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              MBBR工藝工作原理及應用特點

                     本文主要介紹了移動床生物膜工藝的的工作原理,探討了在污水處理過程中應用移動床生物膜工藝遇到的問題以及相應的解決措施,并提出了應用移動床生物膜工藝時需要注意的主要設計要點。

                     隨著國家《水污染防治法》和《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)的頒布,對污水處理的排放標準要求越來越嚴,國內現有城鎮污水處理設施要因地制宜進行改造,達到相應排放標準。國內很多污水處理廠在建設初期由于用地限制,并沒有預留足夠的擴建用地。在北方冬季寒冷地區,由于排放標準的提高、硝化菌群對溫度的敏感性、以及低溫下對活性污泥法污泥濃度的影響,導致生化處理系統不能很好的除氮。對于污水處理工程的這一難點國內外均提出了不同的解決辦法,如采用對低溫更具有抵抗能力的生物膜工藝就能很好的解決污水中除氮的問題。生物膜法處理工藝多種多樣,如法國得利滿公司開發的固定床式的曝氣生物濾池工藝、移動床生物膜處理工藝等等。本文主要針對將生物膜法和活性污泥法有機結合的移動床生物膜工藝進行介紹。

                     目前移動床生物膜工藝(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)已在世界上很多國家建成了數千套污(廢)水處理設施,取得了良好的處理效果。MBBR工藝運用生物膜法的基本原理、同時結合活性污泥法的優點,以懸浮填料作為微生物生長的載體,通過懸浮填料在二級生化池中的充分流化,實現污水的高效處理。

                      一、工作原理

                     移動床生物膜工藝(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)需要具有比重接近于水,有效比表面積大,適合微生物附著生長等特點的懸浮填料,目前國內已經有多家設備廠商開發成功,我國也頒布了相應的行業規范。懸浮填料在生化池中輕微攪拌即可懸浮起來,易于隨水自由運動,能夠很好的形成流化狀態。

                    在好氧條件下,曝氣充氧時產生的空氣泡上升浮力能夠推動填料和周圍的水體流動,當氣流穿過水流和填料空隙時又被填料阻滯,并被分割成小氣泡。在這樣的過程中,填料被充分地攪拌并與水流混合,而空氣流又被充分地分割成細小的氣泡,增加了生物膜與氧氣的接觸和傳氧效率。在厭氧條件下,水流和填料在潛水攪拌器的作用下充分流化起來,達到生物膜和被處理的污染物充分接觸而降解的目的。

                    MBBR工藝的核心是實現懸浮載體填料的充分流化,以達到強化處理污染物的目的。在MBBR工藝的實際應用上,需要考慮的因素主要有生化池池型、懸浮填料投加量、曝氣系統、攔截篩網、推進器等。

                    在曝氣區內生物填料的流化是系統實現良好處理功能的關鍵。其主要依靠生化池的好氧區曝氣系統來實現。在好氧區中適當的曝氣系統能夠確保生物載體流化填料的流化效果,保證流化填料在水體中做上下、前后的流動,使填料與污水進行充分的混和、碰撞、接觸,有效完成污染物、水、氣三向的接觸、交換、吸附等過程。填料比重一般選擇為0.94-0.97,在培菌期間,填料表面會慢慢附著大量的生物膜,附著量越大,比重逐漸增加,當填料上生物膜到一定厚度時,其比重大于1,填料從非曝氣區下沉到水池底部,曝氣區底部的沖擊力最強,能迅速沖洗掉填料上的殘余生物膜,脫膜后的填料比重也隨之降低到1以下,并在曝氣區上升。根據掛膜前后的比重變化特點,填料可以隨水流在曝氣區和非曝氣區翻騰,從而交替完成了生物膜的生長和脫落過程,保證生物膜的數量穩定性和活性,使工藝運行較穩定。為了防止流化懸浮填料隨混合液進入下一個環節,在好氧區內適當位置設計采用篩網進行簡單攔截和分隔。篩網材質選用不銹鋼,型式與懸浮填料配套。

                     MBBR工藝特點主要有如下幾方面:

                    1.可強化脫氮除磷

              采用活性污泥-懸浮填料復合工藝,可實現同一反應器內不同功能微生物的污泥齡分離。脫氮菌群(硝化菌群)一般為長泥齡細菌,需較長泥齡(15-25d);除磷菌群(聚磷菌)一般為短泥齡細菌,需較短泥齡(3-7d);泥齡過長,易導致微生物活性較差處理負荷降低、老化難以聚集降低沉降性能等,實際傳統脫氮除磷工藝在污泥齡上存在不可調和的矛盾。復合工藝由于生物填料的投加,為硝化細菌的生長提供了載體,延長其污泥齡,提高脫氮效果;同時控制活性污泥體系為短泥齡,可增強除磷效果;泥-膜在曝氣及水流帶動下充分流化,促進生物膜更新,防止泥齡過長、污泥老化處理性能下降;冬季水溫較低、活性污泥系統不利于硝化菌群生長時,脫落生物膜對活性污泥起到持續接種作用,維持系統硝化性能不下降。

                       2.抗沖擊負荷能力強,處理效果好

                       沖擊負荷主要表現為常規污染物水質沖擊、毒害污染物水質沖擊和水量沖擊,本質是單位時間內單位表面積微生物所承載的污染物量的變化對處理效果的影響。MBBR工藝填料區污泥齡長,增大微生物種群的豐度,有利于難降解有機物的處理。

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