生物膜处理技术的研究进展

————————————————————————’。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。’’。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。●______-_________________________—-／／／i／i／／⋯一．技术交流生物膜处理技术的研究进展青岛市建筑设计研究院吴会中单欣首创瑞海水务有限公司赵琛琛摘要：本文综述了生物膜技术的发展概况及其传质理论，并且对各种类型生物膜反应器的应用和发展作了简要论述，最后提出了生物膜技术的发展方向。关键词：生物膜；生物膜处理技术；生物膜反应器；StudyandProgressforBiofilmTreatmentTechnologyWUhui-zhonglZHAOchen-chen2SHANxin1【1．QingdaoArchitecturalDesignandResearchInstitute．Qingdao266003；2．CapitalRuihaiWaterAffairsLtd．，Qingdao266042)Abstract：Developmentalsurveyandtransferringtheoryforbiofilmtechnologyaresummarizedinthepaper，also，applicationanddevelopmentforvariousstylesofbiofilmreactorsarediscussed．Intheend．developmentaldirectionofbiofilmtechnologyisbroughtforwarded．Keywords：biofilm；biofilmtreatmenttechnology；bilfilmreactors；1发展概况生物膜是由固定在附着生长载体上的并经常镶嵌在有机多聚物结构中的细胞所组成。生物膜具有孔状结构，并具有很强的吸附性能。研究发现，构成生物膜的微生物主要有：细菌、真菌、藻类(在有光条件下)、原生动物和后生动物，此外还有病毒【1]。生物膜技术【2]实质上是微生物固定化技术，它是将微生物细胞固定在载体(即填料)上，细胞与载体间不发生任何化学反应，并在其上生长繁殖，最后形成膜状生物污泥。通过人工强化技术将生物膜引入到污水处理反应器中便形成了生物膜反应器，它是污水生物处理的主要技术之一，它与活性污泥法并列，既是古老的，又是发展中的污水生物处理技术。19世纪末，英国科研人员在单相滤料上喷洒污水进行净化试验取得了良好的净化效果，作为生物膜反应器的生物滤池开始应用，并从此开始了污水处理的实践。到了20世~2,60年代，由于新型有机人工合成填料的广泛使用，从而使得生物膜技术飞速发展。到了20世纪70年代，除了普通生物滤池外，生物转盘、淹没式生物滤池和生物流化等技术都得到了比较多的研究应用。2传质理论上世纪七十年代以前，生物膜法处理水仅在实验室进行技术性探索，八十年代以后逐渐由“技术性”转入对生物膜的结构及传质特性的研究，特别是生物膜的传质理论是近年关注的热点研究领域f31。由于生物膜具有较大的表面积，所以其吸附性十分优良。早期的理论工作主要集中描述污水中的有机物如何被生物膜吸附、富集，并建立了许多模型。比较典型的有LAWPRC模型[4](LAWPRC为国际水污染控制与研究协会缩写)，该模型有四个标淮型可供利用，并配有相关的软件。在实际工程设计中，根据水质情况，可选用适当的模型进行计算。但是，吸附、富集仅是对物理过程的描述。进入生物膜的有机物是如何传递的，即所谓的生物膜的传质过程是更深入的理论内容。近年，不少研究人员已采用经典的扩散理论[5](~NFick方程)建立了多种有机污染物在生物膜中的传质过程。较成功的理论是采用扩散方程一双膜理论发展起来的，其特点是能够全面描述有机污染物进入生物膜后的浓度分布及浓度迁移情况。最近，香港大学的有关科研人员对这一理论又进行了更完善的修正f61。目前采用扩散方程一双膜理论描述有机污染物在生物膜中的传质特性已逐渐成熟。3生物膜反应器迄今为止，应用于污水处理的生物膜反应器各式各异，从传统的生物滤池、生物转盘和生物接触氧化到新型的生物流化床、移动床生物膜反应器及复合式生物膜反应器等，均得到了不同程度的研究应用。3．1伟统生物膜反应器3．1．1生物滤池生物滤池f7]是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人=】_=生物处理技术。它是当代污水生物处理系统中认识的最早的处理工艺，是19世纪末发展起来的。生物滤池的发展经历了普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池三个阶段，成为一种比较成熟的工艺，具有负荷率高、占地面积大大缩小、对水质水量突变的适应性强等优点。近年来，将生物滤池应用于微污染水源水的预处理工艺