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潍坊鲁盛水处理设备有限公司
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生物膜法处理污水的机理
1、生物膜法处理污水的发展
在20世纪50年代以前，生物膜法却一直未被人们重视，其原因主要是因为生产中早采用的生物膜法构筑物是以碎石为填料的滴滤池。碎石的比表面积小，能够为微生物附着生长的表面积小，因而滴滤池的负荷不可能很大，使其占地面积较大，卫生状况也不好。
50年代，由于塑料工业的发展以及塑料填料引入生物膜处理系统，使生物膜法出现了许多具有重要意义的发展。因此，出现了许多新型的生物膜法设备。
20世纪70年代末，为强化生物膜法反应器中的传质，流化床系统被引人生物膜处理中，称为生物流化床。生物流化床兼有活性污泥法和生物膜法的待点，又称为半生物膜和半悬浮生长系统。
2、生物膜法处理污水的基本流程
下图为生物膜法处理污水系统的基本流程：废水经初次沉淀池后
进入生物膜反应器，废水在生物膜反应器中经需氧生物氧化去除物后，再通过二次沉淀池出水。
3、生物膜法处理污水机理
（1）、 生物膜的构造特征
生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层)＋附着水层(高亲水性)。
（2）、 降解物的机理
①微生物：沿水流方向为细菌——原生动物――后生动物的食物链或生态系统。具体生物以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等，含有大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、*缩虫等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜管虫等），它们起到了污染物净化和清除池内生物（防堵塞）作用。
②污染物：重→轻(相当多污带→α中污带→β中污带→寡污带)。
③供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向流动，向生物膜表面供氧。
④传质与降解：物降解主要是在好氧层进行，部分难降解物经兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H2S，NH3等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO3－－N、NO2－－N等经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中。
常用的污水生化处理有以下两种工艺：
（1）污水厌氧生物处理法
污水厌氧生物处理法又称“厌氧消化”，是利用厌氧微生物以降解污水中的污染物，使污水净化的方法。其机理是在厌氧细菌的作用下将污泥中的物分解，后产生甲烷和二氧化碳等气体。
厌氧消化过程可分三个阶段：①污泥中的固态化合物借助于从厌氧菌分泌出的细胞外水解酶得到溶解，并通过细胞壁进入细胞，在水解酶的催化下，将多糖、蛋白质、脂肪分别水解为单糖、氨基酸、脂肪酸等；②在产酸菌的作用下，将阶段的产物进一步降解为较简单的挥发性酸，如乙酸、丙酸、丁酸等；③在甲烷菌的作用下，将*二阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳。影响因素有温度、pH值、养料、毒物、厌氧环境等。厌氧生物处理的优点：处理过程消耗的能量少，物的去除率高，沉淀的污泥少且易脱水，可杀死病原菌，不需投加氮、磷等营养物质。但是，厌氧菌繁殖较慢，对毒物敏感，对环境条件要求严格，终产物尚需需氧生物处理。近年来，常应用于高浓度污水生化处理。
（2）污水需氧生物处理法
污水需氧生物处理法是利用需氧微生物（主要是需氧细菌）分解污水中的污染物，使污水无害化的污水生化处理方法。其机理是，当污水同微生物接触后，水中的可溶性物透过细菌的细胞壁和细胞膜而被吸收进入菌体内；胶体和悬浮性物则被吸附在菌体表面，由细菌的外酶分解为溶解性的物质后，也进入菌体内。这些物在菌体内通过分解代谢过程被氧化降解，产生的能量供细菌生命活动的需要；一部分氧化中间产物通过合成代谢成为新的细胞物质，使细菌得以生长繁殖。处理的终产物是二氧化碳、水、氨、硫酸盐和磷酸盐等稳定的无机物。处理时，要供给微生物以充足的氧和各种必要的营养源如碳、氮、磷以及钾、镁、钙、硫、钠等元素；同时应控制微生物的生存条件，如pH宜为6.5～9，水温宜为10～35℃等。主要方法有活性污染法、生物膜法、氧化塘法等。
反渗透技术
反渗透技术是当今、节能的有效分离技术之一.反渗透简称RO，是用足够大的压力把溶液中的溶剂（通常指水）通过反渗透膜（半透膜）分离出来，因和自然渗透方向相反，故称反渗透。反渗透水处理工艺是利用反渗透膜选择性的透过溶剂(通常是水)而截留离子物质，以膜两侧静压差为动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。近年来，随着食品工业的发展，膜技术在食品工业上得到了越来越广泛的应用。另外，在环境工程、气体分离、生物工程、医药提纯、给水、直饮水等民用方面得到了广泛的应用。
反渗透水处理工艺的分离原理：
反渗透是一种以压力为推动力的膜分离过程。反渗透过程是自然界的逆过程。在使用过程中为产生反渗透压，过程需用水泵将含盐水溶液、含污废水等施加压力，以克服自然渗透压，从而使水透过反渗透膜，而将水中溶解盐等杂质阻止在反渗透膜的另一侧。
反渗透水处理工艺是渗透作用的逆过程，实现反渗透有两个条件：一是外加压力必须大于溶液的渗透压；二是必须有一种高选择性、高透水性的半透膜。用于反渗透的半透膜表面微孔尺寸一般在1nm左右，能去除绝大部分离子、质量分数90％～95％的溶解固形物、95％以上的溶解物、生物和胶体以及80％～90％的硅酸。
反渗透水处理工艺的工作原理
渗透及渗透压
渗透现象在自然界是常见的,比如将一根黄瓜放入盐水中,黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。,如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的，到了一定高度就会达到一个平衡点。这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直接相关。这就是反渗透水处理工艺的工作原理之一。
反渗透现象和反渗透净水技术
在以上装置达到平衡后,如果在盐水端液面上施加一定压力，此时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。如果将盐水加入以上设施的一端，并在该端施加过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透水处理工艺的原理。
反渗透设施生产纯水的关键有两个，一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一定的压力。简单地说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。在水中众多种杂质中,溶解性盐类是难清除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前，较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。