新型生物膜反应器处理传统村落生活污水的挂膜研究

伴随着城镇化和城乡一体化的迅猛推进，大量历史遗 留的古村落遭到不同程度的破坏，我国的传统村落正在以惊人的速度消失。如何为高 效地对其开展保护，已经成为一个迫在眉睫的问题。而在传统村落的保护过程中，环境保护以及生活污水处理与村民们的生活息息相关。统计显 示，我国农村生活污水排放量约为61.0L/(人·天)，按照200人/村计算，每个村落平均每天排放1.22万升的生活污水，这些污水对环境造成严重污染；并且传统村落生活污水水质的变化与生活方式、生活水平和季节等相关，水质变化明显。因此，寻找一种经济、的生活污水处理方法对于传统村落的保护具有重要意义。
　　生物膜技术是一种将膜技术与传统活性污泥处理技术结合的污水处理工艺，其优 势在于不较好的物去除率，还能地去除氨氮和其他难降解物质；其与常规好氧生物处理方法相比，具有污泥、容积负荷高、污泥的泥龄长、占地面积小等优点。应用一种生物滤膜作为填料的生物膜反应器处理生活污水获得的总氮(TN)去除效果；而研究了活性污泥-生物膜系统脱氮除磷效果受负荷的影响，发现较高的污泥负荷有利于反应器的氮磷去除。本实验中所使用的反应器的设计思路来源于生物流化床，也是一种流动床生物处理技术，其与固定床技术相比，具有生物性能好、脱氮负荷高、操作方便等特点；同时它在运行过程中只需要泵的作用，克服了流化床生物处理技术中耗能高、处理量低等不足，具有非常高的应用价值。
　　生物膜反应器对微生物依赖性很高，受操作条件、水质条件、运行环境等因素的影响较大，例如负荷(ORL)、水力停留时间(HRT)、碳氮质量比(简称为C/N比)等。其中ORL是影响废水处理的一个重要参数。研究表明系统只有在合适的负荷条件下才能达到 佳的污染物去除率，同时，负荷也是表征反应器承受能力的一个重要参数。另外，在生物脱氮过程中，若进水C/N比过高，水中存在大量物，反应器中的自养硝化菌对营养物和O2的竞争不如好氧异养菌，容易导致异养菌占据优 势，使-N不能很好地转化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮，从而降低硝化反应速率。反之，若进水C/N比值过低，硝化反应的时间过长，反硝化过程就会缺乏足够的物作为电子供体，从而导致反硝化效率降低。
　　(1)自主设计的新型生物膜反应器在处理生活污水时，不需要曝气装置的使用，仅仅依靠废水在斜板生物膜之间的循环流动，就能使得整个生物膜系统的溶解氧供应充足，节约了能源，并且简化了污水处理器中的管理和运行问题，是一种节能高 效的新工艺，具有非常好的应用价值。
　　(2)投加活性污泥的挂膜方式能够在较短的时间内挂膜成功，且挂膜过程中生物膜外观以及微生物相的变化都较明显。成熟生物膜的整体结构以丝状为主体骨架，不同种类的球菌和杆菌附着在丝状菌上呈现簇状生长，每一簇致密的微生物体系之间有一些空隙，用于进行物质和能量交换；微生物很好的生长，污染物去除效率也很高。这说明，通过人工投加活性污泥的方式来挂膜启动适用于该反应器。