜的基本结构。
生物膜通常比较薄,厚度大约只有脂肪酸长度的两倍。
生物膜中还有一些其他的组分,例如蛋白质、胆固醇、糖类和其他生物分子。
这些分子都可以作为生物膜的特征标记并对运输、信号转导和结构组合等方面起到重要作用。
二、生物膜的功能生物膜在细胞中扮演了重要的角色,其主要功能包括:1.细胞膜的保护功能:生物膜可以保护细胞不受外部环境中的有害物质的侵害。
2.交通管道:生物膜是细胞内外交通的主要通道,可以实现细胞内外物质的交换。
3.信号转导:生物膜中存在着多种的受体和信号分子,可以将外部信息传递到细胞内,控制细胞内的生物过程。
4.结构支撑:生物膜具有柔性和弹性,可以在细胞的不同形态和运动中起到必要的支撑作用。
三、生物膜的研究生物膜的研究对于理解细胞的结构和功能具有重要的意义。
生物膜物理学研究的主要方向包括如何从生物学和化学的角度理解生物膜的特性和功能;以及如何从物理学的角度研究生物膜的力学性质和形态结构。
生物膜物理学的研究方法包括模拟技术、非侵入式测量技术和光学显微技术等。
其中,模拟技术可以通过分子动力学以及量子化学计算等方式对生物膜的分子构型和反应过程进行分析;非侵入式测量技术可以对细胞膜中离子通道的活性进行测量,研究其性质和机制;光学显微技术则可以通过观察生物膜变形和运动,分析其力学性质和形态特征。
生物物理学研究的另一个重要方向是开发新型的生物膜模拟材料和方法。
生物膜法分类
生物膜法是指利用生物膜对水中有机污染物进行过滤和去除的
技术。
根据不同的操作方式和生物膜类型,可以将生物膜法分为以下几类:
1. 自然生物膜法:利用自然存在的生物膜对水进行过滤和去除
有机污染物。
例如河流、湖泊等天然水体中的微生物群落可以起到很好的净化作用。
2. 人工生物膜法:利用人工合成的生物膜对水进行过滤和去除
有机污染物。
例如生物滤池、人工湿地等。
3. 反应器生物膜法:利用生物膜在反应器内对水进行处理。
例
如MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor)、IFAS(Integrated Fixed-film Activated Sludge)等。
4. 膜生物膜法:将生物膜与膜蒸发技术结合,利用膜分离技术
对水进行处理。
例如MBR(Membrane Bioreactor)、MB-RO(Membrane Bioreactor-reverse osmosis)等。
5. 生物膜厌氧法:利用厌氧菌生长的生物膜对水进行处理,通
常用于有机物含量较高的废水处理。
例如UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket)、EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)等。
以上是生物膜法的主要分类,每种方法都有其适用范围和优缺点。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的生物膜法来达到最佳的净化效果。
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生物膜技术基本原理及应用生物膜技术是一种利用生物体代谢活性,通过建立和利用微生物、植物细胞或动物细胞形成的生物膜的一种生物工程技术。
它利用微生物、植物细胞或动物细胞固定化和培养的特性,构建具有某种特定功能的生物膜,用于废水处理、制药、食品加工、环境修复等领域。
生物膜技术的基本原理是将特定功能的生物体固定在固体基质上,形成生物膜,通过生物体的代谢活性来实现特定的工业生产或环境修复过程。
对于微生物固定化的生物膜技术,通常使用多种方法,如吸附法、凝胶包埋法、包埋法、粘附法等,将微生物细胞固定在多种载体上,如海绵、滤芯、纤维布等。
对于植物细胞和动物细胞固定化的生物膜技术,通常采用基质培养、微胶囊法等方法,将细胞固定在适当的载体上,在载体的表面形成一层固定化的细胞膜。
生物膜技术的应用广泛,在废水处理方面,生物膜技术被广泛应用于生活污水、工业废水和农业废水的处理。
生物膜技术可以通过微生物的代谢活性,将废水中的有机物、重金属、氮、磷等污染物转化为无害的物质,达到废水处理的目的。
在制药领域,生物膜技术可以将微生物固定在固定化载体上,进行生物反应,用于生产抗生素、酶、酮酸等生物产物。
在食品加工领域,生物膜技术可以利用微生物代谢的特性,进行酒精发酵、乳酸发酵等过程,用于制备酒精、醋、乳酸等食品原料。
在环境修复领域,生物膜技术可以固定化微生物或植物细胞,用于修复受到污染的土壤、水体和空气,降解有机物和重金属等污染物质。
生物膜技术具有许多优势。
首先,生物膜技术可以提高生物体的代谢活性和稳定性,增强反应的效率和稳定性。
其次,生物膜技术可以减少生物体的衍生物或毒素对待处理物质的影响,提高废水处理或生物反应的效果。
此外,生物膜技术可以减少生物体的传播风险,减少对环境的污染。
最后,生物膜技术可以实现生物体的可重复使用,降低生物体的成本和能源消耗。
总之,生物膜技术是一种利用固定化生物体的代谢活性和稳定性,构建具有特定功能的生物膜,应用于废水处理、制药、食品加工、环境修复等领域的生物工程技术。
生物膜的结构和功能分析方法生物膜是生命体系中的重要组成部分,它由生物体表面的微生物或细胞形成,包裹着细胞或物体,发挥着多种功能,如生物间相互作用、物质转运、能量转换和信号传导等。
因此,了解生物膜的结构和功能对于研究生物学、医学和环境科学等领域具有重要意义。
本文将介绍几种常用的生物膜结构和功能分析方法。
一、电子显微镜法电子显微镜法是一种常用的生物膜结构分析方法,它可以观察生物膜的超微结构,并获得高分辨率的图像。
在生物膜的观察中,传统的透射电子显微镜(TEM)可以获得高分辨率的内部结构图像,但不能对生物膜的表面结构进行观察。
而扫描电子显微镜(SEM)可以观察到生物膜的表面结构,但对内部结构的分辨率较低。
因此,在实际应用中,常常采用透射电子显微镜和扫描电子显微镜相结合,用TEM观察生物膜的内部结构,再用SEM观察膜表面的形态,从而获取生物膜的完整结构信息。
二、荧光显微镜法荧光显微镜法是研究生物膜功能的重要方法之一。
荧光标记技术是在生物分子中加入荧光分子,使其具有荧光性,利用荧光显微镜来观察其分布和运动状态,从而揭示生物分子的功能和调控机理。
例如,荧光蛋白(GFP)标记技术是将GFP蛋白加入生物分子中,使其发出荧光,并用荧光显微镜来观察生物分子的分布和动态变化。
通过这种方法,可以观察到微生物在生物膜上的分布和界面相互作用等。
三、红外光谱法红外光谱法是一种常用的生物膜组成分析方法,可以定量测定生物膜中不同成分的含量和结构。
红外光谱法的基本原理是利用不同分子的振动模式对其进行鉴定和分析。
在生物膜分析中,常用的红外光谱包括ATR-FTIR光谱和反射式光谱。
其中,ATR-FTIR光谱可以快速分析生物膜的组成成分和结构,反应快速并且无需样品预处理。
而反射式光谱则可以分析生物膜的表面环境和分子特征,并且可以对常规光谱进行修饰,从而提高其分析灵敏度和分辨率。
四、磁共振成像技术磁共振成像(MRI)技术是一种非侵入性的生物膜分析方法,可以直接观察生物体内的组织和器官,并获得高分辨率的图像。
固定化生物膜技术固定化生物膜技术是一种目前在环境保护和生物工程领域备受关注的新型技术。
它通过固定生物膜的形式,将微生物固定在载体表面,并在特定条件下进行生物降解和生物转化作用,以达到治理水污染、净化废水、提高污水处理效率等目的。
固定化生物膜技术的核心是将微生物固定在载体表面,形成一层稳定的生物膜。
这种生物膜相比于悬浮生物的方式更具有稳定性和生物活性。
固定化生物膜技术可以应用于废水处理、生物气体生产、生物催化等领域。
在废水处理中,通过固定化生物膜技术可以提高生物降解效率,减少处理时间和能耗,降低废水处理成本。
固定化生物膜技术的优势主要体现在以下几个方面:固定化生物膜技术可以提高微生物的生长速率和代谢活性,增加微生物对废水中污染物的降解效率。
相比于悬浮生物,固定化生物膜中的微生物更容易形成互利共生关系,促进降解效率的提高。
固定化生物膜技术可以提高系统的稳定性和抗冲击能力。
生物膜的存在可以减少外界环境因素对微生物的影响,保持系统的稳定性,降低系统受到外界冲击时的风险。
固定化生物膜技术可以减少废水处理过程中的能耗和化学药剂的使用量。
固定化生物膜技术在废水处理中往往能够减少氧气的消耗,降低能耗和运行成本;同时,减少化学药剂的使用也有利于减少对环境的污染。
固定化生物膜技术具有较强的适用性和灵活性。
不同种类的微生物可以通过不同的固定化方法固定在载体表面,以适应不同废水处理系统的需求;同时,固定化生物膜技术也可以与其他废水处理技术结合使用,提高废水处理的效率和综合效益。
固定化生物膜技术虽然在废水处理领域具有广阔的应用前景,但在实际应用过程中还存在一些挑战和问题需要克服。
例如,固定化生物膜技术在长期运行过程中可能会出现生物膜脱落、生物膜过厚等问题,影响系统的稳定性和效率;此外,如何选择合适的载体材料、微生物菌种以及固定化方法也是固定化生物膜技术需要进一步研究和改进的方向。
总的来说,固定化生物膜技术作为一种新兴的生物技术,在环境保护和生物工程领域有着广阔的应用前景。
生物工程知识:生物薄膜技术——从科学薄膜到人体薄膜生物工程知识:生物薄膜技术——从科学薄膜到人体薄膜薄膜技术在生物工程领域发挥着重要作用,其中生物薄膜技术是一个新兴、快速发展的领域,广泛应用于制备各种细胞、组织和器官等的仿生材料,做出更好的治疗手段。
本文将从科学薄膜和人体薄膜两方面入手,探究生物薄膜技术的背后原理及应用,以及其未来发展前景。
一、科学薄膜科学薄膜广泛应用于水处理、制药等众多领域。
生物薄膜技术的发展是建立在科学薄膜技术的基础上的。
其中有三种常见的科学薄膜:1、纳滤膜纳滤膜是利用薄膜过滤技术进行分离,基于分子的大小来进行过滤。
利用纳滤技术可以分离出体积较大的颗粒物质,细菌、细胞、大分子蛋白等,而且以无压差过滤为主要特征,因此应用较广泛。
2、逆渗透膜逆渗透膜与纳滤膜不同,逆渗透膜将水和溶质分开。
逆渗透膜中的分离是通过将一个液体通过一个多孔性的薄膜进行分离,以获得更纯净的水。
逆渗透膜是制备纯水的一个重要手段。
3、超滤膜超滤膜是一种通过物料分子进行筛选的薄膜过滤技术,主要应用于分离和浓缩胶体溶液、肽和蛋白溶液等大分子化合物。
科学薄膜技术的应用具有广泛的前景,并在人们的日常生活中不可或缺。
但是,人们对于科学薄膜技术的应用已经不能满足现在和未来的需求,这就需要更加先进的技术手段。
生物薄膜技术的出现,补充了人们对于薄膜技术的需求。
二、人体薄膜在人类身体中,薄膜是普遍存在的,包括血管内皮膜、肝细胞膜、肺泡上皮膜等,这些都是关键的生物学功能薄膜对于人类身体健康有着重要的作用。
因此,人体薄膜的仿制研究和应用有着广大前景和应用价值。
对于人体薄膜的仿制研究,主要包括以下三个方面:1、仿制人类内皮细胞层内皮细胞层是血管壁上的细胞层,是我们身体循环系统的关键部分,主要起到调节血压、保护组织和器官等作用。
研究人员可以制造出一种仿制细胞层的膜片,将其置于体外进行实验。
这种仿制细胞层的膜片可以帮助研究人员更好地了解人体内皮细胞层的生物学特性以及相关疾病的治疗。
给排水工艺中的生物膜技术及应用生物膜技术是一种在给排水工艺中广泛应用的处理方法。
生物膜技术通过在固体表面附着微生物,形成一层稳定的生物膜来实现有机物与废水中的污染物的降解和去除。
本文将介绍生物膜技术的基本原理、主要类型以及在给排水工程中的应用。
一、生物膜技术的基本原理生物膜技术的基本原理是通过微生物在固体表面形成的生物膜来处理废水。
这种生物膜能提供有利于微生物附着和生长的环境,并提供更高的微生物密度,从而提高废水的降解效率和处理能力。
生物膜技术通常包括生物膜反应器(Biofilm Reactor,BFR)和生物膜污泥法(Biofilm—Activated Sludge Process,BASP)两种。
二、生物膜技术的主要类型(一)生物膜反应器(BFR)生物膜反应器是一种常用的生物膜技术,它允许废水与生物膜接触并通过生物膜进行处理。
生物膜反应器常见的类型包括固定床生物膜反应器(Fixed Bed Biofilm Reactor,FBBR)、流化床生物膜反应器(Fluidized Bed Biofilm Reactor,FBBR)和浸没式生物膜反应器(Submerged Biofilm Reactor,SBR)等。
这些反应器通过控制水流和废水进出口的方式,使废水与生物膜充分接触,并实现废水中的污染物的去除。
(二)生物膜污泥法(BASP)生物膜污泥法是一种将生物膜技术与活性污泥法相结合的处理方法。
在生物膜污泥法中,活性污泥与生物膜共同对废水中的有机物和氮磷等进行处理。
生物膜污泥法常见的类型包括生物膜颗粒(Biofilm Particles,BFp)法、生物膜颗粒污泥颗粒(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)法和生物膜活性污泥(Biofilm Activated Sludge,BAS)法等。
这些方法通过控制活性污泥与生物膜的比例和运行条件,实现对污水中不同污染物的高效去除。
三、给排水工程中生物膜技术的应用(一)废水处理生物膜技术在废水处理中被广泛使用。
生物膜法的具体详细介绍及常用到的生物填料
生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。
常用组合填料,弹性填料,多孔悬浮球填料,流化床填料,软性填料,半软性填料等。
生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统,其附着的固体介质称为滤料或载体。
生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。
生物膜法的原理是,生物膜首先吸附附着水层有机物,由好气层的好气菌将其分解,再进入厌气层进行厌气分解,流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜,如此往复以达到净化污水的目的。
废水中微生物沿固体(可称载体)表面生长的生物处理方法的统称。
因微生物群体沿固体表面生长成粘膜状,故名。
废水和生物膜接触时,污染物从水中转移到膜上,从而得到处理。
其基本机理见水的生物处理法。
生物膜法的中的生物器可以是生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池(及曝气器)或厌氧生物滤池。
前三种用于需氧生物处理过程,后一种用于厌氧过程。
最早出现的生物膜法生物器是间歇砂滤池和接触滤池(满盛碎块的水池)。
它们的运行都是间歇的,过滤-休闲或充水-接触-放水-休闲,构成一个工作周期。
它们是污水灌溉的发展,是以土壤自净现象为基础的。
接着就出现了连续运行的生物滤池。
新型水处理填料问世后,又有了新的发展。
生物膜常用到的的组合填料,弹性填料。
组合填料的应用性比较广,可以适用于耗氧性生物和厌氧性生物池,组合填料在当前和环保水处理行业应用广泛。
生物膜法的分类
目前我国污水处理行业中常用的活性污泥法具有成本高、对水质和水量适应性较差、容易造成二次污染等缺点,而生物膜法的出现有效的改变了这种状况,为我国的污水处理行业带来了新的选择。
生物接触氧化法
生物接触氧化法实际上是一种浸没曝气式生物滤池,是曝气池与生物滤池相结合产生的综合性污水处理工艺,同时具备两种处理方法的优点,具有容积负荷高、抗冲击负荷力强的特点。
但生物接触氧化法的滤料容易发生堵塞,增加了管理的难度。
生物流化床
生物流化床技术是利用气体或液体,使附着微生物的固体颗粒状滤料呈流态化,对污水进行净化的技术。
生物流化床法充分利用了微生物不同生命活动阶段的特征,根据微生物的生长特点将处理阶段划分为固定床阶段、流化床阶段、液体输送阶段三个阶段
移动床生物膜反应器
MBR膜生物膜反应器,是介于生物接触氧化法与生物流化床法之间的一种新型生物膜污水处理工艺,很好的解决了生物接触氧化法中滤料堵塞的问题,同时也克服了生物流化床中三相分离困难的缺点,具有良好的处理效果。
摘要:本文主要介绍了几种现今比较常用的生物膜污水处理工艺的特点、原理及其优势所在。
包括颗粒型、水力自旋传质填料型、活性污泥一生物膜一体化型、无泡曝气膜型。
每种类型都有其特点与适用性,在使用时应该视具体情况进行选择。
关键词:生物膜;污水处理工艺。
引言:生物膜法是污水生物处理的主要技术之一,在污水处理工艺中在几十年的不断研究和进步下,如今已经有多种生物膜反应器应用于污水处理中。
下面简要介绍一下比较常见的几种生物膜污水处理工艺.
1、颗粒型生物膜反应器
1.1上流式污泥床(USB)
上流式污泥床(USB)是20世纪70年代末由荷兰Lettinga开发的又一项新的颗粒型生物膜反应器,主要用于厌氧生物处理系统中,即UASB。
它主要由配水系统、污泥床、三相分离器等组成。
反应过程中产生的气体将污泥和污水进行充分混合,三相分离器将颗粒污泥、气体和污水进行分离,污泥保留在反应器中,气体和处理后的出水排出反应器,其结构示意见图1-1。
1.2污泥膨胀床(EGSB)
2O世纪8O年代后,又出现了新的颗粒污泥反应器,其中以污泥膨胀床(EGSB)和内循环反应器(Ic)最具有代表性。
EGSB与USB的结构类似,但其高径比更大,上升流速更快,颗粒污泥处于膨胀状态。
1.3气提生物膜反应器(BAS)
以上两种是在以前污水处理中应用较多的两种类型,随着技术的进步与提高,在2O世纪8O年代末,一种新型的颗粒型生物膜反应器被开发并应用于工业。
它与以往的颗粒型生物膜反应器不同的是,混合方式是由外部引入的气体将污泥和污水进行混合,是完全混合的方式,被称为气提生物膜反应器(BAS)。
它主要由上升区、下降区和污泥沉降区组成,根据气源的不同,可分为好氧型气提床和厌氧型气提床。
其中好氧型的气源为空气,厌氧型的气源一般为惰性气体或循环利用的空气。
由于它既可用于好氧处理系统,又可用于厌氧处理系统,因此应用领域非常广泛。
2.、水力自旋传质填料生物膜反应器
2.1常规填料的主要缺陷:
填料是生物反应器的关键部位,但目前应用中的填料所起的作用却较为单一,只是作为生物的载体,提供反应场所,并为生物反应器提供较高的微生物量,却不能为生物反应创造良好的传质扩散条件。
由于结构形式不合理,现有的生物反应填料为混合液提供的流道无规律可循,对生物反应过程中流体的流态控制不符合多相流体力学的物系传质机理,使得多相物系之间,即生物细胞与有机底物之间的传质扩散效率不高,从而导致生物底物利用率低、生物反应时间长、能耗大、效率低等现象的出现。
SCMT(self-circle-mass-transfer)型自旋传质生物载体填料便是针对上述情况开发出一种在形状、结构等方面能够创造和满足反应器内理想传质条件的填料。
2.2 SCMT的特点及优势:
(1)SCMT型自旋传质填料与常规聚丙烯阶梯环填料相比,具有相近的技术参数,但却能够在保持出水水质的前提下,有效地减少反应时间和降低能耗,通过对对比试验数据的分析认为,其原因在于SCMT型自旋传质填料能够在反应器内创造更为理想的传质条件,提高传质速率,从而减少反应时间,并降低能耗。
(2)SCMT型自旋传质填料在气流作用下的无规则旋转,提高了整个反应器内的水流、气流的紊流程度。
SCMT型自旋传质填料可将水中的气泡剪切成更加微小的气泡,增大了传质接触表面,使物相接触表面不断更新,并减小传质接触表面的气膜、液膜厚度,从而提高了传质速度。
(3)使用SCMT型自旋传质填料生物反应器处理城市污水,可以在停留时间为1h,气水比为4:1的情况下,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》中规定的二级标准。
3、活性污泥一生物膜一体化反应器:
活性污泥一生物膜复合一体化反应器的设计是基于传统的A/O工艺。
反应器为同心圆结构,由内到外依次分为厌氧区、曝气区和沉淀区,其结构及水力运作形式如图1-3所示。
该反应器的主要特点是:
(1)反应区和沉淀区在立体空间上的巧妙结合实现了结构的一体化。
结构一体化是针对传统污水处理方法通常是由多个单元操作组成的复杂工艺程的弊端而提出和发展起来的。
传统的污水处理工艺各处理单元分设,必然增加基建投资、污水污泥回流管路设备投资以及占地面积,而结构一体化装置具有工艺简捷、结构紧凑、占地少、管理简便、投资省等优点。
(2)反应器厌氧区采用活性污泥法,曝气区内安装填料,将活性污泥工艺和生物膜工艺有机地融合在同一反应器内来稳定和强化处理效果,实现了两种常规生物处理工艺的一体化。
厌氧区采用活性污泥法,便于对泥龄进行控制,有利于除磷菌的生长繁殖。
(3)混合液回流和污泥回流合并为一个系统,节省了一套回流设施,可降低基建投资和运行费用,同时参与回流的污泥均经历了完整的厌氧、好氧过程,具有一种"群体效应",有利于生物除磷。
4、无泡曝气膜生物反应器
4.1工艺原理:
无泡曝气生物反应器(Membrane Aeration Bioiflm Reactor),简称为MABR,由中空纤维膜填料部分和水流部分组成。
生物膜所需要的氧气是通过纤维束填料供给的,中空纤维膜不仅起着供氧作用,同时又是固着生物膜的载体。
图4为无泡曝气膜生物反应器处理污水原理图。
即,纯氧或空气通过中空纤维膜的微孔为生物膜进行无泡曝气.在中空纤维膜的外侧形成的生物膜与污水充分接触.污水中所含的有机物被生物膜吸附和氧化分解.从而使污水得到净化。
4.3无泡曝气的特点:
与常规曝气相比,采用中空纤维膜进行无泡曝气具有如下优点:
①由于曝气不产生气泡,氧直接以分子状态扩散进入生物膜,几乎百分之百地被吸收,传质效率可高达100%,因此溶解氧不再是限制微生物生长的决定因素。
②由于生物膜生长在中空纤维膜的外表面,所以在供氧过程中,生物膜不会受到气体摩擦,不易脱落。
③氧在传递到生物膜的过程中不经过液相边界层,因此,传质阻力比常规曝气法小得多,能耗大大降低。
根据PierreCote等的实验,单位处理水量的能耗可比常规生物膜法减少30%左右。
④曝气过程不产生气泡,避免了传统曝气时污水中易挥发性物质如甲苯、苯酚随气泡进入大气而对环境造成的污染:同时不会由于表面活性剂的存在而产生泡沫。
⑤曝气过程中气液两相分离,溶液的混合与供氧互不干扰,因此可以各自独立设计.反应器的形式更加灵活多变。
⑥中空纤维膜的比表面积可高达50l8m2/m3,为氧的传递和生物膜的生长提供了巨大的
表面
积,有利于反应器向小型化发展。
⑦MABR反应器中气液两相分离,气体压力不受容器内混合状态的影响.因此.可以通过调节气体压力的办法来控制氧的供应。
对于一般废水通过供氧控制,在保证生物膜生长需氧的同时,可以避免因过量曝气而使污水中DO浓度过高,大幅度降低运行费用。
对于含氮废水,通过供氧控制只使靠近纤维膜的内层生物膜获得氧,从而达到同时硝化、反硝化和COD去除的效果Timberlak指出此时的生物膜结构如图5。
参考文献:
[1]生物膜法新工艺无泡曝气膜生物反应器,郑斐,工业用水与废,2004-3。
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[3]颗粒型生物膜反应器在污水处理中的应用,朱钲,环境卫生工程,2006-12。
[4]活性污泥一生物膜一体化反应器处理生活污水性能研究,高旭,安全与环境工程,2007-9。