生物膜与活性污泥工艺应用于污水处理中的价值比较探讨

孙宁

国能辽宁环保产业集团有限公司仙女河污水处理厂  辽宁省沈阳市  110005

摘要:随着城市化进程的加速和工业发展的迅猛，污水处理问题日益凸显。生物膜工艺和活性污泥工艺作为当前主流的污水处理技术，在实际应用中各有优劣。本文旨在探讨生物膜与活性污泥工艺在污水处理中的应用价值比较。通过对两种工艺的原理、特点、优缺点以及实际应用效果的综合分析，旨在为污水处理领域的技术选择提供参考。

关键词：生物膜工艺；活性污泥工艺；污水处理；应用价值比较

随着工业化和城市化的快速发展，水资源的污染问题日益严重。污水处理作为解决水污染问题的重要手段，其技术选择对于环境保护和可持续发展具有重要意义。生物膜工艺和活性污泥工艺是两种常用的污水处理工艺，各有其特点。本文将对这两种工艺进行比较分析，以评估其在污水处理中的价值。

1 生物膜工艺与活性污泥工艺的技术原理

生物膜工艺是一种利用生物膜上附着的微生物降解有机物的污水处理方法。生物膜由微生物、胞外聚合物和无机物组成，具有良好的吸附和降解能力。在生物膜反应器中，污水与生物膜接触，有机物被微生物降解，同时产生生物量和二氧化碳等产物。活性污泥工艺则是通过培养大量的活性污泥（微生物群体）来降解污水中的有机物。活性污泥中的微生物以有机物为食物，通过生物代谢过程将有机物转化为污泥和二氧化碳等产物。活性污泥工艺具有处理效果好、适应性强等优点，广泛应用于污水处理领域。

2 生物膜工艺与活性污泥工艺的处理效果比较

2.1 生物膜工艺与活性污泥工艺的优势

生物膜工艺与活性污泥工艺在处理效果方面各有优势，生物膜工艺由于生物膜上的微生物种类丰富，能够降解多种有机物，包括一些难以降解的物质。此外，生物膜工艺还具有较好的脱氮除磷效果，适用于处理含有较高氮、磷浓度的污水。然而，生物膜工艺在处理高浓度有机废水时，生物膜易受到污染物的冲击，导致处理效果下降。相比之下，活性污泥工艺在处理高浓度有机废水时具有较好的稳定性，能够迅速降解有机物。此外，活性污泥工艺还具有较好的沉降性能，便于污泥的分离和处置。然而，活性污泥工艺在处理低浓度有机废水时，微生物的活性可能受到抑制，导致处理效果不佳。

2.2 生物膜工艺与活性污泥工艺的运行成本比较

生物膜工艺与活性污泥工艺在运行成本方面也存在差异。生物膜工艺的生物膜载体（如填料）需要定期更换，增加了运行成本。此外，生物膜工艺对水质的要求较高，需要进行预处理和后续处理，以确保水质达到排放标准。而活性污泥工艺的运行成本相对较低，因为活性污泥的培养和管理相对简单。然而，活性污泥工艺在处理过程中产生的污泥量较大，需要进行污泥处理和处置，这也会增加一定的运行成本。

2.3生物膜工艺与活性污泥工艺的环境友好性比较

除了处理效果和运行成本，生物膜工艺和活性污泥工艺在环境友好性方面也存在差异。生物膜工艺由于生物膜上的微生物种类丰富，能够形成稳定的生态系统，有利于减少二次污染。此外，生物膜工艺在处理过程中产生的污泥量相对较少，有利于减轻污泥处理和处置的压力。然而，生物膜工艺在更换生物膜载体时可能会产生一定的废弃物，需要进行妥善处理。相比之下，活性污泥工艺在处理过程中产生的污泥量较大，污泥处理和处置的压力较大。此外，活性污泥工艺在处理过程中可能会产生一些有害气体，如硫化氢、氨气等，需要采取相应的措施进行治理，以减少对环境的污染。

2.4生物膜工艺与活性污泥工艺的综合评价

生物膜工艺和活性污泥工艺各有其优势和不足，生物膜工艺在处理含有较高氮、磷浓度的污水以及难降解有机物方面表现出色，但其生物膜载体需要定期更换，增加了运行成本，且对水质要求较高。而活性污泥工艺在处理高浓度有机废水时具有较好的稳定性和沉降性能，运行成本相对较低，但其产生的污泥量较大，污泥处理和处置的压力较大，且可能产生有害气体污染环境。因此，在选择污水处理工艺时，应根据实际情况进行综合考虑。对于含有较高氮、磷浓度或难降解有机物的污水，生物膜工艺可能更为适合；而对于高浓度有机废水，活性污泥工艺可能更具优势。同时，还需要考虑工艺的运行成本、环境友好性以及技术可行性等因素，以选择最适合的污水处理工艺，实现污水处理效果与经济效益的双赢。

3 生物膜工艺与活性污泥工艺的应用前景

3.1生物膜工艺与活性污泥工艺的应用前景

随着环境保护意识的日益增强和污水处理技术的不断进步，生物膜工艺和活性污泥工艺在污水处理领域的应用前景十分广阔。针对这两种工艺的不同特点和应用价值，我们可以对其应用前景进行以下展望：首先，对于生物膜工艺，由于其在处理含有高浓度氮、磷等营养物质的污水时具有显著优势，因此，在城市污水处理厂、工业废水处理厂等领域具有广阔的应用前景。此外，随着生物膜载体材料的不断改进和生物膜反应器设计的优化，生物膜工艺在处理复杂有机废水、难降解有机物等方面也将展现出更大的潜力。其次，活性污泥工艺作为一种成熟、稳定的污水处理技术，在处理城市生活污水、工业废水等领域发挥着重要作用。随着活性污泥培养技术的改进和污泥处理处置技术的提升，活性污泥工艺在处理低浓度有机废水、提高处理效率、降低运行成本等方面将实现进一步的优化和发展。最后，未来污水处理技术的发展将更加注重工艺的集成与优化。通过将生物膜工艺与活性污泥工艺进行有机结合，发挥各自优势，实现工艺间的互补与协同，将有助于提高污水处理的整体效果和运行效率。同时，随着智能化、自动化技术的不断发展，污水处理工艺的智能化管理和优化调度也将成为可能，进一步提高污水处理的效率和稳定性。

3.2未来研究方向与建议

针对生物膜工艺和活性污泥工艺在污水处理中的应用，未来的研究可以从以下几个方面展开：首先，针对生物膜工艺，可以深入研究生物膜上微生物的群落结构、功能及其与污染物降解之间的关系，以揭示生物膜处理污水的机理。此外，还可以探索新型的生物膜载体材料，以提高生物膜的活性、稳定性和寿命。同时，优化生物膜反应器的设计，提高生物膜工艺的处理效率和稳定性，以满足不同水质和处理需求的要求。其次，对于活性污泥工艺，可以深入研究活性污泥中微生物的群落结构、代谢途径及其与污染物降解之间的关系，以提高活性污泥的降解能力和稳定性。此外，还可以探索新型的污泥处理处置技术，以减少污泥的产生量和处理成本，同时降低污泥对环境的影响。最后，未来的研究还可以关注生物膜工艺与活性污泥工艺的集成与优化。通过深入研究两种工艺的互补性和协同性，探索最佳的工艺组合方式，以提高污水处理的整体效果和运行效率。同时，结合智能化、自动化技术，实现污水处理工艺的智能化管理和优化调度，进一步提高污水处理的效率和稳定性。

4 结论

综上所述，生物膜工艺和活性污泥工艺在污水处理中均具有较高的应用价值。生物膜工艺具有较低的能源消耗和简便的操作管理优势，适用于处理高浓度、难降解的有机物。活性污泥工艺则具有较好的处理效果和较强的抗冲击负荷能力，适用于处理复杂多变的水质条件。在实际应用中，应根据具体的水质特点、处理需求和技术经济条件选择合适的污水处理工艺。

参考文献：
[1]孙勇孙德翀杨旺政.缠绕卷式膜曝气生物膜反应器工艺特性及农村污水处理应用实践[J].环境污染与防治, 2022, 44(6):782-787.

[2]蒙小俊.MBBR在废水处理提质增效中的应用研究[J].工业用水与废水, 2022(053-002).

[3]苟少康.生物膜分离技术在医院污水处理中的应用[J].皮革制作与环保科技, 2023, 4(10):17-19.