與傳統(tǒng)活性污泥法相比,生物膜法處理污水技術(shù)因?yàn)椴僮鞣奖?、剩余污泥少、抗沖擊負(fù)荷等特點(diǎn),適合與中小型污水處理廠工程,在工藝上有如下特征:
一、微生物方面的特征
1、微生物種類豐富,生物的食物鏈長
相對于活性污泥法,生物膜載體(濾料、填料)為微生物提供了固定生長的條件,以及較低的水流、氣流攪拌沖擊,利于微生物的生長增殖。因此,生物膜反應(yīng)器為微生物的繁衍、增殖及生長棲息創(chuàng)造了更為適宜的生長環(huán)境,除大量細(xì)菌以及真菌生長外,線蟲類、輪蟲類及寡毛蟲類等出現(xiàn)的頻率也較高,還可能出現(xiàn)大量絲狀菌,不僅不會發(fā)生污泥膨脹,還有利于提高處理效果。
另外,生物膜上能夠棲息高營養(yǎng)水平的生物,在捕食性纖毛蟲、輪蟲類、線蟲類之上,還棲息著寡毛蟲和昆蟲,在生物膜上形成長于活性污泥的食物鏈。
較多種類的微生物,較大的生物量,較長的食物鏈,有利于提高處理效果和單位體積的處理負(fù)荷,也有利于處理系統(tǒng)內(nèi)剩余污泥量的減少。
2、存活世代時(shí)間較長的微生物,有利于不同功能的優(yōu)勢菌群分段運(yùn)行
由于生物膜附著生長在固體載體上,其生物固體平均停留時(shí)間(污泥泥齡)較長,在生物膜上能夠生長世代時(shí)間較長,增殖速率慢的微生物,如硝化菌、某些特殊污染物降解專屬菌等,為生物處理分段運(yùn)行及分運(yùn)行作用的提高創(chuàng)造了更為適宜的條件。
生物膜處理法多分段進(jìn)行,每段繁衍與進(jìn)入本段污水水質(zhì)相適應(yīng)的微生物,并形成優(yōu)勢菌群,有利于提高微生物對污染物的生物降解效率。硝化菌和亞硝化菌也可以繁殖生長,因此生物膜法具有一定的硝化功能,采取適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行方式,具有反硝化脫氮的功能。分段進(jìn)行也有利于難降解污染物的降解去除。
二、處理工藝方面的特征
1、對水質(zhì)、水量變動有較強(qiáng)的適應(yīng)性
生物膜反應(yīng)器內(nèi)有較多的生物量,較長的食物鏈,使得各種工藝對水質(zhì)、水量的變化都具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng),對毒性物質(zhì)也有較好的抵抗性。一段時(shí)間中斷進(jìn)水或遭到?jīng)_擊負(fù)荷破壞,處理功能不會受到致命的影響,恢復(fù)起來也較快。因此,生物膜法更適合于工業(yè)廢水及其他水質(zhì)水量波動較大的中小規(guī)模污水處理。
2、適合低濃度污水的處理
在處理水污染物濃度較低的情況下,載體上的生物膜及微生物能保持與水質(zhì)一致的數(shù)量和種類,不會發(fā)生在活性污泥法處理系統(tǒng)中,污水濃度過低會影響活性污泥絮凝體的形成和增長的現(xiàn)象。生物膜處理法對低濃度污水,能夠取得良好的處理效果,正常運(yùn)行時(shí)可使BOD5為20~30mg/L(污水),出水BOD5值降至10mg/L以下。所以,生物膜法更適用于低濃度污水處理和要求優(yōu)質(zhì)出水的場合。
3、剩余污泥產(chǎn)量少
生物膜中較長的食物鏈,使剩余污泥量明顯減少。特別在生物膜較厚時(shí),厭氧層的厭氧菌能夠降解好氧過程合成的剩余污泥,使剩余污泥量進(jìn)一步減少,污泥處理與處置費(fèi)用隨之降低。通常,生物膜上脫落下來的污泥,相對密度較大,污泥顆粒個(gè)體也較大,沉降性能較好,易于固液分離。
4、運(yùn)行管理方便
生物膜法中的微生物是附著生長,一般無需污泥回流,也不需要經(jīng)常調(diào)整反應(yīng)器內(nèi)污泥量和剩余污泥排放量,且生物膜法沒有絲狀菌膨脹的潛在威脅,易于運(yùn)行維護(hù)與管理。另外,生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池等工藝,動力消耗較低,單位污染物去除耗電量較少。
生物膜法的缺點(diǎn)在于濾料增加了工程建設(shè)投資,特別是處理規(guī)模較大的工程,濾料投資所占比例較大,還包括濾料的周期性更新費(fèi)用。生物膜法工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行不當(dāng)可能發(fā)生濾料破損、堵塞等現(xiàn)象。