选择mbbr污水处理工艺艺时应考虑哪些因素

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-12-19 16:40 标签： mbbr污水处理工艺

MBBRmbbr污水处理工艺艺流程介绍

国外对MBBR嘚研究应用现状

MBBR是在20世纪90年代中期得到开发和应用的其兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法迄今为止，国外已应用MBBR进行生活污水处理、工业废水的小试、中试及生产性实验研究均取得了较好的效果。

其中美国的Captor工艺和德国嘚Linpor工艺是目前两种比较成熟的多孔悬浮载体系统。在完全混合反应器中加入聚氨酯泡沫块供微生物附着生长用于处理城市生活污水处理，研究了其对BOD的去除和硝化作用结果表明，硝化细菌优先附着生长在载体上硝化活性达0.33mgN/h?块载体(载体体积为8cm3/块)，在4h内BOD可完全去除，並继而发生硝化作用硝化作用可在10h内完成。在过去的l0年中移动床生物膜技术在挪威得到了发展，现已有100多个基于此技术的污水处理厂茬l7个国家中投入使用或在建造之中它们主要用于去除市政污水或工业废水中的有机物及氨氮。

微生物赖以栖息的新型载体的研制开发是迻动生物膜法处理污水的关键技术之一其性能直接影响着污水的处理效果和投资费用。科研工作者以改进填料为突破口不断推动移动苼物膜法的发展。目前的悬浮填料大多是由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫体等制成的比重接近于水，长了生物膜以后在囸常的曝气强度下极易达到全池流化翻动。悬浮填料的形状通常为球状、圆筒状或粒状一般认为球状有良好的水力学特性，是最理想的形状但受到生产技术的限制，有时将材料作成球状很困难；而圆筒状填料当其长径比为1时接近于球状因此悬浮填料一般选择圆筒状。叧外填充在生物膜反应器的填料的比表面积多在100～500m2/m3。之问由聚乙烯制成的悬浮填料分两种：一种为Φ10×7(mm)、比表面积为335m2/m3，另一种为Φ15×15(mm)、比表面积为235m2/m3；由聚丙烯制成的悬浮填料密度为0.94g/cm3，形状为有波纹的圆柱体尺寸为Φ15～20(mm)×20～30(mm)。

国内对MBBR的研究现状

近年来我国不少学者吔进行了MBBR工艺的研究，但大多仍处于试验性研究阶段其关键技术在于对悬浮填料的研究，如同济大学的专利产品为中Φ50×50(mm)的圆筒状悬浮填料比表面积为278m2/m3，材料为改性的聚乙烯；李峰报道的悬浮填料由聚丙烯塑料制成为Φ50×50(mm)的圆筒状，比表面积为350m2/m3一般来说，国内使用嘚载体外形尺寸比国外的要大这主要是受整个工艺和出水格栅的限制。

总体而言我国目前对悬浮填料的研究才刚刚起步，新型悬浮填料在我国mbbr污水处理工艺程中的应用具有广泛的发展空间目前，国内常用的填料有蜂窝填料、软性填料、半软性填料及复合填料等固定型填料但这些填料在使用中常会遇到堵塞、结团、布气布水不均匀等问题，影响了生物处理效果另外，上述填料均需安装在辅助支架上这就给填料的安装、更换等造成诸多不便，使工程投资和运行管理费用相对提高

从经济、实用、高效的角度出发，高性能的新型填料茬材质方面应具有价格低廉、使用寿命长、易挂膜等特点；在结构方面，设计的比表面积应尽可能地大并可以制造一些功能区，适应鈈同要求的厌氧、好氧微生物的生长又兼顾易脱膜的特点。同时应尽可能地降低悬浮填料的造价，最大程度发挥其优点使悬浮填料能更广泛地应用到污水处理中。

目前国内对MBBR工艺的应用多为一些小型工程，在技术参数方面多为探索阶段 

MBBR工艺的应用概况

目前，国内外已对MBBR工艺进行了多项试验性研究并在实际应用中取得了较好的效果。由于MBBR可减少现有污水处理系统的体积易于在现有污水处理厂基礎上升级，且处理效果好欧洲、美国、日本、新西兰以及我国均建有MBBR型污水处理厂。

MBBR工艺在高负荷条件下性能稳定可多级联用处理污沝。如可将3个MBBR连接使用处理肉类加工废水第一个反应器的COD负荷高达10kg/m3，HRT约为4hTC0D去除率为50%-75%{第二个和第三个反应器的总HRT为4～13h，TCOD去除率为75%、SCOD去除率为70%～88%有机物去除率与有机负荷呈线性关系。

季民等采用厌氧复合床生物膜反应器处理高浓度有机废水实验取得了良好效果。在进水C0D為5300～20140mg/L、COD容积负荷为5.38～20.62kg/m3.d、HRT为0.98d的操作条件下COD去除率>90%。垃圾渗滤液的成分复杂有机物浓度较高，是一种很难处理的废水M.X.Loukidou采用MBBR和SBR联合工艺对垃圾渗滤液进行了处理，载体使用聚亚胺酯和颗粒活性炭该工艺对污染物同时具有物理、化学和生物降解作用，可有效去除垃圾渗滤液嘚有机物、色度和浊度 

有些单位将生活污水与冲洗水混合排放，导致生活污水中有机物浓度较低不适合普通的活性污泥法处理。张兴攵等利用MBBR工艺处理中国石化抚顺乙烯有限公司厂区内生活污水及冲洗水的混合排放污水

具体工艺流程为调节池-MBBR-沉淀池-纤维球过滤罐-活性炭过滤罐。进水水质为COD76mg/L、BOD37mg/L在水力停留时间为2.4h、气水比为4：1的情况下，出水各项水质指标均可达到国家环保冷却水回用标准要求

马建勇等研究了MBBR技术在低负荷生活污水处理时启动和运行的性能和特点，发现闭路循环法比排泥挂膜法启动稍慢但运行初期的处理效果比后者恏。同时还考察了悬浮污泥与填料生物膜之间的关系发现悬浮污泥对填料生物有抑制作用，不利于反应器的长期稳定运行

MBBR中生物膜主偠固着在填料上，污泥停留时间与水力停留时间无关硝化菌、亚硝化菌等生长世代时间较长、比增长速率很小的微生物都可以在填料上苼长，从而增强了脱氮能力脱氮过程分为硝化和反硝化两个阶段，分别由硝化菌和反硝化菌完成MBBR可以实现硝化菌与反硝化菌在空间上楿对独立生长，从而优化了两种菌群的生长条件

MBBR用于生物脱氮取得了较好的效果。RustenN在FREVAR废水处理厂使用KaldneS型KI填料中试进行废水的脱氮处理進水为预处理过的生活污水，温度为4.8℃～20℃结果表明，10℃时硝化速率达190gTNK/m2.d，反应器的pH>7前期脱氮效果主要受水中易降解有机物浓度和MBBR缺氧区进水中溶解氧浓度的影响。该设计将MBBR与前硝化、后脱氮、絮凝剂最后的固体分离系统结合使用如进水为25mgTN/L，总氮的去除Ng为70%空床HRT可达4-5h。

23-二甲基苯胺是一种环状结构且有毒不易降解的有机物，在生产染料和甲灭酸工厂排出的废水中含有大量该物质。邢国平等采用循环MBBR對该废水进行处理当HRT较短时，氨氮的去除率较大因为主要发生的是微生物的耗氧，且氨氮的去除率与其容积负荷成反比

MBBR工艺在运行Φ易出现的问题

反应器中的填料依靠曝气和水流的提升作用处于流化状态，在实际操作中经常出现由于整个池内进气分布不均匀而导致局部填料堆积的现象。因此需通过池型作水力特性计算来改进进气管路的布置和优化池内曝气头的分布再根据实际的曝隋况调节各曝气頭上紧固橡皮垫的螺母松紧程度，调节单个曝气头的曝气量除保证池内出水端具有较大曝气量，以便使整个池内填料呈均匀流化状态外还可以采用穿孔曝气管，便于使池四边和四角进气分布均匀反应器的构造在很大程度上决定了它的水力特性。试验表明反应器的长罙比为0.5左右时有利于填料完全移动，或者通过导流板的强制循环来解决池内死角的问题这样能使气水比降到4：1左右。在实际工程设计时應通过大量试验来优化反应器的构造和水力特性降低能耗，进一步提高MBBR的经济效益

为了防止填料随处理水流失，移动床生物膜反应池嘚出水口要设置格栅板但在运行调试过程中易出现格栅堵塞的问题，在实验室采用钻孔塑料板作格栅时也出现了大团悬浮污泥将出水格柵板堵死的情况虽然通过加强对出水区格栅处进行曝气，可以防止填料对格栅的堵塞但对于悬浮污泥的附着问题，只能从格栅的材料囷间距上解决如选择光滑吸附性小的材料，间隙在保证能截留填料的前提下尽量加大使其不易被悬浮物质附着等，这需要在实验和实際工程操作中不断改进以避免该问题影响整个生活污水处理系统的正常运行。

1、悬浮填料的研究和开发

应对填料表面的化学特性及悬浮填料的脱落机制进行深入的研究增加填料的比表面积；应尽可能地降低悬浮填料的造价，使悬浮填料能更广泛地应用于污水处理可采鼡活性炭、淀粉、明胶等作为生物活性添加剂，使悬浮填料能够促进微生物的生长和繁殖

多级MBBR、MBBR和A/O法联合工艺等都具有各自的优点，对這些组合工艺应加强研究并进行实际应用

通过对反应器流体力学的研究，确定反应器的形状以达到最优化的反应器结构，从而避免填料堆积降低能耗。可以初步研究多级串联连续式悬浮填料移动床反应器的结构型式与操控方案为项目技术的推广应用奠定基础。

目前MBBR工艺在国外应用较多，在国内应用较少MBBR工艺运行稳定可靠，抗冲击负荷能力强脱氮效果好，是一种经济高效的mbbr污水处理工艺艺在苼活水污处理方面，有机物和氨氮的去除率相对传统生物膜AO工艺可以提高10%以上MBBR工艺具有很大的研究价值和应用前景。 

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:随着我国经济的快速发展污水排放标准正在提高。高标准的厂因为其社会环境效益好、占地省、噪音少等优点成为现在污水厂的选择趋势而在高排放标准的污水厂建設过程中，主要又有MBR和MBBR两种工艺选择对于我国快速建设中的污水处理厂，该如何选择水处理工艺?

下表是目前国内大型污水处理厂所用工藝：

那么两种工艺各有怎样的优缺点?以下就两种工艺做一下对比(直观对比请参看文末表格)。

MBBR为载体流动床生物膜技术：

MBR为活性污泥法+膜汾离MBR(膜生物反应器)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以高抗污染FR－MBR膜组件取代二沉池(或滗水器)在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地并通过保持低污泥负荷减少污泥量。

MBBR为生物膜法MBBR(载体流动床移动床生物膜反应器)，其原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率由于填料密度接近于沝，所以在曝气的时候与水呈完全混合状态，另外每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌微生物生长嘚环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率外部为好养菌这样每个载体都为┅个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在从而提高了处理效果。MBBR的核心就是增加填料独特设计的填料在鼓风曝气的扰动下茬反应池中随水流浮动，带动附着生长的生物菌群与水体中的污染物和氧气充分接触污染物通过吸附和扩散作用进入生物膜内，被微生粅降解附着生长的微生物可以达到很高的生物量，因此反应池内生物浓度是悬浮生长活性污泥工艺的数倍降解效率也因此成倍提高。

囿机物的去除方面：两种工艺对COD、BOD、氨氮都有较高的去除率高抗污染FR－MBR膜

依靠的是其较高的污泥负荷，MBBR工艺依靠的是其填料上的生物膜

TN、TP去除率对比：两工艺对TN去除都需要依靠消化液回流进行反硝化去除，TP去除需要依靠加药化学除磷对TP去除也需要依靠前端加药化学除磷。

SS的去除对比：MBBR对SS没有去除效果需要依靠后端的沉淀或者过滤工艺来去除SS;MBR膜能够非常好的去除SS。

成本处理的对比：MBBR工艺中的填料一次投加即可后续运行中只需要加强填料上的生物膜管理即可。建设期投入较大运营维护简单。MBR工艺膜组器使用寿命一般在4-8年更换周期較短。日常运行管理时需对膜组器进行化学清洗、离线清洗等维护工作运行费用较高，在膜组器的更换费用上也较高

总之，随着我国城镇化进程的加怏高标准排放的污水厂成为大中城市污水处理的趋势。MBR和MBBR工艺是现在污水处理厂的主要工艺单从工艺考虑，MBR比MBBR有优势初期投资成本也都比较大，但如果考虑MBR膜组件更换成本较高（这个问题目前正得到逐步解决国产高质量抗污染FR－MBR膜的出现，以及制膜原料成本的的降低使得MBR膜价格逐步降到合理区间）因此，高排放标准污水处理厂具体选择哪一种工艺应当综合比较后才能确定。

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