目前生(sheng)物法(fa)處理污(wu)水(shui)應用(yong)中具有代表性的工藝主要有活性污(wu)泥法(fa)和(he)生(sheng)物膜法(fa)。下面，根據多年的生(sheng)產實踐和(he)理論(lun)學習，就這兩種工藝方(fang)法(fa)進行(xing)分(fen)析與比較。

一(yi)、活(huo)性污(wu)泥法

流程與原理

典(dian)型的活(huo)性污(wu)泥法是由曝氣池(chi)(chi)、沉淀池(chi)(chi)、污(wu)泥回(hui)流系統(tong)和剩余污(wu)泥排除系統(tong)組成。

污(wu)(wu)水和回流的活性污(wu)(wu)泥(ni)一起(qi)進入曝(pu)氣(qi)(qi)池形成(cheng)混合液。從(cong)空氣(qi)(qi)壓縮機站送來的壓縮空氣(qi)(qi)，通過鋪設在曝(pu)氣(qi)(qi)池底部(bu)的空氣(qi)(qi)擴散(san)裝置，以(yi)細小氣(qi)(qi)泡的形式進入污(wu)(wu)水中，目的是增(zeng)加污(wu)(wu)水中的溶解氧含量(liang)，還使(shi)混合液處于(yu)劇烈攪動的狀態，呈(cheng)懸浮(fu)狀態。溶解氧、活性污(wu)(wu)泥(ni)與污(wu)(wu)水互相混合、充分接觸，使(shi)活性污(wu)(wu)泥(ni)反(fan)應得(de)以(yi)正常進行。

第一(yi)階段(duan)，污(wu)(wu)水中的有(you)機污(wu)(wu)染(ran)物被活性污(wu)(wu)泥顆(ke)粒吸附在(zai)菌膠團的表(biao)面(mian)上，是由于(yu)其巨大的表(biao)面(mian)積和多(duo)糖類黏性物質的作用。同(tong)時一(yi)些大分(fen)子有(you)機物在(zai)細菌胞外酶作用下分(fen)解為小分(fen)子有(you)機物。

第二(er)階段，微生物(wu)(wu)在(zai)氧(yang)氣充足的(de)(de)(de)條件下(xia)，吸收這(zhe)(zhe)些(xie)有(you)機 物(wu)(wu)，并氧(yang)化(hua)分解，形成二(er)氧(yang)化(hua)碳和水(shui)，一部(bu)分供給自身的(de)(de)(de)增殖繁衍(yan)。活性污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)反應(ying)進(jin)行的(de)(de)(de)結(jie)果，污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)有(you)機污(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)得(de)(de)到降 解而去除(chu)，活性污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)本身得(de)(de)以繁衍(yan)增長，污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)則(ze)得(de)(de)以凈化(hua)處(chu)理。經過活性污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)凈化(hua)作(zuo)用后(hou)的(de)(de)(de)混合(he)液進(jin)入二(er)次沉(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)，混合(he)液中(zhong)(zhong)(zhong)懸浮的(de)(de)(de)活性污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)和其他固體(ti)物(wu)(wu)質在(zai)這(zhe)(zhe)里沉(chen)(chen)淀(dian)下(xia)來與水(shui)分離，澄清(qing)后(hou)的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)作(zuo)為(wei)處(chu)理水(shui)排出系(xi)統。經過沉(chen)(chen)淀(dian)濃(nong)縮的(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)從(cong)沉(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)底部(bu)排出，其中(zhong)(zhong)(zhong)大部(bu)分作(zuo)為(wei)接種污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)回流(liu)至曝氣池(chi)(chi)，以保證曝氣池(chi)(chi)內的(de)(de)(de)懸浮固體(ti)濃(nong)度和微生物(wu)(wu)濃(nong)度；增殖的(de)(de)(de)微生物(wu)(wu)從(cong)系(xi)統中(zhong)(zhong)(zhong)排出，稱為(wei)“剩余污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)”。事實上(shang)，污(wu)(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)很大程度上(shang)從(cong)污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)轉移到了這(zhe)(zhe)些(xie)剩余污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)(zhong)(zhong)。

活性污泥法的原理(li)形象說法：微生(sheng)物“吃(chi)掉”了(le)污水(shui)(shui)中的有機物，這(zhe)樣污水(shui)(shui)變成了(le)干凈(jing)的水(shui)(shui)。它(ta)本質上與(yu)自然(ran)界水(shui)(shui)體自凈(jing)過程相(xiang)似，只是經(jing)過人工強化(hua)，污水(shui)(shui)凈(jing)化(hua)的效果更好。

二、生物膜(mo)法

1．生物膜法工藝類型(xing)

潤濕型(xing)：生(sheng)物濾(lv)池(chi)、生(sheng)物濾(lv)塔、生(sheng)物轉盤。

浸沒(mei)型：接觸(chu)氧化、濾料浸沒(mei)在濾池(chi)中。

流動床型(xing)：生物活性碳(tan)，砂粒(li)介(jie)質(zhi)懸浮流動于池內。

2．原理

由(you)(you)于生(sheng)活(huo)污水(shui)中含有(you)大量的(de)有(you)機成分，生(sheng)物(wu)膜(mo)法依靠(kao)固定于載(zai)體表面(mian)上(shang)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)膜(mo)來降解有(you)機物(wu)，由(you)(you)于微(wei)生(sheng)物(wu)細胞(bao)幾乎(hu)能(neng)在水(shui)環(huan)境中的(de)任何適宜的(de)載(zai)體表面(mian)牢固地附(fu)著、生(sheng)長和繁殖，由(you)(you)細胞(bao)內向外伸(shen)展(zhan)的(de)胞(bao)外多(duo)聚物(wu)使微(wei)生(sheng)物(wu)細胞(bao)形成纖維狀的(de)纏結結構(gou)，因此生(sheng)物(wu)膜(mo)通常具有(you)孔狀結構(gou)，并(bing)具有(you)很強(qiang)的(de)吸附(fu)性(xing)能(neng)。

生物(wu)膜(mo)附著在載體(ti)的表面，是(shi)高度親(qin)水(shui)的物(wu)質，在污(wu)水(shui)不(bu)斷(duan)流動的條(tiao)件下，其外側(ce)總是(shi)存(cun)在著一層附著水(shui)層。

生(sheng)物(wu)膜又是微(wei)生(sheng)物(wu)高(gao)度(du)密集的物(wu)質，在膜的表面上和內部(bu)生(sheng)長繁殖著大量的微(wei)生(sheng)物(wu)及微(wei)型動物(wu)，形(xing)成由(you)有機污染物(wu)→細菌→原生(sheng)動物(wu)（后生(sheng)動物(wu)）組(zu)成的食物(wu)鏈。

生(sheng)(sheng)物(wu)膜是由(you)細菌、真菌、藻類(lei)、原生(sheng)(sheng)動(dong)物(wu)、后生(sheng)(sheng)動(dong)物(wu)和(he)其他一些肉眼可(ke)見的生(sheng)(sheng)物(wu)群落(luo)組成。污水在流過(guo)載體表面時，污水中的有機污染(ran)物(wu)被生(sheng)(sheng)物(wu)膜中的微生(sheng)(sheng)物(wu)吸附，并通過(guo)氧(yang)向生(sheng)(sheng)物(wu)膜內部擴散(san)，在膜中發(fa)生(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)物(wu)氧(yang)化(hua)等作用，從而完成對有機物(wu)的降解。

生(sheng)(sheng)物(wu)膜 表層(ceng)生(sheng)(sheng)長的(de)是好氧(yang)和兼氧(yang)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)，而在生(sheng)(sheng)物(wu)膜的(de)內(nei)層(ceng)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)則往往處于厭氧(yang)狀態(tai)，當生(sheng)(sheng)物(wu)膜逐(zhu)漸增厚，厭氧(yang)層(ceng)的(de)厚度超過(guo)好氧(yang)層(ceng)時(shi)，會導致生(sheng)(sheng)物(wu)膜的(de)脫落，而新(xin)的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)膜又會在載體表面重新(xin)生(sheng)(sheng)成，通過(guo)生(sheng)(sheng)物(wu)膜的(de)周(zhou)期更新(xin)，以維持生(sheng)(sheng)物(wu)膜反應器的(de)正常運行(xing)。

3．生物(wu)膜(mo)的更(geng)新(xin)與(yu)脫落(luo)

維持生(sheng)(sheng)(sheng)物膜反(fan)應器(qi)正常(chang)運行的重要環節(jie)是生(sheng)(sheng)(sheng)物膜的更新與(yu)脫(tuo)落，生(sheng)(sheng)(sheng)物膜表層(ceng)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)的是好氧(yang)(yang)和(he)兼氧(yang)(yang)微生(sheng)(sheng)(sheng)物，而(er)在生(sheng)(sheng)(sheng)物膜的內層(ceng)微生(sheng)(sheng)(sheng)物則往(wang)往(wang)處于(yu)厭氧(yang)(yang)狀態，當生(sheng)(sheng)(sheng)物膜逐漸增(zeng)厚，厭氧(yang)(yang)層(ceng)的厚度超過好氧(yang)(yang)層(ceng)時，會導致生(sheng)(sheng)(sheng)物膜的脫(tuo)落，而(er)新的生(sheng)(sheng)(sheng)物膜又會在載體(ti)表面重新生(sheng)(sheng)(sheng)成。

更新(xin)與脫落過程如(ru)下：

首先，厭氧膜的出現(xian)過程：

一是生物膜；

二是成熟的生物膜一(yi)般厚度不斷增加，氧(yang)氣不能透入的內部深處將轉變為厭(yan)氧(yang)狀態；都由厭(yan)氧(yang)膜和好氧(yang)膜組成；

三是(shi)好氧膜是(shi)有(you)機(ji)物降(jiang)解(jie)的主要場所，一般厚度為2 mm。

其(qi)次，厭氧膜(mo)的加厚過程：

一是厭氧(yang)(yang)的代謝產物增多，導致厭氧(yang)(yang)膜與(yu)好氧(yang)(yang)膜之間的平衡(heng)被破壞(huai)；

二是(shi)氣態產物(wu)的(de)不斷 逸出，減弱了生物(wu)膜在填料上的(de)附著(zhu)能力；

三是成為老化生(sheng)物(wu)膜，其凈化功能(neng)較差(cha)，且易于(yu)脫(tuo)落。

再(zai)次，生物膜的(de)更新：

一是(shi)老化(hua)膜脫落，新生(sheng)生(sheng)物膜又(you)會生(sheng)長起(qi)來；

二(er)是新生生物膜的凈(jing)化功能較強。

三、活性污泥法與(yu)生物膜法的比(bi)較

1．活性污泥法優缺點

長期以來，城(cheng)市(shi)生活(huo)污(wu)水的(de)二級(ji)生 物處(chu)理(li)多采用(yong)活(huo)性(xing)污(wu)泥法，它是當前世界(jie)各國應用(yong)最(zui)廣的(de)一種二級(ji)生物處(chu)理(li)工藝，具有以下(xia)幾(ji)個(ge)特點：

一是采(cai)用傳統的活性污(wu)泥法，往(wang)往(wang)基建(jian)費、運行費高，能耗大，管理較復雜(za)，易出現污(wu)泥膨(peng)脹現象(xiang)；工藝(yi)設備不(bu)能滿足高效低耗的要求。

二是(shi)隨著污(wu)(wu)水排放(fang)標準(zhun)的不(bu)斷嚴格，對污(wu)(wu)水中氮、磷(lin)等(deng)營養物質的排放(fang)要求較高，傳統的具有(you)脫氮除磷(lin)功(gong)能的污(wu)(wu)水處理工藝多(duo)以活性污(wu)(wu)泥法為(wei)主，往往需要將(jiang)多(duo)個厭氧(yang)和好(hao)氧(yang)反應(ying)池(chi)(chi)串聯，形(xing)成多(duo)級反應(ying)池(chi)(chi)，通過增(zeng)加(jia)內循環(huan)來(lai)達(da)到(dao)脫氮除磷(lin)的目的，這勢必要增(zeng)加(jia)基建(jian)投資(zi)的費(fei)用及能耗，并且使運行管(guan)理較為(wei)復雜。

三是活性污(wu)泥(ni)法產(chan)生大(da)量的(de)剩(sheng)余污(wu)泥(ni)，需要進(jin)行污(wu)泥(ni)無害化處理，增(zeng)加了投資。

2．生物膜(mo)法(fa)優(you)缺點

生(sheng)物(wu)膜法(fa)也是城市(shi)污(wu)水二級生(sheng)物(wu)處 理的一種常用方法(fa)，與活性污(wu)泥(ni)法(fa)相比具(ju)有(you)以(yi)下(xia)特點：

一是生(sheng)物膜對污水水質、水量的(de)變(bian)化有較強的(de)適應性，管(guan)理方(fang)便(bian)，不會發生(sheng)污泥(ni)膨脹。

二是微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)固著在(zai)載體表面、世(shi)代時(shi)間較(jiao)長(chang)的(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)也能增殖，生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)相對(dui)更為(wei)豐富、穩定(ding)，產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)剩余(yu)污泥少。

三是能(neng)夠處(chu)(chu)理低(di)(di)濃度的(de)(de)(de)污水。另外，生(sheng)物膜法(fa)的(de)(de)(de)不足(zu)之(zhi)處(chu)(chu)在(zai)于生(sheng)物膜載體(ti)增加(jia)了系(xi)統的(de)(de)(de)投(tou)資；載體(ti)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)比表(biao)面積小，反(fan)應裝(zhuang)置容積有限、空間效(xiao)率低(di)(di)，在(zai)處(chu)(chu)理城市(shi)污水時處(chu)(chu)理效(xiao)率比活性污泥(ni)法(fa)低(di)(di)；附著于固(gu)體(ti)表(biao)面的(de)(de)(de)微生(sheng)物量較難 控制，操作伸(shen)縮性差；靠(kao)自然通風(feng)供氧(yang)，不如活性污泥(ni)供氧(yang)充足(zu)，容易產生(sheng)厭氧(yang)。

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