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水處理生物膜技術

2015-08-27 09:26:49

  生物膜載體是生物膜工藝的核心部分,載體的選擇適當與否直接影響到廢水的處理效果。概述了廢水處理用生物膜載體的現狀與發展,重點介紹了有機合成高分子生物膜載體在親水性、生物親和性和磁性等方面的改性研究,殼聚糖、藻酸鹽和纖維素等可降解材料作為生物膜載體在廢水處理中的應用研究。針對當今生物膜載體應用帶來的二次污染問題,提出了解決辦法和發展方向,指出可降解生物膜載體的應用可有效避免廢棄生物膜載體處理帶來的二次污染,是生物膜載體研究的一個重要發展方向。

  在水處理法中,生物膜法是利用附著生長于某些固體表面的微生物(即微生物膜)進行污水處理的方法。近年來,以其處理效率高,耐沖擊負荷,運行穩定,污泥產量小及經濟節能等優點在廢水處理中得到了廣泛應用。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類組成的生態系統,其附著的固體介質稱為濾料或載體。

  載體是生物膜工藝的核心部分,在好氧、兼氧及厭氧過程中均發揮著重要的作用,而載體的材質、比表面積大小、布水布氣性能、表面粗糙度、強度及密度等因素對該工藝的處理效果具有直接影響。筆者就水處理生物膜載體的研究進展、存在問題及發展方向進行了探討。

 

超濾膜

超濾膜

  無機類生物膜載體

  目前,水處理中常用的無機類載體有硅酸鹽類、碳酸鹽類、炭纖維、礦渣、活性炭和金屬等。由于陶粒具有巨大的比表面積(5.892m2·g-1),可附著較大量的微生物,同時增高了氧氣在水中的傳質效果,因此成為目前應用最廣泛的水處理生物膜無機載體。近年來,隨著納米技術的發展,還開發了納米陶粒等各種更具優良特性的陶粒載體。

  活性炭纖維不僅比表面積大,孔徑分布集中在微孔范圍內,還具有很好的生物相容性,是良好的生物膜載體材料。王真真等應用了活性炭纖維這一優良特性,將它作為牛糞厭氧發酵的載體,結果表明,它可以很大程度提高厭氧發酵的效果。

 

超濾膜圖片

超濾膜

  有機合成高分子生物膜載體

  隨著聚合物加工技術的不斷進步,具有不同功能的聚合物載體不斷涌現。這些載體材料在強度、比重等各方面均表現出明顯優勢,得到了廣泛應用。早期應用以聚丙烯、聚乙烯等聚烯烴類為主,但這些聚合高分子材料具有疏水性,缺乏生物親和性,使微生物不易附著,掛膜效果較差,廢棄后產生二次污染等缺點。目前,研究者通過對這些材料的改性,不僅提高了載體的掛膜效果,而且廢棄后其表面易于被微生物附著而具有一定的降解性能,解決了載體材料廢棄后產生二次污染的問題。

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