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水处理生物膜技术

2015-08-27 09:26:49

  生物膜载体是生物膜工艺的核心部分,载体的选择适当与否直接影响到废水的处理效果。概述了废水处理用生物膜载体的现状与发展,重点介绍了有机合成高分子生物膜载体在亲水性、生物亲和性和磁性等方面的改性研究,壳聚糖、藻酸盐和纤维素等可降解材料作为生物膜载体在废水处理中的应用研究。针对当今生物膜载体应用带来的二次污染问题,提出了解决办法和发展方向,指出可降解生物膜载体的应用可有效避免废弃生物膜载体处理带来的二次污染,是生物膜载体研究的一个重要发展方向。

  在水处理法中,生物膜法是利用附着生长于某些固体表面的微生物(即微生物膜)进行污水处理的方法。近年来,以其处理效率高,耐冲击负荷,运行稳定,污泥产量小及经济节能等优点在废水处理中得到了广泛应用。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类组成的生态系统,其附着的固体介质称为滤料或载体。

  载体是生物膜工艺的核心部分,在好氧、兼氧及厌氧过程中均发挥着重要的作用,而载体的材质、比表面积大小、布水布气性能、表面粗糙度、强度及密度等因素对该工艺的处理效果具有直接影响。笔者就水处理生物膜载体的研究进展、存在问题及发展方向进行了探讨。

 

超滤膜

超滤膜

  无机类生物膜载体

  目前,水处理中常用的无机类载体有硅酸盐类、碳酸盐类、炭纤维、矿渣、活性炭和金属等。由于陶粒具有巨大的比表面积(5.892m2·g-1),可附着较大量的微生物,同时增高了氧气在水中的传质效果,因此成为目前应用最广泛的水处理生物膜无机载体。近年来,随着纳米技术的发展,还开发了纳米陶粒等各种更具优良特性的陶粒载体。

  活性炭纤维不仅比表面积大,孔径分布集中在微孔范围内,还具有很好的生物相容性,是良好的生物膜载体材料。王真真等应用了活性炭纤维这一优良特性,将它作为牛粪厌氧发酵的载体,结果表明,它可以很大程度提高厌氧发酵的效果。

 

超滤膜图片

超滤膜

  有机合成高分子生物膜载体

  随着聚合物加工技术的不断进步,具有不同功能的聚合物载体不断涌现。这些载体材料在强度、比重等各方面均表现出明显优势,得到了广泛应用。早期应用以聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃类为主,但这些聚合高分子材料具有疏水性,缺乏生物亲和性,使微生物不易附着,挂膜效果较差,废弃后产生二次污染等缺点。目前,研究者通过对这些材料的改性,不仅提高了载体的挂膜效果,而且废弃后其表面易于被微生物附着而具有一定的降解性能,解决了载体材料废弃后产生二次污染的问题。

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