【正文】 固定床生物膜工藝需要設(shè)置承載支架，安裝不方便，更換填料困難，同時(shí)固定填料上生存掛膜、脫去老膜都比較困難及堵塞和配水不均)的限制，為生物膜法更廣泛地應(yīng)用于污水生物處理奠定了良好的基礎(chǔ)，流動(dòng)床生物膜工藝的技術(shù)關(guān)鍵在于采用了比重接近水，易于隨水自由流動(dòng)的新型HDPE生物填料，該生物填料的結(jié)構(gòu)以具有受保護(hù)的可供微生物生長(zhǎng)的內(nèi)表面積為特征；有效比表面積大；適合微生物吸附生長(zhǎng)等特點(diǎn)。其有效比表面積＞500m2/m3，是載體流動(dòng)床生物膜工藝?yán)硐氲纳锾盍?。流?dòng)床生物膜工藝（MBBR）的特點(diǎn)包括：a、容積負(fù)荷高，緊湊省地：容積負(fù)荷取決于生物填料的有效比表面積。不同填料的比表面積相差很大。選用不同比表面積的填料（200～1200 m2/m3），以適應(yīng)不同的水處理要求。b、耐沖擊性強(qiáng)，性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠：沖擊負(fù)荷以及溫度變化對(duì)流動(dòng)床工藝的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)活性污泥法的影響。當(dāng)污水成分發(fā)生變化，或污水毒性增加時(shí)，生物膜對(duì)此的耐受力很強(qiáng)。c、攪拌和曝氣系統(tǒng)操作方便，維護(hù)簡(jiǎn)單：曝氣系統(tǒng)采用穿孔曝氣管系統(tǒng)，不堵塞。攪拌器采用具有香蕉型攪拌葉片，外形輪廓線條柔和，不損壞填料。整個(gè)攪拌和曝氣系統(tǒng)很容易維護(hù)管理.d、生物池?zé)o堵塞，生物池容積得到充分利用，沒有死角：由于填料和水流在生物池的整個(gè)容積內(nèi)都能得到混合，從根本上杜絕了生物池的堵塞可能，因此，池容得到完全利用。e、靈活方便：工藝的靈活性體現(xiàn)在兩方面。一方面，可以采用各種池型(深淺方圓都可)，而不影響工藝的處理效果。另一方面，可以很靈活地選擇不同的填料填充率，達(dá)到兼顧高效和遠(yuǎn)期擴(kuò)大處理規(guī)模而無需增大池容的要求。對(duì)于原有活性污泥法處理廠的改造和升級(jí)，流動(dòng)床生物膜工藝可以很方便地與原有的工藝有機(jī)結(jié)合起來，形成活性污泥生物膜共池工藝或流動(dòng)床活性污泥組合工藝。f、使用壽命長(zhǎng)：優(yōu)質(zhì)耐用的生物填料，曝氣系統(tǒng)和出水裝置可以保證整個(gè)系統(tǒng)長(zhǎng)期使用而不需要更換，折舊率低。（3）深度處理工藝A、曝氣生物濾池（BAF）曝氣生物濾池（Biological Aerated Filter，以下簡(jiǎn)稱BAF）是在70年代末80年代初出現(xiàn)于歐洲的一種膜法生物處理工藝，是與我國(guó)和日本的接觸氧化工藝幾乎在同一時(shí)期出現(xiàn)的新工藝。其最初就是應(yīng)用在污水處理的三級(jí)處理上，由于其良好的處理性能，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在廢水的二級(jí)處理中，曝氣生物濾池體現(xiàn)出處理負(fù)荷高、出水水質(zhì)好，占地面積省等特點(diǎn)。曝氣生物濾池是將接觸氧化工藝和懸浮物過濾工藝結(jié)合在一起的污水處理工藝，可用于去除污水中的有機(jī)物，也可通過硝化和反硝化除氮。其基本原理是：在濾池中裝填一定量粒徑較小的顆粒狀濾料，濾料表面附著生長(zhǎng)生物膜，濾池內(nèi)部曝氣。污水流經(jīng)時(shí)，污染物、溶解氧及其它物質(zhì)首先經(jīng)過液相擴(kuò)散到生物膜表面及內(nèi)部，利用濾料上高濃度生物膜的強(qiáng)氧化降解能力對(duì)污水進(jìn)行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時(shí)，因污水流經(jīng)時(shí)，濾料呈壓實(shí)狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點(diǎn)及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量懸浮物，且保證脫落的生物膜不會(huì)隨水漂出，此為截留作用；運(yùn)行一定時(shí)間后，因水頭損失的增加，需對(duì)濾池進(jìn)行反沖洗，以釋放截留的懸浮物并更新生物膜，此為反沖洗過程。在生物載體濾料上，可以發(fā)生有機(jī)物的代謝過程，還可將生物轉(zhuǎn)化過程產(chǎn)生的剩余污泥和進(jìn)水帶入的懸浮物進(jìn)一步截流在濾床內(nèi)，起到生物過濾的作用。所以在生物濾床工藝中，不需要再設(shè)后沉池，節(jié)省了用地。圖 曝氣生物濾池的結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)污水在濾池運(yùn)行中過濾方向不同，曝氣生物濾池可分為上向流和下向流濾池，但池型結(jié)構(gòu)基本相同，其主體都是由濾池池體、濾料層、承托層、布水系統(tǒng)、布?xì)庀到y(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、管道和自控系統(tǒng)組成。上向流曝氣生物濾池在結(jié)構(gòu)上采用氣水平行上向流態(tài)，同時(shí)采用強(qiáng)制鼓風(fēng)曝氣技術(shù)，使氣、水得到極好的均分，防止了氣泡在濾料中的凝結(jié)，氧氣利用率高且能耗低；同時(shí)，采用氣水平行上向流，使空間過濾作用能被更好地運(yùn)用，空氣能將污水中的懸浮物帶入濾床深處，在濾池中得到高負(fù)荷、均勻的固體物質(zhì)，延長(zhǎng)反沖洗周期，減少清洗時(shí)間和清洗需水、氣量。早期曝氣生物濾池應(yīng)用形式大多采用下向流，近些年來由于下向流形式的諸多缺陷以及上向流形式的眾多優(yōu)點(diǎn)在應(yīng)用中被證實(shí)，上向流曝氣生物濾池的應(yīng)用和研究也因此逐漸成為主流。為了使生物濾床的運(yùn)行時(shí)間達(dá)到最佳化，要求生物濾床進(jìn)水懸浮物濃度在60mgSS/L以下。曝氣生物濾床一般通過化學(xué)絮凝的有效沉淀，才可使進(jìn)水懸浮物濃度達(dá)到要求。在設(shè)計(jì)初沉池時(shí)，要考慮由沖洗污泥水的回流引起的初沉池的水力負(fù)荷的增加。間歇的沖洗可以導(dǎo)致水量在短時(shí)間內(nèi)很高；特別是對(duì)于小污水處理廠，沖擊負(fù)荷影響很大，所以需建一個(gè)反沖洗水的緩沖池。曝氣生物濾池由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式，形成類自己的特點(diǎn)，使得其在應(yīng)用范圍越來越廣。曝氣生物濾池缺點(diǎn)為：a、進(jìn)水有機(jī)物過高可能造成細(xì)菌大量繁殖，容易培塞濾料，進(jìn)水的懸浮物濃度太高亦會(huì)出現(xiàn)同樣的情況，如反沖洗次數(shù)過多會(huì)影口向正常運(yùn)作，因此一般需進(jìn)行預(yù)沉淀處理，或化學(xué)預(yù)處理。b、現(xiàn)階段BIOSTYR。系統(tǒng)主要使用化學(xué)除磷工藝。生物除磷尚在研究階段。B、膜生物反應(yīng)器（MBR）膜生物反應(yīng)器（ Membrance Bioreactor Reactor，簡(jiǎn)稱MBR）是膜分離與生物處理技術(shù)組合而成的廢水生物處理新工藝, 與傳統(tǒng)的生化處理技術(shù)相比，MBR具有以下主要特點(diǎn)：處理效率高、出水水質(zhì)好；設(shè)備緊湊、占地面積??；易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。80年代以來，該技術(shù)愈來愈受到重視，成為水處理技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。目前，膜生物反應(yīng)器已應(yīng)用于美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本和埃及等十多個(gè)國(guó)家，處理規(guī)模在6～13000 m3/d。圖 膜生物反應(yīng)器近兩年來，膜生物反應(yīng)器在我國(guó)國(guó)內(nèi)已進(jìn)入了實(shí)用化階段。MBR系統(tǒng)的處理對(duì)象從生活污水?dāng)U展到高濃度有機(jī)廢水和難降解工業(yè)廢水，如制藥廢水、化工廢水、與許多傳統(tǒng)的生物水處理工藝相比，MBR具有以下主要特點(diǎn)：1） 出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定由于膜的高效分離作用，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池，處理出水極其清澈，懸浮物和濁度接近于零，細(xì)菌和病毒被大幅去除 ，出水水質(zhì)優(yōu)于建設(shè)部頒發(fā)的生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（ ），可以直接作為非飲用市政雜用水進(jìn)行回用。同時(shí)，膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應(yīng)裝置對(duì)污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質(zhì)，同時(shí)反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水負(fù)荷（水質(zhì)及水量）的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。2） 剩余污泥產(chǎn)量少該工藝可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低（理論上可以實(shí)現(xiàn)零污泥排放），降低了污泥處理費(fèi)用。3） 占地面積小，不受設(shè)置場(chǎng)合限制生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積大大節(jié)省；該工藝流程簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積省，不受設(shè)置場(chǎng)所限制，適合于任何場(chǎng)合，可做成地面式、半地下式和地下式。4） 可去除氨氮及難降解有機(jī)物由于微生物被完全截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細(xì)菌的截留生長(zhǎng)，系統(tǒng)硝化效率得以提高。同時(shí)，可增長(zhǎng)一些難降解的有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時(shí)間，有利于難降解有機(jī)物降解效率的提高。5） 操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制該工藝實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間（ HRT ）與污泥停留時(shí)間（ SRT ）的完全分離，運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定，是污水處理中容易實(shí)現(xiàn)裝備化的新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制，從而使操作管理更為方便。6） 易于從傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造該工藝可以作為傳統(tǒng)污水處理工藝的深度處理單元，在城市二級(jí)污水處理廠出水深度處理（從而實(shí)現(xiàn)城市污水的大量回用）等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。7） 膜生物反應(yīng)器的不足膜生物反應(yīng)器也存在一些不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：，使膜生物反應(yīng)器的基建投資高于傳統(tǒng)污水處理工藝；，給操作管理帶來不便；：首先MBR泥水分離過程必須保持一定的膜驅(qū)動(dòng)壓力，其次是MBR池中 MLSS濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強(qiáng)度，還有為了加大膜通量、減輕膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成MBR的能耗要比傳統(tǒng)的生物處理工藝高。C、活性砂濾器活性砂濾系統(tǒng)采用深層過濾原理，可使水質(zhì)得到深度凈化，并具備脫氮除磷功能，在水處理系統(tǒng)標(biāo)提改造、深度處理等方面具有廣泛的應(yīng)用?；钚陨盀V是一種連續(xù)過濾的砂濾池，即不需要將砂濾器停止運(yùn)行就可以清洗砂床。過濾自上而下進(jìn)行（水向上流經(jīng)砂床，而砂子慢慢向下移動(dòng)）。在過濾過程中臟砂在一個(gè)清洗容器中清洗，臟物隨清洗水一起排出。同時(shí)，我們采用了最先進(jìn)的全自動(dòng)化在線反沖洗，解決了傳統(tǒng)砂濾頻繁反沖、處理效率逐漸下降的弊端，處理能力自每小時(shí)數(shù)立方米到數(shù)千立方米 。1）活性砂濾器基本原理水通過進(jìn)水管進(jìn)入濾器，通過中心進(jìn)水管和分配器進(jìn)入濾床。在上流過程中，水體被砂濾層凈化，并經(jīng)底部溢流堰排出。砂的循環(huán)依靠氣提的作用，驅(qū)使臟砂和水沿著中心上升管上流。強(qiáng)勁的沖洗使雜質(zhì)從砂粒中分離出來。在管道頂端空氣被釋放出來，臟水也排放出來，而砂粒沉降在清洗器中。因?yàn)闅馓峁苓B續(xù)不斷的將砂料從底部運(yùn)送到洗砂器，濾床處于一種連續(xù)而緩慢的向下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。氣提管中的紊流從過濾細(xì)砂上清洗出懸浮物和生物群體。這些生物群體在清洗階段被分離，并經(jīng)反沖洗水口流出過濾器。被清洗的砂返回到濾床，在那里它們又進(jìn)入潔水工藝；清洗水也返回到先前的工藝階段，進(jìn)入下一輪循環(huán)。（4）高級(jí)氧化高級(jí)氧化技術(shù)又稱深度氧化技術(shù)，以產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化能力的羥基自由基為特點(diǎn)，在一定反應(yīng)條件下，能使大分子難降解有機(jī)物氧化降解成低毒或無毒小分子物質(zhì)。通過氧化提高污染物的可生化性，同時(shí)還對(duì)環(huán)境類激素等微量有害化學(xué)物質(zhì)的處理方面有很大的優(yōu)勢(shì)。它的特點(diǎn)是通過反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基將廢水中的有機(jī)污染物有效地去除，甚至徹底地氧化成二氧化碳、水以及其它小分子羧酸。由于高級(jí)氧化工藝具有氧化性強(qiáng)、操作條件易于控制的優(yōu)點(diǎn)，因此引起世界各國(guó)的重視，在廢水處理方面發(fā)揮著越來越重要的作用。一般，能夠產(chǎn)生羥基自由基的工藝都可以歸結(jié)為高級(jí)氧化工藝，可以分為臭氧氧化（O3）、過氧化氫氧化、二氧化氯氧化（ClO2）、紫外輻射（UV）、超聲氧化、微波氧化、濕式氧化、光氧化等。目前工業(yè)利用中主要為OClO2及Fenton試劑；為了從這3種高級(jí)氧化技術(shù)中選出最適宜的工藝，從對(duì)有機(jī)污染物的去除效率、是否產(chǎn)生二次污染、原材料來源及操作、運(yùn)行費(fèi)用等方面對(duì)其進(jìn)行了比較，結(jié)果見表。表 三種高級(jí)氧化工藝的比較序號(hào)氧化上藝效果O3Cl02Fenton試劑1COD去除率較高差較高2UV254去除率較高差較高3反應(yīng)速率快較快較快4二次污染無CIO2CIO3色度、鐵鹽沉淀5原材料來源氧氣化學(xué)試劑化學(xué)試劑6操作難易程度簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單較復(fù)雜7投資費(fèi)用高較高較低8運(yùn)行費(fèi)用較高較高高從表中可以看出，在這三種高級(jí)氧化工藝中，OFenton試劑對(duì)COD、UV254的處理效果均優(yōu)于ClO2，且都具有反應(yīng)速率快的優(yōu)點(diǎn)；相比之下，O3氧化幾乎不產(chǎn)生任何二次污染，且原材料來源廣泛、廉價(jià)，操作簡(jiǎn)單，其不足是一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用昂貴，一般用戶難以承受。（5）污水消毒處理方式污水經(jīng)生物二級(jí)處理后，水質(zhì)已經(jīng)得到改善，但處理水中仍含有大量的致病細(xì)菌和寄生蟲卵。根據(jù)國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB189182002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)排放要求，糞大腸菌群應(yīng)≤103。因此，污水處理廠出水應(yīng)進(jìn)行消毒處理。目前國(guó)內(nèi)外常用的消毒方法有液氯消毒，二氧化氯消毒，紫外線消毒等。A、液氯消毒液氯溶于水后，產(chǎn)生次氯酸（HOCl），離解出OCl，利用OCl極強(qiáng)的消毒能力，殺滅污水中的細(xì)菌和病原體。液氯消毒效果可靠，投配設(shè)備簡(jiǎn)單，投量準(zhǔn)確，且價(jià)格便宜，但操作不安全，也可能產(chǎn)生THMS等致癌物質(zhì)。液氯消毒系統(tǒng)主要有加氯機(jī)，氯瓶及余氯吸收裝置組成。B、二氧化氯消毒二氧化氯是一種廣譜型的消毒劑，它對(duì)水中的病原微生物，包括病毒、細(xì)菌芽孢等均有較高的殺死作用。二氧化氯消毒處理工藝成熟，效果好，經(jīng)驗(yàn)豐富。二氧化氯只起氧化作用，不起氯化作用，不會(huì)生成有機(jī)氯化物；殺菌能力較強(qiáng)，消毒效力持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，不受污水pH值及氨氮濃度影響，消毒殺菌能力高于液氯，但必須現(xiàn)場(chǎng)制備，設(shè)備復(fù)雜，原料具有腐蝕性，需化學(xué)反應(yīng)生成，操作管理要求高。二氧化氯消毒系統(tǒng)包括藥液儲(chǔ)罐、二氯化氯發(fā)生器和投加設(shè)備。C、紫外線消毒細(xì)菌受紫外光照射后，紫外光譜能量被細(xì)菌核酸所吸收，使核酸結(jié)構(gòu)破壞，從而達(dá)到消毒的目的。紫外線消毒速度快、接觸時(shí)間短，反應(yīng)快速、效率高，無需投加任何化學(xué)藥劑，不影響水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，不增加水的臭和味，操作簡(jiǎn)單，便于管理，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但水中懸浮物的濃度直接影響消毒效果，且一次投資較高。紫外線消毒系統(tǒng)主要由紫外燈管、管架及自動(dòng)清洗裝置組成。三種消毒方式的比較液氯消毒需要貯存液氯，管理較簡(jiǎn)便，操作不安全，可能產(chǎn)生THMS等物質(zhì)，需建設(shè)接觸時(shí)間30min的接觸池，且需做好安全防護(hù)工作。二氧化氯應(yīng)用范圍廣，消毒效果好并且具有除臭、脫色等效果，同時(shí)產(chǎn)生THMS等致癌物質(zhì)的機(jī)會(huì)很少。紫外線消毒操作簡(jiǎn)單安全，但對(duì)懸浮物要求嚴(yán)格，并考慮后期出水回用等余氯要求因此不建議采用。內(nèi)循環(huán)式厭氧微孔一體化設(shè)備內(nèi)循環(huán)式厭氧微孔一體化設(shè)備所利用的污水處理原理為活性污泥法，其為水解好氧工藝的升級(jí)。包括（厭氧）水解反硝化脫氮系統(tǒng)、結(jié)晶去磷和回收磷系統(tǒng)、厭氧微孔曝氣氧化溝系統(tǒng)、固液分離系統(tǒng)、高級(jí)氧化系統(tǒng)、免沖洗活性砂濾系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)、無機(jī)活性填料生物除臭系統(tǒng)、自控系統(tǒng)，設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖如下：進(jìn)水通過（厭氧）水解反硝化池底部布水器均勻進(jìn)入，在厭氧菌的作用下，可以使廢水中的大分子有機(jī)物的長(zhǎng)鏈斷裂，分子量變小，部分被徹底降解，顯著降低廢水濃度，提高廢水的可生化性，同時(shí)與厭氧菌同時(shí)存在的反硝化脫氮菌利用小分子有機(jī)物進(jìn)行反硝化脫氮過程；水解池出水進(jìn)入?yún)捬跷⒖灼貧庋趸瘻系膮捬醵?，在此區(qū)段進(jìn)行充分的厭氧釋磷過程；含有較高磷濃度的厭氧段上清液進(jìn)入結(jié)晶除磷區(qū)，控制反應(yīng)器條件使其自發(fā)的形成磷結(jié)晶，完成廢水中磷的去除與回收；結(jié)晶除磷區(qū)的出水與厭