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深度剖析：污水處理中活性污泥法與生物膜法
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原標題：深度剖析：污水處理中活性污泥法與生物膜法
上一次創洋水處理水處理知識小課堂有給大家初步介紹過廢水處理中活性污泥法與生物膜法二者的異同，想必大家對二者有一定了解，活性污泥法和生物膜法，都是目前比較常見的行之有效，最為通用的方法，足見其在污水處理中的分量是舉足輕重的。今天小編特意搜集資料，給大家深入剖析這兩種方法，希望給大家更為清楚更加深入的認知。
活性污泥法的誕生背景
活性污泥法處理污水1912年由英國人發明，1916年正式在美國建立第一座活性污泥污水處理廠，1941年在英國曼徹斯特建立試驗場。在90余年的史中，隨著在實際生產中的廣泛應用和技術上的不斷革新，特別是近幾十年來，在對其生物反應和凈化處理深入研究探討的基礎上，活性污泥法在生物學、反應動力學的理論方面和工藝方面都有了長足的發展，出現了能適應各種條件的工藝流程。目前，活性污泥法是生活污水、城市污水和機械工業廢水處理中最常用的工藝。就目前形勢來看，活性污泥法的發展方向正向著大型、超大型化和微型化、高效節能化、多功能化、運行自動化和智能化的方向發展。
活性污泥法在污水處理中的作用
活性污泥法是去除有機污染物最有效的方法之一，目前國內外95%以上的城市污水處理和50%左右的工業廢水處理都采用活性污泥法。具有很強的凈化功能，去除BOD(生化需氧量)及混合液中活性污泥濃度的效率高，均可達到95%以上。適合于各種有機廢水，大中小型污水處理廠，高中低負荷。由于是依靠微生物處理，運行費用較低。可實現生物脫氮除磷。
活性污泥及活性污泥法的概念
活性污泥是具有很強吸附、分解能力的絮凝體。活性污泥的核心在于一個“活”字。大家也知道，天然的河流都有自凈功能，這是因為水中生活著一群微生物，微生物吃掉了污染物，所以水體會恢復干凈。所以“活”就體現在微生物這個群體上。
微生物是活性污泥的一部分，除此之外，活性污泥還包括微生物代謝產生的殘留物，吸附在微生物的有機物和無機物。平時看到的曝氣池中的混合液就是活性污泥在水中的形態。
向生活污水中注入空氣進行曝氣，并持續一段時間后，污水中即生成一種絮凝體，是一種黃褐色的絮絨顆粒狀，主要是有大量繁殖的微生物群體構成，它易于沉淀分離，并使污水得到澄清，這就是活性污泥。利用污水中的有機質為基質，在DO(溶氧)存在的條件下，即人工充氧條件下，對污水和各種微生物群體進行連續混合培養，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機污染物，然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統。該方法的運行條件要求具有良好的活性污泥和充足的氧，具有較大的比表面積20~100cm2/mL，99%以上含水率。
活性污泥法處理污水的原理及流程
活性污泥法的基本原理：向生活污水中不斷注入空氣，維持水中足夠的溶解氧，一段時間后污水中形成一種絮凝體—活性污泥，其由大量繁殖的微生物構成，易于沉淀分離，使污水澄清。活性污泥法就是以懸浮在水中的活性污泥為主體，在微生物生長有利的環境條件下和污水充分接觸，使污水凈化。其主要構筑物是曝氣池和二次沉淀池。需處理的污水和回流性污泥一起進入曝氣池，成為懸浮混合液，沿曝氣池注入壓縮空氣曝氣，使污水與活性污泥充分混合，并供給混合液足夠的溶解氧。這時污水中的有機物被活性污泥中的好氧微生物分解，然后混合液進入二沉池，活性污泥與水澄清分離，部分活性污泥回到曝氣池，繼續進行凈化過程，澄清的水排放。由于處理過程中活性污泥不斷增長，部分剩余污泥從系統中排出，以維持系統穩定。
活性污泥性能指標
活性污泥的性能指標有3個：污泥沉降比SV，污泥濃度MLSS和污泥體積指數SVI。
SV很容易測定，但是結果不能完全反應污泥性質和數量。城市污水處理廠的正常SV值一般在20%~30%之間，而有些工業廢水處理廠的正常SV值在90%以上。因此每個污水廠都應該根據自己的運行經驗確定本廠的最佳SV值。SV用圖解釋如下：
MLSS可以反應污泥數量。曝氣池混合液必須維持相對固定的污泥濃度，才能維持處理效果和處理系統穩定運行。每一種活性污泥工藝都有其最佳的污泥濃度。MLSS用圖解釋如下：
生物膜法處理污水
生物膜法處理污水的發展進程
生物膜法是一種古老又在不斷發展中的處理技術，年德國科學家發現生物過濾作用，1865-1893年英國將污水噴灑在粗濾料上，作為膜生物反應器的生物濾池問世，20世紀二三十年代建造了許多生物膜反應器，四五十年代生物濾池逐漸被活性污泥取代的趨勢，70年代新的反應器以獨特的優勢受關注。
生物膜法的概念
生物膜法模擬了自然界中土壤自凈的一種污水處理法，使游離態的微型動物，通過吸附作用附著在濾料或某些載體上，如天然材料(如卵石)、合成材料(如纖維)，在那里生長繁育，并形成膜狀生物污泥生物膜。污水與生物膜接觸，污水中的有機污染物作為營養物質，為生物膜生的微生物所攝取，污水得到凈化，微生物自身也得到繁殖增殖。生物膜表面積增大，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強對污染物的降解。
生物膜法中的微生物
生物膜中微生物群體包括好氧菌、厭氧菌和兼性菌，其中有真菌、藻類、原生菌以及蚊蠅的幼蟲等較高等的動物，在生物濾池中兼性菌常占優勢。無色桿菌屬、假單孢菌屬、產黃菌屬以及產堿桿菌屬等是生物膜中常見的細菌。在生物黏層內，微生物生長條件差，常會出現絲狀浮游球衣細菌和白硫菌屬，在濾池較低部位還存在著硝化菌，如亞硝化單孢菌屬和硝化菌屬。若生物濾池中pH值較低，則真菌起到重要的作用。在濾池頂部有陽光照射處常有藻類生物。藻類一般不直接參與廢物降解，只是通過光合作用向生物膜提供氧，但若太多則會堵塞濾池，不利于操作。在生物膜濾池中原生動物和一些較高等的動物均以細菌為食物，它們起著控制細菌群體數量的作用，能促使細菌群體以較高速率產生新細胞，有利于污水凈化。
圖片來源：網絡
參考資料：山西水利，視覺中國
編輯：創洋水處理科技
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