EHBR膜技术和常规生物膜技术(如MBBR和接触氧化)都是利用附着在载体表面的微生物形成的生物膜,通过微生物的代谢和增殖来分解和吸收水体中的污染物,从而达到净化水体的目的。
1.生物膜是如何形成的?
根据氧浓度的不同,载体表面高密度地附着着由好氧菌、兼性菌、厌 氧菌、真 菌、原生动物和藻类组成的生物膜。生物膜的形成可分为三个阶段:培养阶段、生长阶段和老化阶段:
①生物膜培养期
将EHBR膜或传统填料置于水中后,微生物逐渐附着在载体表面,通过EHBR膜或通过曝气设备向外界供氧。载体表面的微生物利用氧气进行新陈代谢,降解水中的污染物,并逐渐开始繁殖。
②生物膜生长期
培养期生物膜形成后,微生物在载体表面获得相对稳定的生长环境,在充足的供氧和底物下迅速繁殖,逐渐覆盖载体表面,并开始增厚,形成成熟的生物膜。
③生物膜老化期
随着生物膜的逐渐成熟,越来越多的原生动物和后生动物会附着在载体表面,生物膜增厚。微生物经过自我代谢后会逐渐衰老直至死亡脱落,脱落的微生物会沉入水底形成污泥。
二、生物膜结构的差异
EHBR膜技术和传统生物膜技术具有完全不同的生物膜结构:
① EHBR膜
EHBR膜技术通过载体——透氧膜向生物膜传递氧气,氧气浓度由内向外递减,形成好氧层——兼氧层——厌氧层。氧气在生物膜中传递,氧气可以得到充分有效的利用。高利用率也使得该技术的功耗较低,节省了项目的能耗。
此外,由于载体表面富含氧气,好氧层的吸附会更加紧密,生物膜耐冲击性高,因此可应用于河流、湖泊、水库、池塘、市政、湿地等多种应用场景。
②传统填料生物膜
传统生物填料通过其他曝气设备向生物膜传递氧气,氧气由外向内传递,氧气浓度由外向内递减。因此,填料生物膜的结构从内到外是厌氧层-兼氧层-好氧层。由于氧气由外部设备供给,氧气利用率低于EHBR膜,需要高功率、高能耗的曝气设备。
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