小型MBR膜生活污水處理設備

生物膜結構及處理污水的原理
生物膜法是模擬了自然界中土壤自凈的一種污水處理法，它使微生物群體附著于固體填料的表面，形成生物膜。當廢水流經新設置的濾料表面，游離態的微生物及懸浮物通過吸附作用附著在濾料表面，構成了生物膜。隨著污水的流入，微生物不斷生長繁殖從而使生物膜逐步增厚，經過10~30d左右，就可形成成熟的工作正常的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮狀結構，微孔較多，表面積很大，因此具有很強的吸附作用，有利于微生物進一步對這些被吸附的有機物的分解和利用。當生物膜增厚到一定程度，將受到水力的流涮作用而發生剝落。適當的剝落可使生物膜得到更新。生物膜的外表層的微生物一般為好氣菌，因而稱好氣層。內層因受氧擴散的影響而供氧不足，因而使厭氧菌大量繁殖形成厭氧層。

生物膜微生物以吸附和沉積于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，在轉化過程中釋放能量，滿足微生物生長的需要。增殖的生物膜脫落后進入廢水，在二次沉淀池中被截留下來，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[7]。
污水處理中活性污泥法與生物膜法的比較
活性污泥法與生物膜法具有不同的工藝特點
固著于固體表面上的生物膜對廢水水質、水量的變化有較強的適應性，操作穩定性好;而活性污泥法常用于特定水質、低濃度的污水處理，而且污水中含有足夠的可溶性、易分解的有機物，但處理廢水中的膠狀污染物較為理想。
小型MBR膜生活污水處理設備生物膜法不會發生污泥膨脹，產生的污泥量少，運行管理較方便，且節能，易于維護管理，動力費用低;而活性污泥法在步中要攪動，導致曝氣池會產生大量泡沫，污泥膨脹，而且還需要空氣壓縮、攪動、污泥回流等耗費動力設備的過程，所以在動力方面則花費較大。
活性污泥法需要人為地從空氣壓縮機站送入壓縮空氣，通過鋪設在曝氣池底部的空氣擴散裝置，以細小氣泡的形式進入污水中;生物膜法則采用自然通風供氧。
活性污泥法對污水的沖擊負荷比較敏感;生物膜法有一定的抗沖擊負荷能力。
活性污泥法污水與污泥一直處在接觸混合狀態，而且是絮凝狀態，導致污泥沉降性能較差，有時會出現污泥上浮;生物膜法的污泥沉降性能良好，宜于固液分離。
活性污泥法需要水溫在15~20℃;生物膜法在低水溫條件下能保持一定的凈化功能。
活性污泥法具有很好的脫氮除磷功能，生物膜法則具有較好的硝化與脫氮功能。
生物膜法有膜，有固體濾料存在，時間長了就存在污水腐蝕問題，而活性污泥法就不存在此問題。

活性污泥法與生物膜法中的生物相不同
生物膜法參與凈化反應微生物多樣化，生物的食物鏈長;而活性污泥法則相對較少，但微生物和污水中的物質也可以形成相對復雜的生物鏈。
由于微生物附著于固體表面，即使增殖速度慢的微生物也能生長繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留時間長的微生物被排出曝氣池，因此，生物膜中的生物相更為豐富，且沿水流方向膜中生物種群具有一定分布。
在，有機物代謝較多的轉移為能量，合成新細胞即剩余污泥量較少;經過沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出，其中大部分作為接種污泥回流至曝氣池，以保證曝氣池內的懸浮固體濃度和微生物濃度都是同營養級的微生物，而且污染物在很大程度上從污水中轉移到了這些剩余污泥中，所以活性污泥法的剩余污泥量則較多。
活性污泥中的微生物可事先人為培養控制其生長，運行靈活性較強。生物膜法中的微生物難以人為控制，運行靈活性較差。

小型MBR膜生活污水處理設備有機廢水的生物技術有兩種方法，一是活性污泥法，二是生物膜法。活性污泥法屬于懸浮生物處理系統，其優點是曝氣池內微生物、各環境要素分布均勻，傳質效率較高，而且投資省。但是，該工藝的主要問題是：首先，排泥量大，泥齡較短，不能滿足硝化的要求，進而不能實現脫氮；其次，容積負荷低，造成處理效率低和占地面積大；第三，容易誘發絲狀菌膨脹等。生物膜法屬于生物附著污水處理系統，其利用生物填料來固定微生物。與活性污泥技術相比，生物膜法的主要優點有：較長的污泥齡，適于世代周期較長的硝化菌的生長；溶解氧在生物膜上的梯度分布，為不同的微生物生態結構和代謝提供了條件；污水處理效率高、占地面積相對較小、抗沖擊性強等，因此，適合處理工業廢水。但是，生物膜法的主要缺點是微生物與各類底物之間的傳質效率較低，表現為：（1）生物填料容易在曝氣池內形成擁堵、結團或溝流，傳質不均勻，直接降低生物膜法的效率；（2）反應器內氣液接觸時間短，氧的利用率低。
MBBR是將活性污泥法與生物膜技術耦合形成的新工藝，是將生物膜技術以活性污泥的方式運行的廢水處理工藝。該技術在發揮了活性污泥法的高傳質效率和生物膜法的高硝化效率的同時，有效克服了兩者存在的問題。成為新興的廢水處理工藝。

（2）技術原理
MBBR工藝特征是在生物曝氣池中填入可移動的生物載體。微生物在載體上掛膜和沉積，形成懸浮微生物、掛膜微生物和載體構架內沉積的微生物等不同狀態的微生物，構成脫碳、硝化、反硝化微生物的生態結構，完成COD凈化、氨的轉化和脫氮等功能。同時，由于掛膜微生物保持了長的泥齡（SRT），對難降解性有機物表現出良好的分解能力。
（3）技術特點
MBBR具有如下技術特點：
① MBBR載體采用PE或PP經適當配方改性制成，具有良好的親水性，密度接近1g/cm3,保證了載體具有很好的掛膜能力和在水中良好的移動性。而且，特殊的結構設計使各種功能微生物形成良好的生態分布和較高的生物量，實現的COD凈化、氨的轉化和脫氮等。處理水符合國家排放標準一級A。
② 在生物曝氣池中移動的載體對氣泡有切割作用。切割的氣泡有利于提高氧在水中的溶解。氧的利用效率比活性污泥法提高15%-20%，從而降低運行費用。
③ 產生的剩余污泥量很少。產生的剩余污泥量為傳統活性污泥法的10%-50%。
④ 具有靈活的工藝運行方式。可以推流式、序批式等方式運行。并方便地與其他各種單元技術連接。

占地面積小。達到相同處理效果時，比傳統活性污泥法的占地面積小20%-30%。
VTBR生物反應器的動力學原理為：氣液并流向上通過級生物反應器，氣液混合物經過下降管依次導入下一級反應器，使氣體與液體在下降管中充分混合并使接觸時間大大加長，氧的傳遞效率得到提高，能耗下降，體現了技術經濟的先進性。