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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流生物膜法在污水处理方面的研究进展.精品文档.生物膜法在污水处理方面的研究进展摘要：本文先简单的介绍了生物膜法概念及历史，然后简述了解了生物膜技术和各自的应用，最后从生物膜法在具体事例中的应用及其前景。关键词：生物膜法 技术 应用 污水处理引言：生物膜法是令微生物附着在惰性滤料上，形成膜状的生物污泥，从而对污水起到净化效果的生物处理方法。生物膜法的特点主要有对废水水质、水量变化适应性强，操作稳定性好不会发生污泥膨胀，运转管理较方便生物膜中的物相丰富，且沿水流方向膜中生物种群具有一定分布剩余污泥量较少采用自然通风供氧.在运行方面灵活性较差，设备容
2、积负荷有限，空间效率较低。其作用机制是利用生物膜的强吸附性和吸水性，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，从而达到目的的一种手段。一般所用到的技术有：生物接触氧化法、生物流床技术、移动床生物膜反应器等。污水，通常指受一定污染的、来自生活和生产的排出水，污水的主要污染物有病原体污染物， 耗氧污染物，植物营养物，有毒污染物等。生物膜法处理污水就是通过惰性材料的粘着性使微生物附着其上，以达到污水处理的目的。20世纪50年代以前，生物膜法一直未被重视，其主要原因是它以碎石为原料，微生物附着困难，并且操作不方便，而50年代，塑料工业的发展及其向生物膜处理技术的
3、引用克服了滤料堵塞等困难。生物膜技术的核心就是滤料【1】。滤料可以是天然的，也可以是经过加工的石英砂、无烟煤、大理石、白云石、磁铁矿石、石榴石、锰砂等颗粒物质，还可以是人造聚苯乙烯发泡塑料球、高效纤维束和陶瓷滤料。它的选择特点有：机械强度高，化学稳定性好，密度适宜，形状规则，易成膜，但无毒无味，无异物脱落，不会产生二次污染；取材方便，价格便宜。再生性强.Allant等【2】人研究结果表明：上浮式滤料比沉没式滤料对SS（悬浮颗粒物）、有机物的去除率高，更耐有机负荷和水力负荷冲击。由此可见，滤料的好坏关系着生物膜的脱落和附着情况，进而影响了曝气生物滤池运行的稳定和处理效果。下面，我们具体的了解生物
4、膜法的应用。1生物膜在污水处理中的具体应用1.1生物膜法除无机元素1.1.1生物膜法除磷磷是生物生长必需的元素之一，但水体中磷含量过高可造成藻类的过度繁殖，引起严重的水质富营养化问题【3】。国内外对控制水体中的磷含量均十分重视，经济、高效地降低排放废水的磷含量已成为防治水体富营养化的重要途径之一。污水中磷的去除有化学和生物两种途径【4】：化学途径是指投加Ca2、Al3和Fe3形成金属磷酸盐沉淀；生物途径是指微生物对磷的吸收，磷最终通过沉淀池排放剩余污泥得以去除。微生物对磷的吸收又分为两种【5】：微生物生长的生理需要，对磷的正常吸收，普通活性污泥微生物细胞干重含磷23；生物强化除磷（EBPR），
5、微生物吸收过量的磷贮存为胞内聚磷【6】，成功的EBPR系统中微生物细胞含磷量为一般微生物的25倍。曝气生物滤池除磷过程中，一般物理过滤除磷效率可高达35，为了提高除磷效果，需要加入化学药剂来强化除磷，再通过生物和过滤作用后，磷的去除率可高达85。提高水力停留时间也可以提高曝气生物滤池对磷的去除率，但是较长的水力停留时间是不经济的。基于上述原因，凌霄【7】等采用铝盐作为除磷的絮凝剂，经过对比试验，结果表明，TP的去除随着铝盐加入量的增加而增加，但并不成正比增加，当投加系数小于等于150时，适当加大气水比有利于除磷；但当投加系数大于等于175时，加大气水比对总磷的去除没有影响。并且加入的铝盐对浊度
6、和COD去除影响不大，它们的去除率还分别提高了47和5138-9。虽然铝盐会抑制曝气生物滤池的硝化作用，但溶解氧足够时，铝盐的加入对氨氮的去除没有影响【10】。1.1.2生物膜法脱氮对于生物膜法脱氮，不同的人有不同的方法，但核心都是生物膜脱氮技术【11】。比如成英俊等在膜生物反应器中投加聚乙烯悬浮滤料，通过生物膜膜生物反应器对生活污水中脱氮除磷性能的研究试验，结果表明，投加聚乙烯悬浮滤料可使膜生物反应器对有机污染物去除率得到提高，总氮、总磷的平均去除率由455和472分别增至574和718，并且投加悬浮滤料还可延缓膜污染【12】；王海燕等【13】采用厌氧好氧（AO）【15】生物膜工艺进行焦化废
7、水的试验，通过对进水、厌氧出水、好氧出水氨氮和化学需氧量（COD）的检测分析，由此得知该系统能有效地去除焦化废水中的COD，去除率均大于90，氨氮的去除率在80以上；李咏梅等14在对焦化废水中有机物在A1A2O生物膜系统中降解转化规律进行分析的基础上，选取焦化废水中6种主要的含氮杂环化合物：吡啶、吲哚、喹啉、异喹啉、2甲基喹啉、8羟基喹啉【15】，与苯酚共同配制成溶液，在A1A2O生物膜系统中运行，结果表明上述各种含氮杂环有机物在A1A2O系统中都可得到较完全的去除。1.1.3生物膜法去重金属在印染、采矿、电镀等工业生产中，常常会向环境水中排放有毒的重金属污水，这样不仅危害了水生物，而且也影响
8、了人类的生活健康。因此，不断地研究开发对含有有毒重金属污水的处理技术，是十分重要的。采用生物膜法去除水中重金属主要是依靠生物膜对重金属的生物吸附。许多研究表明，构成生物膜的各种微生物能分泌细胞外聚合物（EPS）【16】，其主要成分是多聚糖、蛋白质、核酸、脂类等。由于胞外聚合物常含有带负电荷的官能团（如多聚糖、蛋白质等的羧基官能团），生物膜表面也因此常携带负电荷。生物膜吸附水体中的重金属离子的一个重要机理就是通过胞外聚合物中带负电荷的配合基与重金属相互作用而逐渐吸附重金属离子17。将生物膜法用于污水中重金属的去除，不仅不易造成二次污染，操作简便，而且大大减低了污水的治理成本，其实际应用意义十分重
9、要。1.2生物膜法除污水中微生物生物膜法除污水中微生物就是以生物制住生物，以菌制菌，向自然菌群中投入特殊的微生物以增强生物力量，并对污水等特定环境或特殊污染物加以反应。是通过驯化、筛选、诱变、基因重组等一系列关键技术【18】的实施，获得一批以污水为主要能源的微生物，然后复制投入一定数量，对目标物质进行降解，达到去除污染的目标。对于焦化废水和焦化废水来说，焦化废水因成分复杂，无机物和有机物的种类多，被列为难以降解工业废水，一般通过投放高效菌种，以固定化、高效降解微生物法等强化技术来进行处理。而印染废水中的有机物含量非常大，以前采用生物膜法来处理，无法有效去除其中的有机物，通过应用高效脱氧色菌和P
10、VA 降解菌，加快生物膜的形成速度，稳定性好，效率高，已达到其目的。在微生物的作用下，可使失效的填料活性炭部分恢复吸附能力。活性炭有巨大的表面积（1000M2/gc）和发达的孔隙结构，其中95%的表面积是由孔径40A0 的微孔提供的，中孔（40-2000 A0）约占总表面积的5%，大孔（2000-4000 A0）的表面积仅有0.5-2 M2/gc【19】.而大多数细菌大于1m,少数细菌为5m, 因而细菌只能进入活性炭的大孔,而不能进入微孔内,只有细菌所分泌的胞外酶能够降解吸附在微孔内有机物.胞外酶是由蛋白质组成的生物催化剂, 可将细胞外的大分子有机物和不溶性有机物分解成小分子物质和可溶性物质,
11、 供微生物吸收和利用在适宜的条件下，许多酶都能被活性炭大量吸附，一些较小分子量的酶或具有活性基团的酶的碎片可进入活性炭的微孔内，催化分解吸附在微孔内的有机分子化合物，由于活性炭对低分子量物质的吸附能力差，这些小分子物质就可以从炭的孔隙表面解吸下来，向外扩散，进入到大孔中和炭表面的微生物细胞体内，在细胞内酶催化下一部分合成细胞物质, 一部分进一步氧化分解,最终以CO2、H2O 及其它简单物质形式, 释放到细菌体外已达到其除污目的【20】。1.3生物膜法除大分子颗粒物生物膜技术可用于出污水中大分子颗粒物，如污泥等。主要适用于厌氧型生物的处理系统中，它主要由配水系统、三相分离器和污泥床三个部分组成。
12、利用反应过程中产生气体混合污泥和污水，再用三相分离器将气体、污水和颗粒污泥进行分离。最后排出水，将污泥留在反应器中【21】。总结生物膜法的机理和作用研究还不太成熟，国内外科研工作者从微生物菌种、膜反应器、曝气生物滤池、滤料等方面进行科研工作。特别是对微生物对物质的代谢机理、微生物的群落结构和功能、曝气生物滤池和膜反应器的创新改进及滤料的选择应用，这些都将直接影响生物膜法对污水的处理能力。因此，在物理化学和生物学因素等方面的基础上深化探索研究，不断提高生物膜法对污水中各种元素的处理能力，为生物修复技术提供一定的理论依据。随着生物膜研究的不断深入和进步，生物膜法在自然环境和废水生物处理中必将发挥越
13、来越重要的作用。污水是环境污染的重要因素，而用其他方法都会有一些隐患，但生物膜技术在污水处理方面不会存在安全隐患和二次污染，故生物膜技术的应用前景非常广阔。并且生物膜技术在目前的研究不完善和不成熟，因此，生物膜技术的潜力非常巨大，当然，这需要一代人的共同努力。参考文献【1】作者：秦萌刊名：试题与研究：新课程论坛出版日期：2010期号：第13期 【2】作者：白玉华，郭岩，张岩，张万友，陈秋芳，于海波刊名：工业水处理杂志ISSN：1005829X出版日期：2010期号：第3期【3】作者：蒋山泉，郭丽芳，孙向卫，高俊敏，李春艳，熊丽刊名：环境保护与循环经济ISSN：16741021出版日期：2012
14、期号：第10期 【4】作者：张雅，谢宝元，张志强，王海燕刊名：水处理技出版日期：2012期号：第5期术ISSN：10003770【5】作者：张娜，王琳刊名：水处理技术ISSN：10003770出版日期：2012期号：第2期【6】作者：蒙晓斌刊名：科技视界出版日期：2012期号：第27期【7】作者：吴磊石，马韵刊名：中国科技博览出版日期：2012期号：第32期【8】作者：章瑶刊名：油气田地面工程ISSN：10066896出版日期：2013期号：第9期【9】作者：郑莹刊名：化学工程与装备ISSN：10030735出版日期：2012期号：第6期【10】 作者：黄俊刊名：给水排水杂志出版日期：2003
15、期号：第3期【11】吴馥萍，黎松强，林穗云刊名：广州化工ISSN：10019677出版日期：2006期号：第6期【12】作者：王浩英，王锦荣，赵文选，朱世铎，熊正林，巩世铎刊名：广东化工ISSN：10071865出版日期：2007期号：第4期【13】作者：张可方，张朝升，方茜刊名：广州大学学报（自然科学版）ISSN：16714229出版日期：2007期号：第1期【14】作者：李粉玲，赵庆鹏刊名：河北企业ISSN：10081968出版日期：2010期号：第9期【15】作者：于洸刊名：中国建设信息(水工业市场)ISSN：1008570X出版日期：2010期号：第3期【16】作者：师晓春，刘峰，任雨
16、森，杨明珍，汪德生刊名：安徽农业科学ISSN：05176611出版日期：2010期号：第25期【17】作者：赵渝刊名：城市建设：下旬出版日期：2010期号：第7期【18】孟坤，铝镁通讯，2012，第3期【19】王显波，中国科技博览，2013，第28期【20】付阳，季荣平，污水防治技术，2011，第2期21王婷婷.纳米活性碳纤维SBR 法处理生活污水的试验研究D.兰州理工大学，2011，05，24.下面是三个励志小故事，不需要的朋友可以下载后编辑删除!谢谢！你可以哭泣，但不要忘了奔跑2012年，我背着大包小包踏上了去往北京的火车，开启了北漂生涯。彼时，天气阴沉，不知何时会掉下雨滴，就像我未知的前
17、方一样，让人担忧。去北京的决定是突然而果决的，我在宿舍纠结了一天，然后在太阳逃离窗口的时候打电话告诉父母，我要到首都闯一闯。消息发出去之后，并没有预料之中的强烈反对，父亲只给我回了一个字：好。就这样看似毫无忧虑的我，欣喜地踏上了北上的路。有些事情只有真正迈出第一步的时候，才会迎来恐惧。当我踏上北上的列车时，才惊觉对于北京，除了天安门、央视大楼这些着名建筑，我知之甚少。俗话说无知者无畏，可于我而言，这句话并不适用，因为在坐上火车那一刻，我就开始对未来胆战心惊，毫无底气。火车开动之后，我的心情变得更加复杂而紧张，甚至一度心生退意。人类果然是一个无解的方程式，看似无畏的勇气背后不知藏下了多少怯懦和犹
18、豫。旁座的姐姐见我一人，开始和我有一搭没一搭地聊起了天。几分钟后，我们竟如同许久未见的好友一般，开始聊起了各自的生活。我说出了自己的恐惧与未见，期冀从她那里得到些许安慰和鼓励。出乎意料地，她并没有说一些心灵鸡汤般的哲理语句，反而给我讲了一个故事，一个让我在很长一段时间都印象深刻，每次想起便会荷尔蒙再度升高的故事，一个她自己的故事。那是一段并不愉快的经历，整段经历是蜿蜒前行的。高考中，她因为做错了三道大题，成为家里的罪人。朋友极尽嘲笑，亲戚们也开始暴露自己毒舌的属性，父母当时并没有过多指责，因为他们正在跟自己的兄弟姐妹们为了祖母的遗产争得死去活来。那被人类歌颂的血缘、亲情，在所有的利益面前瞬间分
19、崩离析。那时的她，像极了一个被遗弃的孩子。或是为了远离当时一片狼藉的场面，家境拮据的她，怀着可能被众叛亲离的勇气，报考了一个三本院校。当她怀揣着自己暑假赚的6000块钱踏进学校的时候，她以为一切喧闹终将与自己隔绝。但是事实上，天真的想法只维系了几天，便不攻自破。专业老师并不看好这个寡言少语的孩子，因为在她看来，法律专业除了要掌握专业知识之外，利索的嘴皮子也是一名律师出人头地不可缺少的法宝，而这个孩子，显然并没有这方面的天赋。糟糕的情况在不断地蔓延，那段时期，她如同造物者手中的失败品，什么都做不好，注意力像手中的沙子一般怎么握都握不住。课文理解不了，丧失阅读能力，法律条款、单词统统在跟她作对，连
20、最简单的问题都会堵住她的嘴。考试更不用提了，考前总是睡不好觉，刚迈进考场全身就开始发抖，像个从来没有上过战场的士兵一样。她一直溺在泪水中，从未上岸，深度抑郁，一度心生退学的想法。她深夜给母亲打去电话，想要获取安慰，家人说当初你自己做的决定，于是她只好自己硬撑着。为了防止自己再胡思乱想，她报了八门选修课，把自己的时间填得满满的。为了应付每科超过6000字的论文，她总是第一个跑到食堂去打饭，背日语，背法语，做英语听力，背法律常识虽不至于像匡衡一样凿壁偷光，但是只要有光的地方，她都待过。一个追着阳光跑的人，是永远不会输在路上的。在不停歇的灌输之下，大脑勉强接受了来自外界的压迫。虽不能到达天才的地步，
21、但是起码恢复了正常的记忆功能。四年的大学生涯也在马不停蹄中准备落下帷幕，为了能够拿到好的工作机会，她到处参加比赛，只是为了让自己在与聘用单位较量时能够多一点筹码。与此同时，她还要忙毕业论文。在有限的时间内打一场不能失败的战争，是那时她的唯一目标。上天果然不会亏待努力的人，她的毕业论文很惊艳，老师甚至生出了让她留校任教的打算，不过还是被她拒绝了，因为她已经进入了当地最着名的一家律师事务所。在刚进入事务所的时候，她过去光鲜的外衣再次黯然失色。为了能够追赶同事的步伐，她过上了每天哒哒哒飞速敲打键盘的生活。为了跟进一个案子，她常常整夜都在做准备，等到一切就绪时，晨光也恰好如期而至。如今，她已经成为北京
22、最着名的律师事务所的招牌律师之一。这次她本可坐飞机回京，只是因为贪恋沿途的风景才会与我相遇。在最难熬的时光要学会一路狂奔，不要多想，也不要把希望寄托在别人身上，人生来便是要努力的，你可以哭泣，但是不要忘了奔跑。她拍着我的肩膀，身上散发着莲花的香味，清新而让人愉悦。终点站很快到达，天空依然阴沉着，不知下一秒云上染墨，雨滴降落，还是阳光冲破云雾，普照大地。当我与她告别，重新背着沉重的行李，阔步向前，我知道等待我的不一定是美好的未来，但是只有拼一拼，才足够对得起自己。每个人都有一个蜕变的过程，这个过程只能自己咬着牙度过，熬过了便化茧成蝶，熬不过，便像蒲公英一样，被生活的风吹着走。一辈子走好一条路有两
23、个西班牙人，一个叫布兰科，一个叫奥特加。虽然他们同龄，又是邻居，但家境却相差很远。布兰科的父亲是一个富商，住别墅，开豪车。而奥特加的父亲却是一个摆地摊的，住棚屋，靠步行。从小，布兰科的父亲就这样对儿子说：“孩子，长大后你想干什么都行，如果你想当律师，我就让我的私人律师教你当一名好律师，他可是出名的大律师;你如果想当医生，我就让我的私人医生教你医术，他可是我们这里医术最高的医生;如果你想当演员，我就将你送去最好的艺术学校学习，找最好的编剧和导演来给你量身定做角色，永远让你当主角;如果你想当商人，那么我就教你怎样做生意，要知道，你老爸可不是一个小商人，而是一个大商人，只要你肯学，我会将我的经商经验
24、全都传授给你!”奥特加的父亲则总是这样对儿子说：“孩子，由于爸爸的能力有限，家境不好，给不了你太多的帮助，所以我除了能教你怎样摆地摊外，再也教不了你任何东西了。你除了跟我去学摆地摊，其他的就是想也是白想啊!”两个孩子都牢牢地记住了自己父亲的话。布兰科首先报考了律师，还没学几天，他就觉得律师的工作太单调，根本就不适合他的性格。他想，反正还有其他事情可以干，于是，他又转去学习医术。因为每天都要跟那些病人打交道，最需要的就是耐心，还没干多久，他又觉得医生这个职业似乎也不太适合他。于是，他想，当演员肯定最好玩，可是不久后，他才知道，当演员真的是太辛苦了。最后，他只得跟父亲学习经商，可是，这时，他父亲的
25、公司因为遭遇金融危机而破产了。最终，布兰科一事无成。奥特加跟父亲摆了几天地摊后，就哭着不肯去了，因为摆地摊日晒雨淋不说，还常遭人白眼。可是，一想到除了摆地摊，再也没别的事可干，他又硬着头皮跟父亲出发了。可是，还没干几天，他又受不了了，又吵着闹着不肯去了。因为没事可干，不久，他又跟着父亲出发了。慢慢地，他竟然从摆地摊中发现，要想永远摆脱摆地摊的工作，就得认真地将地摊摆好。结果，几年后，他终于拥有了自己的专卖店。30年后，他拥有了属于自己的服装集团。如今天，该集团在世界68个国家中总计拥有3691家品牌店，一跃成为世界第二大成衣零售商。奥特加(AmancioOrtega)以250亿美元个人资产，位
26、列福布斯2010年世界富豪榜第9位。人并不是选择越多越好，因为多了反而拿不定主意，无法坚持到底。反而是那些没有选择的人，最终获得了成功。把理想推远一点比尔拉福是美国当代的著名企业家。比尔从商的志向来自他的父亲，他的父亲在商界滚打多年却始终没有取得什么骄人的成绩。受父亲影响，比尔从小就立志要做一位成功的商人，更何况他的父亲也认为他做事机敏果断，敢于创新，非常具有商业天赋，所以一直鼓励比尔去读经济或者商贸类大学。让父亲没有想到的是，比尔在高中毕业后，却来到麻省理工学院学习工科中最基础最普通的机械制造专业。比尔的父亲生气地指责比尔说：“你一定是忘记了自己的理想，要知道，你并不是要做一位出色的工人，而
27、是做一位成功的商人，你为什么不读商业贸易，反而要来学机械制造呢?你这不是拉近理想，分明是把理想推得更远了!”比尔不赞同父亲的观点，他觉得适当把理想推远一点是正确的，因为工业商品在商贸中占了绝对的大多数，如果不具备工科知识，就不能了解产品的性能、生产制造等各方面的情况，将来很难保证能在经商中占到优势，更何况工科学习不仅是增强工业技能，还能帮助一个人建立严谨求实的思维能力，培养一种脚踏实地的工作态度，这些素质都是经商所不能缺少的。听了比尔的解释，他的父亲终于明白了比尔的想法，比尔也得以留在麻省理工学院继续读书，四年的大学，比尔没有拘泥于本专业，他同时还学习了许多化工、建筑、电子等方面的基本知识，毕
28、业后，立志从商的比尔并没有立刻带着这些知识投身商海，而是考入了芝加哥大学继续攻读经济学的硕士学位，这期间，比尔掌握了大量的经济学基本知识，掌握到了决定商业活动正确性的众多因素。取得学位后，按理说比尔应该可以向理想进发了，可是他不仅没有立刻下海经商，反而还进一步把理想推远了：他又花了三年时间进入别的私人学校学习法律知识，之后又进入了一所法学院旁听法律课程，同时他还学习了一些微观经济活动的专业经济学以及企业管理知识!完成这一切之后，比尔又考进了政府部门工作，直到这时，他的父亲终于忍不住了，他指责比尔已经彻底忘记了自己的理想，他提醒比尔说他应该努力让自己成为一名成功的商人，而不是去从事政治。比尔有自
29、己的想法，因为经商必须要具备很强的交往能力，要想在商业上获得成功，必须要深知处世规则，善于人际交往，然而这种能力是在任何学校都学不到的，只有在实践中才能磨炼出来，而磨炼这种能力的最佳去处就是政府部门。比尔在政府部门一干就是5年，他也在工作中培养起了深思稳重、沉着冷静的个性。5年的政府工作结束后，比尔开始慢慢向商业靠近，他应聘到一家公司去熟练商情与商务技巧，因为表现突出，两年后，公司打算出高薪让他担任副总经理，但比尔却辞职了，他意识到自己是时候正式向自己的理想迈开脚步了，随后，他开办了自己的拉福商贸公司，这时，比尔已经是一位35岁的中年人。因为比尔的准备工作实在充分，在接下来的商务操作中，他几乎能考虑到每个细节，能应对一个合格的商人应该能应对的一切，并且能够嗅到各种商机，避免各种法律纠纷，他之前所学的每一点知识和所做的每一步准备，都在他之后的商业活动中发挥出了不可忽略的作用，生意进展异常顺利。也正因如此，在此后短短的25年时间里，比尔的公司从最初20万美元的资产发展成了现在200亿美元，比尔本人也成为美国商业圈的一个神话人物。对于比尔的成功，2011年诺贝尔经济学奖得主托马斯萨金特就曾在一本书中这样评论：“急于求成在很多时候往往是欲速则不达，而适当推远理想反而是一种备战人生的最佳方式，比尔所拥有和依赖的，就是这种独特的智慧!”