生物膜法是一种高效的废水处理方法,具有污泥量少,不会引起污泥膨胀,对废水的水质和水量的变动具有较好的适应能力,运行管理简单等特点。
生物膜法是使微生物附着在载体表面上并形成生物膜,当污水流经载体表面时,污水中的有机物及溶解氧向生物膜内部扩散。膜内微生物在有氧存在的情况下对有机物进行分解代谢和机体合成代谢,同时分解的代谢产物从生物膜扩散到水相和空气中,从而使废水中的有机物得以降解。
活性污泥法和生物膜法的区别不仅仅是微生物的悬浮与附着之分,更重要的是扩散过程在生物膜处理系统中是一个必须考虑的因素。在生物膜反应器中,有机污染物、溶解氧及各种必须的营养物质*先要从液相扩散到生物膜表面,进而进到生物膜内部,只有扩散到生物膜表面或内部的污染物才有可能被生物膜内微生物分解与转化,*终形成各种代谢产物。另外,在生物膜反应器中,由于微生物被固定在载体上,从而实现了SRT与HRT(水力停留时间)的分离,使得增殖速率慢的微生物也能生长繁殖。因此,生物膜是一稳定的、多样的微生物生态系统。
采用铝盐或铁盐除磷时,主要生成难溶性的磷酸铝或磷酸铁,其投加量与污水中总磷量成正比。可用于生物反应池的前置、后置和同步投加。采用亚铁盐需先氧化成铁盐后才能取得*大除磷**,因此其一般不作为后置投加的混凝剂,在前置投加时,一般投加在曝气沉砂池中,以使亚铁盐迅速氧化成铁盐。采用石灰除磷时,生成Ca5(PO4)3OH沉淀,其溶解度与pH值有关,因而所需石灰量取决于污水的碱度,而不是含磷量。石灰作混凝剂不能用于同步除磷,只能用于前置或后置除磷。石灰用于前置除磷后污水pH值较高,进生物处理系统前需调节pH值;石灰用于后置除磷时,处理后的出水必须调节pH值才能满足排放要求;石灰还可用于污泥厌氧释磷池或污泥处理过程中产生的富磷上清液的除磷。用石灰除磷,污泥量较铝盐或铁盐大很多,因而很少采用。加入少量阴离子、阳离子或阴阳离子聚合电解质,如聚丙烯酰胺(PAM),作为助凝剂,有利于分散的游离金属磷酸盐絮体混凝和沉淀。
在临界值以前,微生物从液相传送、扩散到载体表面是控制步骤,一旦超过此临界值,微生物在载体表面的附着、固定受到载体**表面积的限制,不再依赖于悬浮微生物的浓度。但附着固定平衡后,载体表面微生物的量是由微生物及载体表面特性所决定的。
悬浮微生物的活性
微生物的活性通常可用微生物的比增长率(μ)来描述,即单位质量微生物的增长繁殖速率。因此,在研究微生物活性对生物膜形成的初阶段的影响时,关键是如何控制悬浮微生物的比增长率。研究结果表明,硝化细菌在载体表面的附着固定量及初始速率均正比于悬浮硝化细菌的活性。Bryers等人在研究异养生物膜的形成时也得出同样结果。
影响悬浮微生物活性的因素主要有如下几种:
(1)当悬浮微生物的生物活性较高时,其分泌胞外多聚物的能力较强。这种粘性的胞外多聚物在细菌与载体之间起到了生物粘合剂的作用,使得细菌易于在载体表面附着、固定;
(2)微生物所处的能量水平直接与它们的增长率相关。当卢增加时,悬浮微生物的动能随之增加。这些能量有助于克服在固定化过程中微生物载体表面间的能垒,使得细菌初始积累速率与悬浮细菌活性成正比;
(3)微生物的表面结构随着其活性的不同而相应变化。Herben等人研究发现,悬浮细菌活性对细菌在载体表面的附着固定过程有影响,而且,细菌表面的化学(http://www.maoyihang.com/invest/l_173/)组成、官能团的量也随细菌活性的变化有显着变化。同时,Wastson等人的研究表明,细胞膜等随悬浮细菌活性的变化而有显着变化。细菌表面的这些变化将直接影响微生物在载体表面的附着、固定。因此,通常认为,由悬浮微生物活性变化而引起的细菌表面生理状态或分子组成的变化是有利于细菌在载体表面附着、固定的。