MBBR工藝介紹

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  MBBR工藝原理是運(yùn)用生物膜法的基本原理，通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時(shí)候，與水呈*混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。

  載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個(gè)載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好氧菌，這樣每個(gè)載體都為一個(gè)微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)存在，從而提高了處理效果。

  一、MBBR工藝的原理和特點(diǎn)

  1、MBBR工藝的原理

  MBBR工藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時(shí)候，與水呈*混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個(gè)載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個(gè)載體都為一個(gè)微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)存在，從而提高了處理效果。

  MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的污水處理方法，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài), 進(jìn)而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，這就使得移動(dòng)床生物膜使用了整個(gè)反應(yīng)器空間，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的*性，使之揚(yáng)長避短，相互補(bǔ)充。與以往的填料不同的是，懸浮填料能與污水頻繁多次接觸因而被稱為“移動(dòng)的生物膜”。

  2、MBBR的優(yōu)點(diǎn)

  與活性污泥法和固定填料生物膜法相比，MBBR既具有活性污泥法的性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性，又具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長、剩余污泥少的特點(diǎn)。

  （1）填料特點(diǎn)

  填料多為聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫體等制成的，比重接近于水，以圓柱狀和球狀為主，易于掛膜，不結(jié)團(tuán)、不堵塞、脫膜容易。

  （2）良好的脫氮能力

  填料上形成好養(yǎng)、缺氧和厭氧環(huán)境，硝化和反硝化反應(yīng)能夠在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生，對(duì)氨氮的去除具有良好的效果。

  （3）去除有機(jī)物效果好

  反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較高，一般污泥濃度為普通活性污泥法的5～10倍，可高達(dá)30～40g/L。提高了對(duì)有機(jī)物的處理效率，同時(shí)耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

  （4）易于維護(hù)管理

  曝氣池內(nèi)無需設(shè)置填料支架，對(duì)填料以及池底的曝氣裝置的維護(hù)方便，同時(shí)能夠節(jié)省投資及占地面積。

  3、MMBR缺點(diǎn)

  （1）反應(yīng)器中的填料依靠曝氣和水流的提升作用處于流化狀態(tài)，在實(shí)際工程中，容易出現(xiàn)局部填料堆積的現(xiàn)象。為了避免填料堆積現(xiàn)象，需改進(jìn)曝氣管路的布置以及反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了它的水力特性。實(shí)際工程中，當(dāng)單個(gè)反應(yīng)器的長深比為0.5左右且長度不大于3m時(shí)有利于填料*移動(dòng)。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過大量試驗(yàn)來優(yōu)化反應(yīng)器的構(gòu)造和水力特性，降低能耗，進(jìn)一步提高M(jìn)BBR的經(jīng)濟(jì)效益。

  （2）反應(yīng)器出水往往設(shè)置柵板或格網(wǎng)以避免填料流失，但容易造成堵塞。在實(shí)際工程中，可以設(shè)置活動(dòng)?xùn)虐?，定期進(jìn)行人工清理，也可設(shè)置空氣反吹裝置以防止堵塞。

  二、MBBR填料的判別指標(biāo)

  1、生物膜的附著性

  生物膜的附著能力-評(píng)價(jià)填料優(yōu)劣的重要指標(biāo)生物附著量=受保護(hù)的表面積(與填料的設(shè)計(jì)運(yùn)行狀態(tài)構(gòu)有關(guān))× 單位表面積的生物附著量(與填料的性能有關(guān))

  2、填料性能

  填料性能-評(píng)價(jià)填料生物附著量的重要指標(biāo)

  (1)填料表面性能

   

   

   

  1、表面構(gòu)造:一般認(rèn)為表面粗糙度大，掛膜速度快。

   

   

  2、表面電位:一般微生物帶負(fù)電荷，填料表面為正電荷適宜微生物生長。

   

   

  3、親水性:微生物為親水性粒子，填料親水性好適合微生物生長掛膜狀態(tài)。

   

   

   

  (2)水力學(xué)性能

   

   

   

  1、孔隙率:填料占用的體積，孔隙率高好。

   

   

  2、形狀尺寸:影響水流、氣流的流態(tài)。

   

   

   

  (3)流化性能:與填料的密度有關(guān)。填料的密度應(yīng)為0.97-1.03，較小的曝氣或攪拌即可實(shí)現(xiàn)流化。

  3、掛膜成熟判別

  肉眼判斷:

  生物膜均勻分布于載體表面，越靠近載體表面越致密，反之越松散，同時(shí)載體顏色變深，標(biāo)志著載體掛膜進(jìn)入了成熟期。

  鏡檢判斷:

  生物膜結(jié)構(gòu)致密，微生物種類多樣化，固著型纖毛蟲、鐘蟲、累枝蟲等數(shù)量居多，有少量輪蟲、游泳型纖毛蟲出現(xiàn)標(biāo)志著生物膜的成熟。

  二、MBBR的研究現(xiàn)狀

  MBBR是在20世紀(jì)90年代中期得到開發(fā)和應(yīng)用的，其兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的污水處理方法。迄今為止，國外已應(yīng)用MBBR進(jìn)行處理生活污水、工業(yè)廢水的小試、中試及生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)研究，均取得了較好的效果。其中，美國的Captor工藝和德國的Linpor工藝是目前兩種比較成熟的多孔懸浮載體系統(tǒng)。在*混合反應(yīng)器中加入聚氨酯泡沫塊供微生物附著生長，用于處理城市生活污水，研究了其對(duì)BOD的去除和硝化作用。

  結(jié)果表明，硝化細(xì)菌優(yōu)先附著生長在載體上，硝化活性達(dá)0.33mgN/h·塊載體（載體體積為8cm3/塊），在4h內(nèi)，BOD可*去除，并繼而發(fā)生硝化作用，硝化作用可在10h內(nèi)完成。在過去的10年中，移動(dòng)床生物膜技術(shù)在挪威得到了發(fā)展，現(xiàn)已有100多個(gè)基于此技術(shù)的污水處理廠在17個(gè)國家中投入使用或在建造之中，它們主要用于去除市政污水或工業(yè)廢水中的有機(jī)物及氨氮。

  微生物賴以棲息的新型載體的研制開發(fā)是移動(dòng)生物膜法處理廢水的關(guān)鍵技術(shù)之一，其性能直接影響著污水的處理效果和投資費(fèi)用?？蒲泄ぷ髡咭愿倪M(jìn)填料為突破口，不斷推動(dòng)移動(dòng)生物膜法的發(fā)展。目前的懸浮填料大多是由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫體等制成的，比重接近于水，長了生物膜以后，在正常的曝氣強(qiáng)度下極易達(dá)到全池流化翻動(dòng)。

  懸浮填料的形狀通常為球狀、圓筒狀或粒狀，一般認(rèn)為球狀有良好的水力學(xué)特性，是理想的形狀。但受到生產(chǎn)技術(shù)的限制，有時(shí)將材料作成球狀很困難；而圓筒狀填料當(dāng)其長徑比為1時(shí)接近于球狀，因此懸浮填料一般選擇圓筒狀。另外，填充在生物膜反應(yīng)器的填料的比表面積多在100～500m2/m3之間。由聚乙烯制成的懸浮填料分兩種：一種為φ10×7（mm）、比表面積為335m2/m3，另一種為φ15×15（mm）、比表面積為235m2/m3；由聚丙烯制成的懸浮填料，密度為0.94g/cm3，形狀為有波紋的圓柱體，尺寸為φ15～20（mm）×20～30（mm）。

  近年來，我國不少學(xué)者也進(jìn)行了MBBR工藝的研究，但大多仍處于試驗(yàn)性研究階段。其關(guān)鍵技術(shù)在于對(duì)懸浮填料的研究，如同濟(jì)大學(xué)的產(chǎn)品為φ50×50（mm）的圓筒狀懸浮填料，比表面積為278m2/m3，材料為改性的聚乙烯；李峰報(bào)道的懸浮填料由聚丙烯塑料制成，為φ50×50（mm）的圓筒狀，比表面積為350m2/m3。一般來說，國內(nèi)使用的載體外形尺寸比國外的要大，這主要是受整個(gè)工藝和出水格柵的限制。

  總體而言，我國目前對(duì)懸浮填料的研究才剛剛起步，新型懸浮填料在我國污水處理工程中的應(yīng)用具有廣泛的發(fā)展空間。目前，國內(nèi)常用的填料有蜂窩填料、軟性填料、半軟性填料及復(fù)合填料等固定型填料，但這些填料在使用中常會(huì)遇到堵塞、結(jié)團(tuán)、布?xì)獠妓痪鶆虻葐栴}，影響了生物處理效果。另外，上述填料均需安裝在輔助支架上，這就給填料的安裝、更換等造成諸多不便，使工程投資和運(yùn)行管理費(fèi)用相對(duì)提高。

  從經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、的角度出發(fā)，高性能的新型填料在材質(zhì)方面，應(yīng)具有價(jià)格低廉、使用壽命長、易掛膜等特點(diǎn)；在結(jié)構(gòu)方面，設(shè)計(jì)的比表面積應(yīng)盡可能地大，并可以制造一些功能區(qū)，適應(yīng)不同要求的厭氧、好氧微生物的生長，又兼顧易脫膜的特點(diǎn)。同時(shí)，應(yīng)盡可能地降低懸浮填料的造價(jià)，大程度發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)，使懸浮填料能更廣泛地應(yīng)用到污水處理中。