第1章污水处理中的生物膜与生物膜反应器 任何一个地区或环境,只要有人类的日常生活和生产活动存在,就必然会产生污水, 而这些污水如果未经任何处理就排放到水环境中,就不可避免地造成水环境的污染,危害 人民身心健康,危害工农业生产。污水中的污染物质种类繁多,但主要是有机污染物, 般多采用生物处理法予以去除。在污水的生物处理工艺中,微生物根据其生长条件或处于 悬浮生长状态,或处于附着生长状态,附着生长的微生物便形成了生物膜。自本世纪初污 水生物处理技术出现以来,应用附着微生物的生物膜反应器就一直发挥着不可忽视的作 用,在科技快速发展的今天,其作用亦愈来愈大,其应用也越来越广。本章将首先对污水 的来源与污染物、生物膜及生物膜反应器分别加以简要阐述,使读者对此有一个概括性的 1.1污水与污水生物处理 11.1污水的来源与污染物 污水是人们在生活与生产过程中使用过的含有各种污染物的水,主要来源于城镇的住 宅、工厂和各种公共建筑设施。例如,在人们的日常生活中,盥洗、淋浴、洗涤和卫生设 备等均排出生活污水;在工农业生产中,几乎所有的工厂、厂矿或车间亦均排出工业废水。 我国的污水水量相当庞大,据统计,自1985年以来,我国污水年排放总量一直维持在 350-400亿m3左右,1997年污水排放量达到最高值416亿m3,其中工业废水排放量227 亿m3,市政污水排放量189亿m3,污水中化学需氧量(COD)排放量达1757万t,其中 工业废水COD排放量1073万t,市政污水COD排放量684万to 般说来,污水中的主要成分仍然是水,占999%或更高,而全部固体物质仅占01% 或者更低些(秦麟源,1989)。这些固体物质在水中以悬浮态(粒径>1μm)、溶解态(粒 径<01μm)和胶体状态(粒径介于0001-0.1μm之间)的形式存在,其量的多寡,也就 反映了水中污染物质的含量和水受污染程度的高低。 污水中的污染物质按其化学性质可以分为无机物和有机物。无机污染物主要包括无机 盐(如So々、S2和CI等)、酸、碱、重金属(如Hg、Cd、Cr、Pb、Zn、Cu等)离子 毒性无机物(如CN和As等),以及氮(N)、磷(P)等植物性营养物质,这些污染物 质大多数主要来源于生产或应用含这些物质的特种工业,在污水排入城市排水管网前多采 用物理、化学或物理化学法进行去除该类污染物的特种处理。有机污染物主要包括以碳 (C)元素为主要化学成分的植物性污染物质(如蔬菜、果皮及各种植物碎片等)和以C N为主要化学成分的动物性污染物质(如人畜粪便和动物组织碎片等),对于中等强度的 污水来讲,75%的悬浮固体和40%的可滤过性固体均为有机物质( Metcalf Eddy,1991) 污水中的有机污染物质种类繁多,成分复杂,但对于生活污水来说,归纳起来主要有