水質(zhì)凈化過(guò)程中生物載體的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展
生物膜技術(shù)自1893年第一個(gè)生物膜處理設(shè)施 (生物濾池)試驗(yàn)成功以來(lái),，因其降解能力強(qiáng),、接觸時(shí)問(wèn)短、占地面積小以及投資少等特點(diǎn)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展與應(yīng)用,。對(duì)于污水生物處理領(lǐng)域,，有兩大主流工藝：生物膜法和活性污泥法?；钚晕勰喾üに囀俏鬯锾?理領(lǐng)域內(nèi)使用最早,、最為成熟的工藝，但是隨著污水 數(shù)量的增加和成分的復(fù)雜化,，使活性污泥工藝在使 用過(guò)程中存在諸多問(wèn)題,，如：占地面積大、剩余污泥 量大、脫氮效果差,、管理費(fèi)用高,、容易發(fā)生污泥膨脹 和污泥容易流失等。而生物膜法能較好克服活性污 泥法以上不足,，與活性污泥相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：微生 物具有穩(wěn)定的生存環(huán)境;具有較高的生物富集度使 生物降解速度更快;流失的細(xì)菌數(shù)量較少;提高停留 時(shí)間以增加生長(zhǎng)速率較慢的微生物,，如硝化菌等; 而且生物膜法生物鏈較長(zhǎng)，耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng);為 此,，近些年來(lái)倍受重視,，在各類(lèi)污水處理、微污染水 源水預(yù)處理等工程中廣泛應(yīng)用,。
生物膜法工藝中填料作為微生物的載體,，決定 了反應(yīng)器內(nèi)附著生長(zhǎng)的微生物量，也影響了內(nèi)部傳 質(zhì)效果,。因此,，填料的選擇決定和制約了污染物的去 除效率、工程基建投資及運(yùn)行管理,、運(yùn)行動(dòng)力消耗,、 生產(chǎn)制作安裝及維護(hù)管理等方面的問(wèn)題。因?yàn)槲?水生物處理法主要是利用生物的新陳代謝作用將水 中的雜質(zhì)處理掉,，為此生物法處理中生物最,、生物活性是及其重要的。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn),，利用生物載體固定 微生物不僅能大大提高微生物濃度和數(shù)量,，而且能 提高生物的活性，所以生物載體的使用將有利于減 少污水生物處理構(gòu)筑物的容積,。
1生物載體及其分類(lèi)
生物膜法中的微生物是附著生長(zhǎng)在某些固定表 面,，所以生物膜法又稱(chēng)為附著生長(zhǎng)系統(tǒng)或固定膜之 稱(chēng)。凡能為生物膜提供附著生長(zhǎng)固定表面的材料 都稱(chēng)為生物載體(或填料),。雖然生物和生物載體間 的吸附速度,、結(jié)合緊密度和數(shù)量等與生物特點(diǎn)有關(guān)， 如菌種的帶電量,、菌種菌毛的數(shù)量與著生部位等也 和生物載體的特性有關(guān),。為提高生物與載體間的吸 附效果和速度等方面培養(yǎng)出優(yōu)勢(shì)菌種是很必要的; 但是如果在水處理環(huán)境因素、生物種群一定的情況 下,，生物載體的表面特性,、孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積,、材料 等都對(duì)生物的吸附載體的傳質(zhì)和水處理能力都很非 常重要的影響,，故生物載體在生物膜法的發(fā)展和性 能特征方面有著重要的影響和作用。
生物載體的種類(lèi)較多，常用的生物載體按其的 安裝方法分類(lèi),，生物載體大致可分為固定式(如蜂 窩類(lèi)載體),、懸掛式(如YDT組合載體)、分散式 (空心球)等,。這些也是為滿足各類(lèi)污水生物膜法處 理等水質(zhì)凈化工藝所設(shè)計(jì)的,，如：生物濾池工藝，接 觸氧化工藝和流化床工藝,。對(duì)于這些生物載體的特 性,、優(yōu)點(diǎn)、用途以及優(yōu)缺點(diǎn)有關(guān)文獻(xiàn)已報(bào)道同,。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)外也研制出一些新的生物載體,，這 些生物載體的出現(xiàn)使生物載體的生物量進(jìn)一步增 加，優(yōu)勢(shì)菌群明顯,、凈化效率提高,、占地面積和產(chǎn)泥 量也較低。
2 生物載體的應(yīng)用現(xiàn)狀
20世紀(jì)50年代是生物載體發(fā)展的分界線,，在此 之前生物膜法卻沒(méi)有引起足夠的重視,，其主要原因是 生產(chǎn)中最早采用的生物載體是碎石，其比表面積小,， 限制了生物量和濃度;之后,，由于塑料工業(yè)的發(fā)展以 致大量的塑料生物載體的應(yīng)用使生物膜法有了長(zhǎng)足 的發(fā)展，使生物載體的比表面積,、密度,、大小等均能根 據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要來(lái)定，開(kāi)發(fā)出各類(lèi)生物膜工藝,，如生 物濾池、生物流化床,、生物接觸氧化工藝等,。
在污水生物處理中常用的生物載體主要有無(wú)機(jī) 和有機(jī)兩大類(lèi);無(wú)機(jī)生物載體常見(jiàn)的有沙子、玻璃材 料,、沸石,、礦渣、陶瓷類(lèi),、陶粒,、活性炭、硅藻土,、蒙脫 石等;無(wú)機(jī)生物載體機(jī)械強(qiáng)度高,、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、可 提供較大的比表面積，但是其密度大,，難以懸浮生 長(zhǎng),，而且反沖洗需要的動(dòng)力消耗也大，限制了其應(yīng)用 范圍,，但是無(wú)機(jī)生物載體材料較為廣泛,、易得，是生 物膜法中較為理想的生物載體;隨著生物載體制作 技術(shù)的發(fā)展,，無(wú)機(jī)生物載體在生產(chǎn)過(guò)程添加一些添 加劑使其密度減少,、變輕將有利于無(wú)機(jī)生物載體的 開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
有機(jī)生物載體是生物膜法中使用的主要載體,， 主要有PVC,、PE、PS,、PP,、各類(lèi)樹(shù)脂、塑料,、纖維以及 明膠等,。其中有機(jī)高分子生物載體適用于懸浮生長(zhǎng) 完全混合工藝，而塑料類(lèi)生物載體適用于固定床或 混合型工藝,。
3生物載體的開(kāi)發(fā)原則
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