小型MBR膜生活污水处理设备

生物膜结构及处理污水的原理
生物膜法是模拟了自然界中土壤自净的一种污水处理法，它使微生物群体附着于固体填料的表面，形成生物膜。当废水流经新设置的滤料表面，游离态的微生物及悬浮物通过吸附作用附着在滤料表面，构成了生物膜。随着污水的流入，微生物不断生长繁殖从而使生物膜逐步增厚，经过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状结构，微孔较多，表面积很大，因此具有很强的吸附作用，有利于微生物进一步对这些被吸附的有机物的分解和利用。当生物膜增厚到一定程度，将受到水力的流涮作用而发生剥落。适当的剥落可使生物膜得到更新。生物膜的外表层的微生物一般为好气菌，因而称好气层。内层因受氧扩散的影响而供氧不足，因而使厌氧菌大量繁殖形成厌氧层。

生物膜微生物以吸附和沉积于膜上的有机物为营养物质，将一部分物质转化为细胞物质进行繁殖生长，成为生物膜中新的活性物质，另一部分物质转化为排泄物，在转化过程中释放能量，满足微生物生长的需要。增殖的生物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中被截留下来，成为污泥。如果有机物负荷比较高，生物膜对吸附的有机物来不及氧化分解时，能形成不稳定的污泥，这类污泥需要进行再处理[7]。
污水处理中活性污泥法与生物膜法的比较
活性污泥法与生物膜法具有不同的工艺特点
固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性，操作稳定性好;而活性污泥法常用于特定水质、低浓度的污水处理，而且污水中含有足够的可溶性、易分解的有机物，但处理废水中的胶状污染物较为理想。
小型MBR膜生活污水处理设备生物膜法不会发生污泥膨胀，产生的污泥量少，运行管理较方便，且节能，易于维护管理，动力费用低;而活性污泥法在步中要搅动，导致曝气池会产生大量泡沫，污泥膨胀，而且还需要空气压缩、搅动、污泥回流等耗费动力设备的过程，所以在动力方面则花费较大。
活性污泥法需要人为地从空气压缩机站送入压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中;生物膜法则采用自然通风供氧。
活性污泥法对污水的冲击负荷比较敏感;生物膜法有一定的抗冲击负荷能力。
活性污泥法污水与污泥一直处在接触混合状态，而且是絮凝状态，导致污泥沉降性能较差，有时会出现污泥上浮;生物膜法的污泥沉降性能良好，宜于固液分离。
活性污泥法需要水温在15~20℃;生物膜法在低水温条件下能保持一定的净化功能。
活性污泥法具有很好的脱氮除磷功能，生物膜法则具有较好的硝化与脱氮功能。
生物膜法有膜，有固体滤料存在，时间长了就存在污水腐蚀问题，而活性污泥法就不存在此问题。

活性污泥法与生物膜法中的生物相不同
生物膜法参与净化反应微生物多样化，生物的食物链长;而活性污泥法则相对较少，但微生物和污水中的物质也可以形成相对复杂的生物链。
由于微生物附着于固体表面，即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。而在活性污泥法中，世代期比停留时间长的微生物被排出曝气池，因此，生物膜中的生物相更为丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布。
在，有机物代谢较多的转移为能量，合成新细胞即剩余污泥量较少;经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度都是同营养级的微生物，而且污染物在很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中，所以活性污泥法的剩余污泥量则较多。
活性污泥中的微生物可事先人为培养控制其生长，运行灵活性较强。生物膜法中的微生物难以人为控制，运行灵活性较差。

小型MBR膜生活污水处理设备有机废水的生物技术有两种方法，一是活性污泥法，二是生物膜法。活性污泥法属于悬浮生物处理系统，其优点是曝气池内微生物、各环境要素分布均匀，传质效率较高，而且投资省。但是，该工艺的主要问题是：首先，排泥量大，泥龄较短，不能满足硝化的要求，进而不能实现脱氮；其次，容积负荷低，造成处理效率低和占地面积大；第三，容易诱发丝状菌膨胀等。生物膜法属于生物附着污水处理系统，其利用生物填料来固定微生物。与活性污泥技术相比，生物膜法的主要优点有：较长的污泥龄，适于世代周期较长的硝化菌的生长；溶解氧在生物膜上的梯度分布，为不同的微生物生态结构和代谢提供了条件；污水处理效率高、占地面积相对较小、抗冲击性强等，因此，适合处理工业废水。但是，生物膜法的主要缺点是微生物与各类底物之间的传质效率较低，表现为：（1）生物填料容易在曝气池内形成拥堵、结团或沟流，传质不均匀，直接降低生物膜法的效率；（2）反应器内气液接触时间短，氧的利用率低。
MBBR是将活性污泥法与生物膜技术耦合形成的新工艺，是将生物膜技术以活性污泥的方式运行的废水处理工艺。该技术在发挥了活性污泥法的高传质效率和生物膜法的高硝化效率的同时，有效克服了两者存在的问题。成为新兴的废水处理工艺。

（2）技术原理
MBBR工艺特征是在生物曝气池中填入可移动的生物载体。微生物在载体上挂膜和沉积，形成悬浮微生物、挂膜微生物和载体构架内沉积的微生物等不同状态的微生物，构成脱碳、硝化、反硝化微生物的生态结构，完成COD净化、氨的转化和脱氮等功能。同时，由于挂膜微生物保持了长的泥龄（SRT），对难降解性有机物表现出良好的分解能力。
（3）技术特点
MBBR具有如下技术特点：
① MBBR载体采用PE或PP经适当配方改性制成，具有良好的亲水性，密度接近1g/cm3,保证了载体具有很好的挂膜能力和在水中良好的移动性。而且，特殊的结构设计使各种功能微生物形成良好的生态分布和较高的生物量，实现的COD净化、氨的转化和脱氮等。处理水符合国家排放标准一级A。
② 在生物曝气池中移动的载体对气泡有切割作用。切割的气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%，从而降低运行费用。
③ 产生的剩余污泥量很少。产生的剩余污泥量为传统活性污泥法的10%-50%。
④ 具有灵活的工艺运行方式。可以推流式、序批式等方式运行。并方便地与其他各种单元技术连接。

占地面积小。达到相同处理效果时，比传统活性污泥法的占地面积小20%-30%。
VTBR生物反应器的动力学原理为：气液并流向上通过级生物反应器，气液混合物经过下降管依次导入下一级反应器，使气体与液体在下降管中充分混合并使接触时间大大加长，氧的传递效率得到提高，能耗下降，体现了技术经济的先进性。