生物(wù)膜法挂不上膜的原因

生物(wù)膜法是一种高1效的废水处理(lǐ)方法，具有(yǒu)污泥量少，不会引起污泥膨胀，对废水的水质和水量的变动具有(yǒu)较好的适应能(néng)力，运行管理(lǐ)简单等特点。生物(wù)膜法是使微生物(wù)附着在载體(tǐ)表面上并形成生物(wù)膜，当污水流经载體(tǐ)表面时，污水中的有(yǒu)机物(wù)及溶解氧向生物(wù)膜内部扩散。膜内微生物(wù)在有(yǒu)氧存在的情况下对有(yǒu)机物(wù)进行分(fēn)解代謝(xiè)和机體(tǐ)合成代謝(xiè)，同时分(fēn)解的代謝(xiè)产物(wù)从生物(wù)膜扩散到水相和空气中，从而使废水中的有(yǒu)机物(wù)得以降解。

活性污泥法和生物(wù)膜法的區(qū)别不仅仅是微生物(wù)的悬浮与附着之分(fēn)，更重要的是扩散过程在生物(wù)膜处理(lǐ)系统中是一个必1须考虑的因素。在生物(wù)膜反应器中，有(yǒu)机污染物(wù)、溶解氧及各种必1须的营养物(wù)质首先要从液相扩散到生物(wù)膜表面，进而进到生物(wù)膜内部，只有(yǒu)扩散到生物(wù)膜表面或内部的污染物(wù)才有(yǒu)可(kě)能(néng)被生物(wù)膜内微生物(wù)分(fēn)解与转化，最终形成各种代謝(xiè)产物(wù)。另外，在生物(wù)膜反应器中，由于微生物(wù)被固定在载體(tǐ)上，从而实现了SRT与HRT(水力停留时间)的分(fēn)离，使得增殖速率慢的微生物(wù)也能(néng)生長(cháng)繁殖。因此，生物(wù)膜是一稳定的、多(duō)样的微生物(wù)生态系统。

微生物(wù)在载體(tǐ)上的挂膜可(kě)分(fēn)為(wèi)微生物(wù)吸附和固着生長(cháng)两个阶段。

生物(wù)膜的形成与载體(tǐ)表面性质(载體(tǐ)表面亲水性、表面電(diàn)荷、表面化學(xué)组成和表面粗糙度)、微生物(wù)的性质(微生物(wù)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(wù)与载體(tǐ)的接触时间)等因素有(yǒu)关。

1、载體(tǐ)表面性质

载體(tǐ)表面電(diàn)荷性、粗糙度、粒径和载體(tǐ)浓度等直接影响着生物(wù)膜在其表面的附着、形成。在正常生長(cháng)环境下，微生物(wù)表面带有(yǒu)负電(diàn)荷。如果能(néng)通过一定的改良技术，如化學(xué)氧化、低温等离子體(tǐ)处理(lǐ)等可(kě)使载體(tǐ)表面带有(yǒu)正電(diàn)荷，从而可(kě)使微生物(wù)在载體(tǐ)表面的附着、形成过程更易进行。载體(tǐ)表面的粗糙度有(yǒu)利于细菌在其表面附着、固定。

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

研究认為(wèi)，相对于大粒径载體(tǐ)而言，小(xiǎo)粒径载體(tǐ)之间的相互摩擦小(xiǎo)，比表面积大，因而更容易生成生物(wù)膜。另外，载體(tǐ)浓度对反应器内生物(wù)膜的挂膜也很(hěn)重要。Wagner在用(yòng)气提式反应器处理(lǐ)难降解物(wù)废水时发现，在载體(tǐ)质量浓度很(hěn)低情况下，即使生物(wù)膜厚达295μm，还是不能(néng)达到稳定的去除率。但是，在载體(tǐ)浓度為(wèi)20-30g/L时，即使只有(yǒu)20％的载體(tǐ)上有(yǒu)75μn厚的生物(wù)膜，反应器依然能(néng)达到稳定的(98％)去除率，COD负荷最高可(kě)达58kg/(m3·d)。

2、悬浮微生物(wù)浓度

在给定的系统中，悬浮微生物(wù)浓度反映了微生物(wù)与载體(tǐ)间的接触频度。一般来讲，随着悬浮微生物(wù)浓度的增加，微生物(wù)与载體(tǐ)间可(kě)能(néng)接触的几率也增加。许多(duō)研究结果表明，在微生物(wù)附着过程中存在着一个临界的悬浮微生物(wù)浓度；随着微生物(wù)浓度的增加，微生物(wù)借助浓度梯度的运送得到加强。

在临界值以前，微生物(wù)从液相传送、扩散到载體(tǐ)表面是控制步骤，一旦超过此临界值，微生物(wù)在载體(tǐ)表面的附着、固定受到载體(tǐ)有(yǒu)效表面积的限制，不再依赖于悬浮微生物(wù)的浓度。但附着固定平衡后，载體(tǐ)表面微生物(wù)的量是由微生物(wù)及载體(tǐ)表面特性所决定的。