MBR膜壹體化(hua)汙(wu)水處(chu)理(li)設施

厭氧生(sheng)化(hua)的(de)三個階(jie)段(duan)：厭氧生(sheng)物處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)是微生(sheng)物共(gong)生(sheng)體的活(huo)動來(lai)完成(cheng)許(xu)多細(xi)菌和(he)復(fu)雜的(de)組成(cheng)過(guo)程(cheng)中的壹些(xie)中(zhong)間步(bu)驟(zhou)。為了(le)便於(yu)研(yan)究(jiu)，將復(fu)雜的(de)厭氧生(sheng)化(hua)過(guo)程(cheng)大(da)致分為4個階(jie)段(duan)：水解(jie)階(jie)段、酸化(hua)階(jie)段、產乙(yi)酸階段(duan)和(he)產甲烷階段。但到(dao)目(mu)前(qian)為止(zhi)，三個階(jie)段(duan)的理(li)論和(he)四個理(li)論被認(ren)為是厭(yan)氧細(xi)菌的(de)過(guo)程(cheng)更(geng)全面，更(geng)準確(que)的描(miao)述(shu)。
將厭氧生(sheng)物技術用(yong)於(yu)工業廢(fei)水處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)的可行(xing)性：厭(yan)氧生(sheng)物處(chu)理(li)可(ke)以(yi)被(bei)具體解(jie)釋(shi)為以(yi)下(xia)原(yuan)理，即(ji)厭(yan)氧條件下(xia)，通過(guo)兼(jian)性厭(yan)氧菌以(yi)及(ji)厭氧細(xi)菌和(he)其(qi)他微(wei)生(sheng)物之間的(de)作用(yong)，將有機物中的(de)甲烷和(he)二(er)氧化(hua)碳進(jin)行(xing)降(jiang)解(jie)的(de)過程(cheng)。該過程(cheng)不需要外界資源的(de)輔助(zhu)，被還(hai)原(yuan)的有機物可以(yi)作(zuo)為受氫(qing)體，同時(shi)產生(sheng)甲烷(wan)氣(qi)體。相對(dui)於(yu)好(hao)氧生(sheng)物技術而(er)言，厭(yan)氧生(sheng)物技術的使用(yong)將有更(geng)廣闊(kuo)的發展和(he)應用(yong)前(qian)景(jing)。首(shou)先，厭(yan)氧技術的成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)，工業(ye)廢水的排放在(zai)厭(yan)氧處(chu)理(li)技(ji)術下(xia)經(jing)濟效益更(geng)高。其(qi)次(ci)，厭氧生(sheng)物技術將會降(jiang)低(di)企(qi)業(ye)的(de)下(xia)排汙(wu)罰款(kuan)量(liang)。此(ci)外，厭(yan)氧系統(tong)處(chu)理(li)汙(wu)泥(ni)的(de)成(cheng)本(ben)相(xiang)對(dui)於(yu)好(hao)氧生(sheng)物技術而(er)言是(shi)微(wei)不足(zu)道(dao)的。後(hou)，好(hao)氧活(huo)性汙(wu)泥每去除(chu)1kgBOD耗(hao)氧量為1.2kg-1.5kg，1000kgCOD耗(hao)電(dian)量為(1.44—3.6)×108J，而(er)厭氧生(sheng)物去除(chu)1000kgCOD耗(hao)電(dian)量為(2.52-5.4)×107J。由於(yu)以(yi)上(shang)優勢(shi)，厭氧生(sheng)物處(chu)理(li)技(ji)術已(yi)經(jing)逐步(bu)成(cheng)為工業(ye)處(chu)理(li)廢(fei)水的主要工具。

MBR膜壹體化(hua)汙(wu)水處(chu)理(li)設施厭氧生(sheng)物技術在工業廢(fei)水處(chu)理(li)中(zhong)的(de)發(fa)展前(qian)景(jing)：厭(yan)氧生(sheng)物處(chu)理(li)技(ji)術發展到今(jin)天(tian)，已(yi)在(zai)不(bu)斷(duan)的(de)完善發展(zhan)，走(zou)向(xiang)成(cheng)熟。比(bi)較典型(xing)的(de)成(cheng)果(guo)有：厭(yan)氧濾池(chi)(AF)、厭氧膨脹顆(ke)粒(li)汙泥(ni)床(chuang)(EGSB)、升流(liu)式厭(yan)氧汙泥床(chuang)(UASB)等。但它們仍存(cun)在(zai)缺陷，需(xu)要不斷(duan)改(gai)進(jin)。因(yin)此(ci)未來(lai)對工(gong)業廢水處(chu)理(li)應著眼(yan)於(yu)以(yi)厭(yan)氧生(sheng)物處(chu)理(li)技(ji)術為主，好(hao)氧生(sheng)物處(chu)理(li)技(ji)術為輔的(de)技術路(lu)線。本(ben)著這條(tiao)主線(xian)，未來(lai)的研(yan)究(jiu)工(gong)作可以(yi)考(kao)慮(lv)以(yi)下(xia)幾個方(fang)面：與傳(chuan)統(tong)的(de)好(hao)氧生(sheng)物處(chu)理(li)方(fang)法(fa)相(xiang)比，厭氧生(sheng)物處(chu)理(li)具有能(neng)源消(xiao)耗(hao)小、成(cheng)本(ben)費用(yong)低(di)、汙泥(ni)量少(shao)且易(yi)處(chu)置(zhi)的(de)特(te)點。對於(yu)氣(qi)候(hou)相(xiang)對(dui)溫暖的地區，利(li)用(yong)厭(yan)氧技術是提(ti)高城市(shi)工業廢水處(chu)理(li)率(lv)的有(you)效途(tu)徑。但是(shi)，厭(yan)氧技術對有毒物質特(te)別(bie)敏(min)感(gan)，硫(liu)化(hua)物、重金(jin)屬等能(neng)輕(qing)易(yi)破(po)壞產甲烷菌的繁殖。所(suo)以(yi)，未(wei)來(lai)還(hai)可(ke)以(yi)結合(he)其(qi)他工(gong)業(ye)廢水處(chu)理(li)技(ji)術共(gong)同形(xing)成(cheng)綜(zong)合(he)處(chu)理(li)循(xun)環系(xi)統(tong)，如(ru)好(hao)氧—厭氧—濕(shi)地，以(yi)提(ti)高其(qi)效用(yong);因(yin)為厭氧生(sheng)物處(chu)理(li)技(ji)術對環境要求較高(gao)，其(qi)他的(de)制約因(yin)素(su)也較多，所(suo)以(yi)單(dan)獨采(cai)用(yong)厭(yan)氧技術治(zhi)理工(gong)業(ye)廢(fei)水還(hai)未(wei)廣泛投入(ru)使用(yong)。這壹問(wen)題的(de)解(jie)決辦(ban)法是(shi)對(dui)厭氧出水的後(hou)續處(chu)理(li)作(zuo)出(chu)改(gai)進(jin)。例(li)如(ru)用(yong)厭(yan)氧技術+酸化(hua)+好(hao)氧技術。前(qian)半(ban)段(duan)可除(chu)去大(da)多COD，減(jian)少循(xun)環過(guo)程(cheng)的能源消(xiao)耗(hao)，後(hou)半(ban)段(duan)可以(yi)使(shi)出水量滿足(zu)不同(tong)規(gui)定(ding)的排(pai)放(fang)標(biao)準。
膜(mo)技術處(chu)理(li)的(de)特(te)點:處(chu)理(li)廢(fei)水的常規(gui)技(ji)術方法在壹定(ding)程(cheng)度上抑(yi)制廢水排放量，提(ti)升廢水使用(yong)利(li)用(yong)量(liang)，緩(huan)解(jie)處(chu)理(li) 廢(fei)水壓力。但是(shi)因(yin)存在(zai)種(zhong)種(zhong)弊(bi)端(duan)，才(cai)逐(zhu)漸(jian)被(bei)膜(mo)技(ji)術代(dai)替。膜(mo)技術處(chu)理(li)廢(fei)水較常規(gui)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)存(cun)在明顯優(you)勢(shi)，其(qi)特點呈(cheng)現如(ru)下(xia)：(1)購(gou)買(mai)設備投資(zi)成(cheng)本(ben)低(di)，設備占地面積(ji)小(xiao)，大(da)大(da)節約購(gou)買(mai)經(jing)費，提(ti)高企(qi)業(ye)的(de)整(zheng)體經(jing)濟效益。設備外表堅固(gu)，易(yi)於(yu)運輸，不(bu)存(cun)在(zai)運(yun)輸有(you)損(sun)設備質量(liang)的現象(xiang)，零(ling)件維(wei)修維(wei)護(hu)工作(zuo)簡單，不(bu)需(xu)要聘(pin)用(yong)技(ji)術含量特(te)高的(de)專家進(jin)行(xing)設備維(wei)修。(2)設備操(cao)作環(huan)境(jing)優(you)良(liang)，衛生(sheng)符合(he)標(biao)準，膜(mo)技術設置在密閉(bi)的(de)系(xi)統(tong)中(zhong)，沒(mei)有(you)面臨汙(wu)水滲(shen)透與(yu)臭味散發的(de)危險。(3)膜技(ji)術去除(chu)效率(lv)高，處(chu)理(li)度高，凈化(hua)汙(wu)水能力很強。有(you)相關數據分(fen)析(xi)指出，常規(gui)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)廢(fei)水效率(lv)值不超(chao)過(guo)70%，而(er)膜技(ji)術可以(yi)達(da)到90%左右。膜(mo)技(ji)術在色度去除(chu)率(lv)方面也比常規(gui)方(fang)法(fa)處(chu)理(li)表現。膜(mo)技(ji)術處(chu)理(li)結果(guo)幹凈，不存(cun)在(zai)產生(sheng)汙泥(ni)現象(xiang)，有(you)效節省二(er)次(ci)處(chu)理(li)費用(yong)。因(yin)此(ci)，膜技術相比於(yu)常規(gui)水處(chu)理(li)方(fang)法(fa)擁有優勢(shi)。

膜技(ji)術處(chu)理(li)的(de)優(you)點:膜技術是壹項(xiang)全新(xin)的高(gao)科(ke)技(ji)技術，通過(guo)其(qi)中的(de)分(fen)離技術將液體中的(de)汙垢(gou)進(jin)行(xing)分類(lei)分離。將此(ci)技術運用(yong)到(dao)工業廢水處(chu)理(li)中(zhong)能(neng)夠(gou)科(ke)學(xue)處(chu)理(li)不(bu)同(tong)種(zhong)類(lei)的廢(fei)水，具有很強的(de)去汙染(ran)物能力(li)和(he)良(liang)好(hao)的去色度效果(guo)，現如(ru)今已(yi)廣(guang)泛(fan)運(yun)用(yong)到(dao)造紙業廢(fei)水處(chu)理(li)、印(yin)染(ran)業廢水防(fang)治(zhi)等行(xing)業中(zhong)。除(chu)此(ci)之外，還(hai)可(ke)以(yi)回(hui)收(shou)有(you)益物質，滿(man)足(zu)大(da)限(xian)度利(li)用(yong)有(you)益物質的(de)需求。設備可操(cao)作性(xing)強(qiang)，操(cao)作方(fang)法(fa)簡單易(yi)懂，操(cao)作過(guo)程(cheng)中危險性低(di)，設備安全性(xing)能優(you)良(liang)，有(you)效節約耗(hao)電(dian)量的(de)優點。總之，膜(mo)技(ji)術在處(chu)理(li)工(gong)業(ye)廢(fei)水中發揮(hui)著重要作用(yong)，是(shi)目前(qian)不可(ke)超(chao)越(yue)替代(dai)的。

MBR膜(mo)壹體化(hua)汙(wu)水處(chu)理(li)設施活(huo)性汙(wu)泥法和(he)生(sheng)物膜法(fa)的區別(bie)不(bu)僅僅是(shi)微生(sheng)物的懸(xuan)浮與(yu)附(fu)著之(zhi)分(fen)，更(geng)重要的是擴散過程(cheng)在生(sheng)物膜處(chu)理(li)系(xi)統(tong)中(zhong)是(shi)壹個必(bi)須(xu)考慮(lv)的因(yin)素。在生(sheng)物膜反應器(qi)中(zhong)，有機汙(wu)染(ran)物、溶(rong)解(jie)氧及(ji)各種(zhong)必(bi)須的(de)營養(yang)物質首(shou)先要從(cong)液(ye)相(xiang)擴散到生(sheng)物膜表面，進(jin)而(er)進(jin)到(dao)生(sheng)物膜內部(bu)，只(zhi)有擴(kuo)散到生(sheng)物膜表面或內部(bu)的(de)汙(wu)染(ran)物才有(you)可能被(bei)生(sheng)物膜內微生(sheng)物分解(jie)與(yu)轉化(hua)，終(zhong)形成(cheng)各種(zhong)代(dai)謝產物。另(ling)外，在(zai)生(sheng)物膜反應器(qi)中(zhong)，由於(yu)微生(sheng)物被固(gu)定(ding)在載體上，從(cong)而(er)實現了(le)SRT與HRT(水力停留時(shi)間)的(de)分離，使得增殖速(su)率(lv)慢的(de)微生(sheng)物也能生(sheng)長繁殖。因(yin)此(ci)，生(sheng)物膜是(shi)壹穩(wen)定(ding)的、多樣的微生(sheng)物生(sheng)態系(xi)統(tong)。
1. 生(sheng)物膜的(de)形成(cheng)原(yuan)理
生(sheng)物膜的(de)形成(cheng)過(guo)程(cheng)是微生(sheng)物吸附(fu)、生(sheng)長、脫落(luo)等綜(zong)合(he)作(zuo)用(yong)的(de)動態過程(cheng)。
首先，懸(xuan)浮於(yu)液相中(zhong)的(de)有(you)機汙(wu)染(ran)物及(ji)微生(sheng)物移動並(bing)附(fu)著在(zai)載體表面上；然(ran)後(hou)附著在(zai)載體上的(de)微生(sheng)物對有(you)機汙(wu)染(ran)物進(jin)行(xing)降(jiang)解(jie)，並(bing)發生(sheng)代(dai)謝、生(sheng)長、繁殖等過(guo)程(cheng)，並逐漸(jian)在(zai)載體的局部(bu)區域形(xing)成(cheng)薄(bo)的(de)生(sheng)物膜，這層生(sheng)物膜具有生(sheng)化(hua)活(huo)性，又(you)可進(jin)壹步(bu)吸附(fu)、分解(jie)廢(fei)水中有機汙(wu)染(ran)物，直(zhi)至後(hou)形成(cheng)壹層將載體*包裹(guo)的成(cheng)熟的(de)生(sheng)物膜。

微(wei)生(sheng)物在載體上的(de)掛(gua)膜(mo)可(ke)分(fen)為微生(sheng)物吸附(fu)和(he)固(gu)著生(sheng)長兩個階(jie)段(duan)。載體加(jia)入(ru)水體以(yi)後(hou)，首先進(jin)入(ru)吸附(fu)期。由圖(tu)可見(jian)，有部(bu)分(fen)微(wei)生(sheng)物和(he)絲狀(zhuang)物質已(yi)經(jing)附著在(zai)載體表面，附著了(le)較多物質的(de)位置往(wang)往(wang)是(shi)載體的凹(ao)處(chu)，不(bu)容(rong)易(yi)被(bei)水流(liu)剪(jian)切的地方(fang)。此(ci)時懸(xuan)浮液(ye)中(zhong)的微(wei)生(sheng)物大(da)量增(zeng)長，出現較(jiao)明(ming)顯的(de)壹個汙(wu)泥(ni)層。
地埋式壹體化(hua)醫(yi)療廢(fei)水處(chu)理(li)設施經(jing)過不(bu)可(ke)逆(ni)附著以(yi)後(hou)，微生(sheng)物在載體表面獲(huo)得(de)壹個比(bi)較(jiao)穩定(ding)的生(sheng)長環境，在供氧和(he)底物充(chong)足(zu)的情況下(xia)，吸附(fu)在載體上的(de)汙泥(ni)中(zhong)的(de)微(wei)生(sheng)物很快(kuai)就開(kai)始生(sheng)長。下(xia)圖(tu)為微生(sheng)物在載體表面開始生(sheng)長時的情景(jing)，由(you)圖(tu)可見(jian)到活(huo)性很好(hao)的鐘(zhong)蟲(chong)和(he)累枝(zhi)蟲(chong)。
隨(sui)著培(pei)養(yang)馴(xun)化(hua)時(shi)間的(de)增長，在載體表面生(sheng)長的生(sheng)物膜也迅(xun)速增長，逐漸(jian)覆蓋整個載體表面，並開(kai)始增厚(hou)。但生(sheng)物膜的(de)生(sheng)長並不均勻(yun)，在載體比較(jiao)突出(chu)的(de)地方(fang)，生(sheng)物膜比(bi)較薄，而(er)凹(ao)處(chu)則(ze)會(hui)長出相當(dang)繁盛的菌落(luo)，可(ke)見(jian)水力剪(jian)切對生(sheng)物膜的(de)生(sheng)長具有重要的影(ying)響。
生(sheng)物膜形(xing)成(cheng)的(de)影(ying)響因素
生(sheng)物膜的(de)形成(cheng)與(yu)載體表面性質(zhi)(載體表面親(qin)水性、表面電(dian)荷、表面化(hua)學(xue)組成(cheng)和(he)表面粗糙(cao)度)、微生(sheng)物的性(xing)質(微生(sheng)物的種(zhong)類(lei)、培養(yang)條(tiao)件(jian)、活(huo)性和(he)濃(nong)度)及(ji)環境(jing)因素(su)(PH值、離子強度、水力剪(jian)切力、溫度、營養(yang)條(tiao)件(jian)及(ji)微生(sheng)物與載體的接觸(chu)時間)等因(yin)素(su)有(you)關。

載體表面性質(zhi)
載體表面電(dian)荷性、粗(cu)糙(cao)度、粒(li)徑和(he)載體濃(nong)度等直(zhi)接影(ying)響著生(sheng)物膜在(zai)其(qi)表面的附(fu)著、形(xing)成(cheng)。在(zai)正常生(sheng)長環境下(xia)，微生(sheng)物表面帶有(you)負電(dian)荷。如(ru)果(guo)能通過(guo)壹定(ding)的改(gai)良(liang)技(ji)術，如(ru)化(hua)學(xue)氧化(hua)、低(di)溫等離子體處(chu)理(li)等可(ke)使(shi)載體表面帶有(you)正電(dian)荷，從(cong)而(er)可使(shi)微生(sheng)物在載體表面的附(fu)著、形(xing)成(cheng)過(guo)程(cheng)更(geng)易(yi)進(jin)行(xing)。載體表面的粗(cu)糙(cao)度有利(li)於(yu)細(xi)菌在(zai)其(qi)表面附著、固(gu)定(ding)。

壹方(fang)面，與光(guang)滑表面相比(bi)，粗糙(cao)的(de)載體表面增加(jia)了(le)細(xi)菌與(yu)載體間的(de)有效接觸(chu)面積(ji)；另(ling)壹方(fang)面載體表面的粗(cu)糙(cao)部(bu)分(fen)，如(ru)孔洞(dong)、裂縫等對(dui)已(yi)附(fu)著的(de)細(xi)菌起(qi)著屏(ping)蔽保護(hu)作用(yong)，使(shi)它們免受水力剪(jian)切力的(de)沖刷(shua)。