MBR膜一体化污水处理设施

厌氧生化的三个阶段：厌氧生物处理过程是微生物共生体的活动来完成许多细菌和复杂的组成过程中的一些中间步骤。为了便于研究，将复杂的厌氧生化过程大致分为4个阶段：水解阶段、酸化阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。但到目前为止，三个阶段的理论和四个理论被认为是厌氧细菌的过程更全面，更准确的描述。
将厌氧生物技术用于工业废水处理过程的可行性：厌氧生物处理可以被具体解释为以下原理，即厌氧条件下，通过兼性厌氧菌以及厌氧细菌和其他微生物之间的作用，将有机物中的甲烷和二氧化碳进行降解的过程。该过程不需要外界资源的辅助，被还原的有机物可以作为受氢体，同时产生甲烷气体。相对于好氧生物技术而言，厌氧生物技术的使用将有更广阔的发展和应用前景。首先，厌氧技术的成本较低，工业废水的排放在厌氧处理技术下经济效益更高。其次，厌氧生物技术将会降低企业的下排污罚款量。此外，厌氧系统处理污泥的成本相对于好氧生物技术而言是微不足道的。后，好氧活性污泥每去除1kgBOD耗氧量为1.2kg-1.5kg，1000kgCOD耗电量为(1.44—3.6)×108J，而厌氧生物去除1000kgCOD耗电量为(2.52-5.4)×107J。由于以上优势，厌氧生物处理技术已经逐步成为工业处理废水的主要工具。

MBR膜一体化污水处理设施厌氧生物技术在工业废水处理中的发展前景：厌氧生物处理技术发展到今天，已在不断的完善发展，走向成熟。比较典型的成果有：厌氧滤池(AF)、厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)、升流式厌氧污泥床(UASB)等。但它们仍存在缺陷，需要不断改进。因此未来对工业废水处理应着眼于以厌氧生物处理技术为主，好氧生物处理技术为辅的技术路线。本着这条主线，未来的研究工作可以考虑以下几个方面：与传统的好氧生物处理方法相比，厌氧生物处理具有能源消耗小、成本费用低、污泥量少且易处置的特点。对于气候相对温暖的地区，利用厌氧技术是提高城市工业废水处理率的有效途径。但是，厌氧技术对有毒物质特别敏感，硫化物、重金属等能轻易破坏产甲烷菌的繁殖。所以，未来还可以结合其他工业废水处理技术共同形成综合处理循环系统，如好氧—厌氧—湿地，以提高其效用;因为厌氧生物处理技术对环境要求较高，其他的制约因素也较多，所以单独采用厌氧技术治理工业废水还未广泛投入使用。这一问题的解决办法是对厌氧出水的后续处理作出改进。例如用厌氧技术+酸化+好氧技术。前半段可除去大多COD，减少循环过程的能源消耗，后半段可以使出水量满足不同规定的排放标准。
膜技术处理的特点:处理废水的常规技术方法在一定程度上抑制废水排放量，提升废水使用利用量，缓解处理 废水压力。但是因存在种种弊端，才逐渐被膜技术代替。膜技术处理废水较常规处理方法存在明显优势，其特点呈现如下：(1)购买设备投资成本低，设备占地面积小，大大节约购买经费，提高企业的整体经济效益。设备外表坚固，易于运输，不存在运输有损设备质量的现象，零件维修维护工作简单，不需要聘用技术含量特高的专家进行设备维修。(2)设备操作环境优良，卫生符合标准，膜技术设置在密闭的系统中，没有面临污水渗透与臭味散发的危险。(3)膜技术去除效率高，处理度高，净化污水能力很强。有相关数据分析指出，常规处理方法废水效率值不超过70%，而膜技术可以达到90%左右。膜技术在色度去除率方面也比常规方法处理表现。膜技术处理结果干净，不存在产生污泥现象，有效节省二次处理费用。因此，膜技术相比于常规水处理方法拥有优势。

膜技术处理的优点:膜技术是一项全新的高科技技术，通过其中的分离技术将液体中的污垢进行分类分离。将此技术运用到工业废水处理中能够科学处理不同种类的废水，具有很强的去污染物能力和良好的去色度效果，现如今已广泛运用到造纸业废水处理、印染业废水防治等行业中。除此之外，还可以回收有益物质，满足大限度利用有益物质的需求。设备可操作性强，操作方法简单易懂，操作过程中危险性低，设备安全性能优良，有效节约耗电量的优点。总之，膜技术在处理工业废水中发挥着重要作用，是目前不可超越替代的。

MBR膜一体化污水处理设施活性污泥法和生物膜法的区别不仅仅是微生物的悬浮与附着之分，更重要的是扩散过程在生物膜处理系统中是一个必须考虑的因素。在生物膜反应器中，有机污染物、溶解氧及各种必须的营养物质首先要从液相扩散到生物膜表面，进而进到生物膜内部，只有扩散到生物膜表面或内部的污染物才有可能被生物膜内微生物分解与转化，终形成各种代谢产物。另外，在生物膜反应器中，由于微生物被固定在载体上，从而实现了SRT与HRT(水力停留时间)的分离，使得增殖速率慢的微生物也能生长繁殖。因此，生物膜是一稳定的、多样的微生物生态系统。
1. 生物膜的形成原理
生物膜的形成过程是微生物吸附、生长、脱落等综合作用的动态过程。
首先，悬浮于液相中的有机污染物及微生物移动并附着在载体表面上；然后附着在载体上的微生物对有机污染物进行降解，并发生代谢、生长、繁殖等过程，并逐渐在载体的局部区域形成薄的生物膜，这层生物膜具有生化活性，又可进一步吸附、分解废水中有机污染物，直至后形成一层将载体*包裹的成熟的生物膜。

微生物在载体上的挂膜可分为微生物吸附和固着生长两个阶段。载体加入水体以后，首先进入吸附期。由图可见，有部分微生物和丝状物质已经附着在载体表面，附着了较多物质的位置往往是载体的凹处，不容易被水流剪切的地方。此时悬浮液中的微生物大量增长，出现较明显的一个污泥层。
地埋式一体化医疗废水处理设施经过不可逆附着以后，微生物在载体表面获得一个比较稳定的生长环境，在供氧和底物充足的情况下，吸附在载体上的污泥中的微生物很快就开始生长。下图为微生物在载体表面开始生长时的情景，由图可见到活性很好的钟虫和累枝虫。
随着培养驯化时间的增长，在载体表面生长的生物膜也迅速增长，逐渐覆盖整个载体表面，并开始增厚。但生物膜的生长并不均匀，在载体比较突出的地方，生物膜比较薄，而凹处则会长出相当繁盛的菌落，可见水力剪切对生物膜的生长具有重要的影响。
生物膜形成的影响因素
生物膜的形成与载体表面性质(载体表面亲水性、表面电荷、表面化学组成和表面粗糙度)、微生物的性质(微生物的种类、培养条件、活性和浓度)及环境因素(PH值、离子强度、水力剪切力、温度、营养条件及微生物与载体的接触时间)等因素有关。

载体表面性质
载体表面电荷性、粗糙度、粒径和载体浓度等直接影响着生物膜在其表面的附着、形成。在正常生长环境下，微生物表面带有负电荷。如果能通过一定的改良技术，如化学氧化、低温等离子体处理等可使载体表面带有正电荷，从而可使微生物在载体表面的附着、形成过程更易进行。载体表面的粗糙度有利于细菌在其表面附着、固定。

一方面，与光滑表面相比，粗糙的载体表面增加了细菌与载体间的有效接触面积；另一方面载体表面的粗糙部分，如孔洞、裂缝等对已附着的细菌起着屏蔽保护作用，使它们免受水力剪切力的冲刷。