美丽乡村一体化生活污水处理设施

生物膜法是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法，是生物净化过程的人工化和强化，主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。
生物膜法污水处理技术主要是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。
技术原理
生物膜法净化污水机理是：
(1)依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物，由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖，由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，因此生物膜通常具有孔状结构，并具有很强的吸附性能。

(2)生物膜附着在载体的表面，是高度亲水的物质，在污水不断流动的条件下，其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质，在膜的表面上和一侧深度的内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物，形成由有机污染物→细菌→原生动物(后生动物)组成的食物链。生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物和其他一些肉眼可见的生物群落组成。其中细菌一般有：假单苞菌属、芽苞菌属、产碱杆菌属和动胶菌属以及球衣菌属，原生动物多为钟虫、独缩虫、等枝虫、盖纤虫等。后生动物只有在溶解氧非常充足的条件下才出现，且主要为线虫。污水在流过载体表面时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附，并通过氧向生物膜内部扩散，在膜中发生生物氧化等作用，从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态，当生物膜逐渐增厚，厌氧层的厚度超过好氧层时，会导致生物膜的脱落，而新的生物膜又会在载体表面重新生成，通过生物膜的周期更新，以维持生物膜反应器的正常运行。
(3)生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上，实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离，载体填料的存在，对水流起到强制紊动的作用，同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触，从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题，在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级生物处理，而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。
技术特点
生物膜法具有以下特点：
(1)对水量、水质、水温变动适应性强；
(2)处理效果好并具良好硝化功能；
(3)污泥量小(约为活性污泥法的3/4)且易于固液分离；
(4)处理效率高、耐冲击负荷性能好；
(5)占地面积少、动力费用省、便于运行管理等优点。

常规处理技术包括一级处理、二级处理和二级强化处理。
1、一级处理
是以去除水中呈悬浮状态的固体污染物质为主的处理过程，一般采用物理处理方法，主要处理单元包含格栅、沉砂池、初沉池。
（1）（适用范围）一级处理宜作为二级处理的预处理步骤。
（2）（技术特点）去除SS为主，可部分去除生化需氧量（BOD5）。
（3）（运行参数）格栅：过栅流速宜采用0.6-1.0m/s；平流沉砂池：流速宜为0.15-0.3m/s，zui高时流量时停留时间不小于30s；曝气沉砂池：水平流速宜为0.1m/s，zui高流量时停留时间应大于2min，处理每立方米污水的曝气量宜为0.1-0.2m3；旋流沉砂池：zui高流量时停留时间不应小于30s，水力表面负荷宜为150-200m3/(m2•h)；初沉池：水力表面负荷宜为1.5-4.5m3/(m2•h)。
（4）（处理效果）正常运行条件下，以生活污水为主的城镇污水经过一级处理后，BOD5可去除30%左右，SS可去除50%左右。
二级处理
以去除悬浮态和溶解态有机污染物为主要目的生物处理技术，包括普通活性污泥法、吸附再生法、生物接触氧化法等。
（1）（适用范围）适用于对营养盐去除要求不高的城镇污水再生处理。
（2）（技术特点）可有效去除BOD5、SS和氨氮。
（3）（运行参数）BOD5污泥负荷（Ls）宜为0.2-0.5kgBOD5/(kgMLSS•d)，污泥回流比宜为25-100%。
（4）（处理效果）正常运行条件下，城镇污水经过二级处理后出水水质可达到：CODCr<60mg/L，BOD5<20mg/L，SS<20mg/L，氨氮<15mg/L，总氮<50mg/L，总磷<5mg/L。

美丽乡村一体化生活污水处理设施活性污泥法是利用好氧微生物与污水混合并曝气，利用微生物将污水中的有机污染物分解，利用生物絮凝体胶团对无机、有机污染物进行吸附，从而将污染物从被处理水体中分离，达到进行污水净化处理的目的。传统活性污泥法净化水体，主要建立沉淀池、曝气池、浓缩池等构筑物组成污水处理工艺流程，生活污水进入处理厂区后经过格栅截留大部分漂浮物和悬浮物；在沉淀池中分离可沉淀的无机物和部分有机物；污水进入活性污泥池后经过曝气装置与污泥充分混合，利用微生物分解有机物、利用胶团吸附悬浮物和有机物，从而形成新的活性污泥；处理后的混合液经过二次沉淀池进行固液分离，净化后的水体经过消毒基本达到排放水体的保证，可以进行外排。
活性污泥法在高原生活污水处理中的应用
活性污泥法是目前大多数城市进行污水处理的重要工艺，但由于高原地区的低氧和低温环境，活性污泥法在高原地区适应情况不佳，存在能耗高、污泥产量多、冬季抗冲击能力弱的现象，且在低温环境下运行容易出现净化后水体质量不达标的现象，这种水体进行外排同样会对高原地区地表和地下水系造成污染和破坏，且增加了高原生活污水处理的成本，对可持续发展无益?；钚晕勰喾ㄋ淙坏ザ朗褂玫男Ч兴啡?，但其不失为一种良好的污水处理技术，可以通过与其他对温度、氧气量依赖性不强的水处理技术进度搭配，提高高原地区生活污水处理工艺的效果和抗冲击能力。

低溶解氧（DO）活性污泥技术
降低污泥量
活性污泥的低氧工艺是一种较为新型的水处理技术，尚未能够得到严格的定义，低氧工艺将好氧、厌氧、兼氧环境合为一体，利用低溶解氧环境下活性污泥出现丝状菌导致污泥膨胀的特性，建立丝状菌的生物滤网，利用滤网的过滤作用和生物降解作用去除水中细小的悬浮物和有机物，有效改善处理后水体的质量，且丝状菌不会持续增殖，降低了爆发恶性污泥膨胀的几率，对维持活性污泥污水处理系统稳定性有很大作用。
去除有机物量
在低氧环境下，当溶解氧浓度在1mg/L时，污泥产量有大幅度降低，因为在不同溶解氧浓度条件下，微生物对有机物降解的特性有较大差异，例如溶解氧浓度大于2mg/L时，微生物以溶解氧作为电子受体，被处理水体中大部分有机物被氧化为无机物，微生物从中获取能量用于增殖；厌氧条件下，作为电子受体的不再是微生物自身，而是以碳氮硫等有机物为电子受体，进行不*的氧化反应；当溶解氧浓度在1mg/L时，囊括了好氧、厌氧两种氧化反应，两种反应同时进行，不仅污泥产量有所降低，有机物去除效果也稳定在94%左右。
脱氮除磷
活性污泥法过程中溶解氧浓度低会影响硝化反应的进行，但会促进硝化反应与反硝化反应同步的状态生成，节省了对氧气量的消耗，又不会影响处理工艺中脱氮的效果。在常规活性污泥法中硝化反应和反硝化反应是两个不同的步骤，但当溶解氧浓度在1mg/L时，硝化反应与反硝化反应可以在同一个反应空间内同时存在，因为溶解氧浓度从微生物与污水混合絮状物中心到边缘逐渐升高，氨氮由絮状物外向内的过程是硝化反应到反硝化反应的过程，且这个过程较短，形成硝化反应与反硝化反应同步的状态，溶解氧浓度上升或下降都会打破这个平衡。除磷的原理与脱氮原理相似，在絮状物边缘进行吸磷，在絮状物中心进行释磷。
与生物转盘相结合
菌种与生物膜
高原地区冬季低温环境下，活性污泥活性弱，对水处理的效果波动性大，因此单独设置活性污泥法不能良好的dui冲击进行抵御，采用生物转盘与活性污泥进行搭配的工艺可以提高水处理技术的适应性和抗冲击能力，因为生物转盘中菌种bacillus（芽孢杆菌）能够适应低温环境，在高原地区低温环境中具有优势。生物转盘的孔隙率在97%以上，比表面积较大，但因采用密度较小的材料制成且不吸水，因此生物转盘运行过程中对电能的消耗较??；生物转盘通过bacillus菌种和其他微生物共同生长发育在表面形成一层膜状生物污泥，也就是被称为生物膜的物质。

生物转盘转速
在生物转盘与活性污泥相结合的水处理工艺中，生物转盘的转速对于处理后水体质量有较大影响，转速决定了生物转盘中微生物污水的接触时间和溶解氧量，当转速过慢时，生物转盘的厌氧环境大于有氧环境，不利于有机物的去除；当转速过快时又容易引起生物膜的脱落，消耗大量能量。经过试验可知，当生物转盘转速在每分钟4～8r之间时，能够满足对氨氮的去除，又不过早脱落生物膜；当生物转盘转速超过每分钟6r时会使总氮的去除效率下降；而对于磷的去除效率则是在转速为每分钟3～4r时zui高，因此生物转盘应当设置为每分钟4r。
结束语：囿于高原地区的低氧、低压、低温环境，活性污泥法在高原生活污水处理中作用受限，因此不能直接使用，且能耗量上升，需要前置处理技术，与多种处理技术进行配合，提高污泥活性、提高能源利用率，为我国高原地区水资源?；ず臀廴舅逯卫硖峁┘际踔С?。