完整word版MBBR工艺.docx
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完整word版MBBR工艺
MBBR工艺背景介绍
跟着现代化工业的进度和人口急剧的膨胀，水污染问题已
经成为社会焦点之一，当前污水办理的方法主要有活性污泥法
和生物膜法两大类：
活性污泥法从20世纪初英国创始以来，
经过几十年的发展改革已经拥有多种运行方式，同时因为其极
好的污水办理成效而渐渐成为大家认同的比较成熟的工艺；生
物膜法是利用附着在填料上的生物对水体进行净化的一种工
艺，最近几年来也获得快速的发展和提高。
从多年的运行实践来看，活性污泥法虽较为成熟，但也存在好多的弊端和不足，如曝气池容积大、
占地面积高、基建花费高等，同时对水质、水量变化的适应性较低，运行成效易受水质、水量变化的
影响等。
鉴于上述要素，这种污水办理方法渐渐被此后的生物膜法所代替。
生物膜法填补了活性污泥
法的好多不足，如它的稳固性好、蒙受有机负荷和水力负荷冲击的能力强、无污泥膨胀、无回流，对
有机物的去除率高，反响器的体积小、污水办理厂占地面积小等长处。
可是生物膜法也有其独有的缺
陷，如生物滤池中的滤料易拥塞、需周期性反冲刷、同时固定填料以及填料下曝气设施的改换较困难、
生物流化床反响器中的载体颗粒只有在流化状态下才能发挥作用、工艺的稳固性较差等。
介于以上
两种工艺的弊端和不足，挪动床生物膜反响器（moving-bed-biofilm-reactor，简称MBBR）应运而生。
MBBR法在80年月末就有所介绍并很快在欧洲获得应用，它汲取了传统的活性污泥法和生物接触氧
化法二者的长处而成为一种新式、高效的复合工艺办理方法。
其核心部分就是以比重靠近水的悬浮填
料直接投加到曝气池中作为微生物的活性载体，依靠曝气池内的曝气和水流的提高作用而处于流化状
态，当微生物附着在载体上，飘荡的载体在反响器内跟着混淆液的盘旋翻转作用而自由挪动，从而达
到污水办理的目的。
作为悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法相联合的一种工艺，MBBR法
兼具二者的长处：
占地少——在相同的负荷条件下它只要要一般氧化池20%的容积；微生物附着在
载体上随水流流动所以不需活性污泥回流或循环反冲刷；载体生物不停零落，防止拥塞；有机负荷高、
耐冲击负荷能力强，所以出水水质稳固；水头损失小、动力耗费低，运行简单，操作管理简单；同时
合用于改造工程等。
在过去十几年的研究中，MBBR法已经作为一种成熟的工艺宽泛应用于造纸废水、食品工业废水、
屠宰废水、炼油废水等工业废水中，同时也能够办理城市生活污水以及城市废水与工业废水的混淆污
水。
很多工程实例表示，用MBBR法办理污水成效优秀。
MBBR工艺的原理
MBBR工艺原理是经过向反响器中投加必定数目的悬浮载体，提高反响器中的生物量及生物种
类，从而提高反响器的办理效率。
因为填料密度靠近于水，所以在曝气的时候，与水呈完整混淆状态，
微生物生长的环境为气、液、固三相。
载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更为渺小，增添了
氧气的利用率。
此外，每个载体内外均拥有不一样的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外面为
好养菌，这样每个载体都为一个微型反响器，使硝化反响和反硝化反响同时存在，从而提高了办理效
果。
MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法二者的长处，是一种新式高效的污水办理方法，依
靠曝气池内的曝气和水流的提高作用使载体处于流化状态，从而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长
的生物膜，这就使得挪动床生物膜使用了整个反响器空间，充足发挥附着相和悬浮相生物二者的优胜
性，使之扬长避短，互相增补。
与过去的填料不一样的是，悬浮填料能与污水频众多次接触因此被称为
“挪动的生物膜”。
MBBR工艺影响要素剖析
1填料对MBBR
法的影响
MBBR法的技术重点在于比重靠近于水、稍微搅拌下易于随水自由运动的生物填料。
往常填料由聚乙烯塑料制成，每一个载体的外形为直径10mm、高8mm的小圆柱体，圆柱体中有十字支撑，外
壁有突出的竖条状鳍翅，填猜中空部分占整个体积的0.95，即在一个充满水和填料的容器中，每一个
填猜中水占的体积为95%。
考虑到填料旋转以及总容器容积，填料的填补比被定义为载体所占空问
的比率，为了达到最好的混淆成效，填料的填补比最大为0.7。
理论上填料总的比表面积是依据每一
单位体积生物载体比表面积的数目来定义的，一般为700m2/m3。
当生物膜在载体内部生长时，实质
有效利用的比表面积约为500m2/m3。
此种类的生物填料有益于微生物在填料内侧附着生长，形成较稳固的生物膜，而且简单形成流化
状态。
当预办理要求较低或污水中含有大批纤维物质时，比如在市政污水办理中不采纳初沉池或许在
办理含有大批纤维的造纸废水时，采纳比表面积较小、尺寸较大的生物填料，当已有较好的预办理或
用于硝化时，采纳比表面积大的生物填料。
2溶解氧（DO）对MBBR法的影响
王学江等对DO在MBBR中同步硝化一反硝化生物脱氮过程中的影响机理进行了详尽剖析，以为
DO浓度是影响同步硝化一反硝化的一个主要的限制要素。
经过对DO浓度的控制，可使生物膜的不
同部位形成好氧区或缺氧区，这样便拥有了实现同步硝化一反硝化的物理条件。
从理论上讲，当DO
质量浓度过于高时，DO能穿透到生物膜内部，使其内部难以形成缺氧区，大批的氨氮被氧化为硝酸
盐和亚硝酸盐，使得出水TN仍旧很高；反之，假如DO浓度很低，就会造成生物膜内部很大比率的
厌氧区，生物膜反硝化能力增强（出水硝氮和亚硝氮浓度都很低），但因为DO供给不足，MBBR工艺
硝化成效降落，使得出水氨氮浓度上涨，从而致使出水TN上涨，影响最后的办理成效。
经过研究最
终得出了MBBR法办理城市生活污水DO的一个最正确值：
当DO质量浓度在2mg/L以上时，DO对
MBBR硝化成效的影响不大，氨氮的去除率可达97%-99%，出水氨氮都能保持在1.0mg/L以下；DO
质量浓度在1.0mg/L左右时，氨氮的去除率在84%左右，出水氨氮浓度有显然上涨。
此外，曝气池
内DO也不宜过高，溶解氧过高能够致使有机污染物分解过快，从而使微生物缺少营养，活性污泥易于老化，结构松懈。
别的，DO过高，过度耗能，在经济上也是不适合的。
因为MBBR法主假如经过悬浮填料来实现最后的污水办理，所以DO对悬浮填料的影响也是影响整个办理结果的重点。
曹占同等对MBBR法充氧能力进行了实验研究，结果表示反响器的充氧能力
在必定范围内跟着悬浮填料填补率的增大而增大。
在曝气的作用下，水随填料一同流化，水流紊动程
度较无填料时大，加快了气液界面的更新和氧的转移，使氧的转移速率提高。
跟着填料数目的增加，
填料、气流和水流三者之间的这种切割作用和紊动作用不停增强。
但加入填料量为60%时，填料在
水中的流化成效变差，水体紊动程度也降低，使得氧的传达速率降落，氧的利用率降低。
所以针对不
同种类的水质，控制好DO的量对整个工艺最后的办理结果是至关重要的。
3水力逗留时间对MBBR工艺的影响
适合的水力逗留时间（HRT）是保证净化成效和工程投资经济性的重要控制要素。
水力逗留时间的
长短将直接影响到水中有机物与生物膜的接触时间，从而影响微生物对有机物的吸附和降解效率，所
以针对不一样的污水种类找出经济而合理的HRT是特别重点的问题之一。
国内外对HRT的研究并无
限制于研究HRT自己的影响，而是经过实验去宏观掌握。
SHHosseini等副在用MBBR法对含酚类
工业废水进行了实验研究，结果表示：
在一般状况下，跟着HRT的渐渐延伸，出水COD浓度会逐
渐降低。
但同时他也发现了一个更重要的影响要素，即废水中酚类物质的COD浓度与总的COD浓
度的比值（CODph/CODtot），当这一比值达到0.6（即CODDph的浓度为480mg/L）时，COD的去除效
率最高其实不受水力逗留时间的影响。
国内的实验大多以为出水COD均匀浓度跟着水力逗留时间的延
长而降低，若要缩短水力逗留时间可经过加大填料的投加比率（高达70%）来实现，当对出水水质要求
不高时可减少填料的投加比率引。
此外还有试验结果表示：
在中低氨氮负荷条件下，随HRT的减少，
氨氮填料表面负荷逐渐高升，同时去除率保持原有水平或有必定增添；当氨氮负荷升至高水平后，随
着HRT的减少，氨氮去除率逐渐降低。
这些针对HRT的实验研究结果为此后MBBR法的推行应用
确立了基础，但同时也有很多需要改良之处，比方试验不过纯真的考虑HRT自己的影响，没有把其
他要素与HRT的关系有机的联合起来，而SHHosseini等在酚类废水办理的研究中将HRT和其余因
素有机的联合起来进行商讨，不单找到实验最重要的影响要素，同时实验过程中各要素之间的互相影
响、互相限制关系也获得了很好地表现。
所以针对影响要素的研究我们需要更全面更综合的考虑。
4水温对MBBR法的影响
在影响微生物生理活动的各项要素中，温度的作用特别重要。
温度适合，能够促使、增强微生物
的生理活动；温度不适合，能够减弱甚至损坏微生物的生理活动。
温度不适合还可以够致使微生物形态
和生理特征的改变，甚至可能使微生物死亡。
而微生物的最适温度是指在这一温度条件下，微生物的
生理活动强烈、旺盛，表此刻增殖方面则是裂殖速度快、世代时间短。
MBBR法主假如经过生物膜中
各样种类微生物的新陈代谢来达到对污水中有机污染物的降解，所以生物膜生长的利害将直接关系到
废水办理的最后结果，特别关于硝化菌、反硝化菌而言，它们的生长周期长，且对环境的变化特别敏
感，硝化菌的适合温度是20℃-30℃，反硝化菌的适合温度是20℃-40℃，温度低于15℃时，这两类
细菌的活性均降低，5~C是完整停止，所以温度的变化将直接影响这种细菌的生长。
有关实验结果表
明，氨氮填料表面负荷的变化基本与水温的变化趋向一致。
水温低时填料表面负荷低，水温高时填料
表面负荷约达到水温低时的15倍。
因而可知，硝化细菌受温度影响大，低温条件下活性较弱。
5pH值对MBBR法的影响
微生物的生理活动与环境的酸碱度亲密有关，只有在适合的酸碱度条件下，微生物才能进行正常
的生理活动。
pH值过大的偏离适合数值，微生物的酶系统的催化功能就会减弱，甚至消逝。
不一样种
属的微生物生理活动适应的pH值，都有必定的范围，在这一范围内，还可分为最低pH值、最适pH
值和最高pH值。
在最低或最高的pH环境中，微生物固然能够成活，但生理活动轻微，易于死亡，
增殖速率大为降低。
参加污水生物办理的微生物，一般最正确的pH值范围，介于之间。
MBBR
法作为生物膜法与活性污泥法相联合的工艺，
相同依靠于微生物的生长以达到有机物降解的目的。
所
以保持微生物最正确
pH
范围是获得优秀污水办理成效的必需条件，当污水
（特别是工业废水）的pH
值
变化较大时，需要考虑设调理池，使污水的
pH
值调理到适合范围后再进行曝气。
6其余要素对
MBBR
法的影响
依据每一个详细试验条件的不一样，还会有很多不一样的影响要素。
如气水比一般控制在（3～4），这
样的肚量能使反响器中的填料均匀地循环转动起来；浊度也需要控制在必定范围内，有关研究结果表
明：
浊度大使得某些悬浮物简单覆盖在生物膜的表面，阻挡生物氧化作用的进行，致使办理效率大幅
降落，同时还简单造成填料拥塞，此外整个实验对进水浊度和出水浊度进行了检测，进水浊度为
17.6-160NTU，出水浊度为18.1-142NTU，结果发现中试装置对浊度基本没有去除成效，出水浊度
跟着进水浊度的变化而变化，所以我们需要严格控制好进水浊度的量；COD容积负荷对去除率也有
很大的影响，研究表示COD容积负荷为0.48-2.93kg/（m3?
d）的范围内对COD的去除率基本稳固在
60%-80%。
在相同的水力逗留时间下COD的去除率随负荷呈正比增添趋向，这是因为当进水COD
浓度较低时微生物降解有机物的速率也较小，其降解能力不可以充足发挥，当进水
COD
浓度增大时促
进了生物膜微生物的生长，提高了降解速率，故对
COD
去除率获得了提高。
以上各要素都会对污水
办理造成不一样程度的影响，别的还有营养物质、有毒物质等，假如这些物质过多的偏离微生物生长需
要，就会对污水办理的最后结果产生影响。
我们须依据详细的条件和要求来确立哪一个要素是主要影
响MBBR法的最后结果。
MBBR的特色
与活性污泥法和固定填料生物膜法对比，MBBR既拥有活性污泥法的高效性和运行灵巧性，又具
有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、节余污泥少的特色。
（1）填料特色
填料多为聚乙烯、聚丙烯及其改性资料、聚氨酯泡沫体等制成的，比重靠近于水，以圆柱状和球
状为主，易于挂膜，不结团、不拥塞、脱膜简单。
（2）优秀的脱氮能力
填料上形成好养、缺氧和厌氧环境，硝化和反硝化反响能够在一个反响器内发生，对氨氮的去除
拥有优秀的成效。
（5）去除有机物成效好
反响器内污泥浓度较高，一般污泥浓度为一般活性污泥法的5～10倍，可高达30～40g/L。
提高
了对有机物的办理效率，同时耐冲击负荷能力强。
（4）易于保护管理
曝气池内无需设置填料支架，对填料以及池底的曝气装置的保护方便，同时能够节俭投资及占地
面积。
外国对MBBR的研究应用现状
MBBR是在20世纪90年月中期获得开发和应用的，其兼具传统流化床和生物接触氧化法二者的
长处，是一种新式高效的污水办理方法。
迄今为止，外国已应用MBBR进行办理生活污水、工业废
水的小试、中试及生产性实验研究，均获得了较好的成效。
此中，美国的Captor工艺和德国的Linpor工艺是当前两种比较成熟的多孔悬浮载系统统。
在完
全混淆反响器中加入聚氨酯泡沫块供微生物附着生长，用于办理城市生活污水，研究了其对BOD的
去除和硝化作用。
结果表示，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可完整去除，并既而发生硝化作用，硝化作用可在10h内达成。
在过去的l0年中，
挪动床生物膜技术在挪威获得了发展，现已有100多个鉴于此技术的污水办理厂在l7个国家中投入
使用或在建筑之中，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式载体的研制开发是挪动生物膜法办理废水的重点技术之一，其性能直接影
响着污水的办理成效和投资花费。
科研工作者以改良填料为打破口，不停推进挪动生物膜法的发展。
当前的悬浮填料大多是由聚乙烯、聚丙烯及其改性资料、聚氨酯泡沫体等制成的，比重靠近于水，长
了生物膜此后，在正常的曝气强度下极易达到全池流化翻动。
悬浮填料的形状往常为球状、圆筒状或
粒状，一般以为球状有优秀的水力学特征，是最理想的形状。
但遇到生产技术的限制，有时将资料作
成球状很困难；而圆筒状填料当其长径比为1时靠近于球状，所以悬浮填料一般选择圆筒状。
此外，
填补在生物膜反响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，形状为有涟漪的圆柱体，尺寸为Φ15～20（mm）×20～
30（mm）。
国内对MBBR的研究现状
最近几年来，我国许多学者也进行了MBBR工艺的研究，但大多仍处于试验性研究阶段。
其重点技术
在于对悬浮填料的研究，好像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，资料为改性的聚乙烯；李峰报导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，国内使用的载体外形尺寸比外国的要大，这主假如受整个工
艺和出水格栅的限制。
整体而言，我国当前对悬浮填料的研究才刚才起步，新式悬浮填料在我国污水办理工程中的应用
拥有宽泛的发展空间。
当前，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碰到拥塞、结团、布气布水不均匀等问题，影响了生物办理成效。
此外，上述填料均需安装在协助支架上，这就给填料的安装、改换等造成诸多不便，使工程投资和运
行管理花费相对提高。
从经济、适用、高效的角度出发，高性能的新式填料在材质方面，应拥有价钱便宜、使用寿命长、
易挂膜等特色；在结构方面，设计的比表面积应尽可能地大，并能够制造一些功能区，适应不一样要求
的厌氧、好氧微生物的生长，又兼备易脱膜的特色。
同时，应尽可能地降低悬浮填料的造价，最大程
度发挥其长处，使悬浮填料能更宽泛地应用到污水办理中。
当前，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究阶段。
MBBR工艺的应用概略
当前，国内外已对MBBR工艺进行了多项试验性研究，并在实质应用中获得了较好的成效。
因为
MBBR可减少现有污水办理系统的体积，易于在现有污水办理厂基础上涨级，且办理成效好，欧洲、
美国、日本、新西兰以及我国均建有MBBR型污水办理厂。
1、办理高负荷污水
MBBR工艺在高负荷条件下性能稳固，可多级联用办理污水。
如可将3个MBBR连结使用办理
肉类加工废水，第一个反响器的COD负荷高达10kg/m3，HRT约为4h，TC0D去除率为50%-75%{第
二个和第三个反响器的总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。
季民等采纳厌氧复合床生物膜反响器办理高浓度有机废水实验，获得了优秀成效。
在进水C0D
为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，是一种很难办理的废水，采
用MBBR和SBR联合工艺对垃圾渗滤液进行了办理，载体使用聚亚胺酯和颗粒活性炭，该工艺对污
染物同时拥有物理、化学和生物降解作用，可有效去除垃圾渗滤液的有机物、色度和浊度。
2、办理低负荷污水
有些单位将生活污水与冲刷水混淆排放，致使生活污水中有机物浓度较低，不适合一般的活性污
泥法办理。
张兴文等利用MBBR工艺办理中国石化抚顺乙烯有限企业厂区内生活污水及冲刷水的混
合排放污水。
详细工艺流程为调理池-MBBR-积淀池-纤维球过滤罐-活性炭过滤罐。
进水水质为COD76mg/L、
BOD37mg/L，在水力逗留时间为2.4h、气水比为4：
1的状况下，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办理低负荷生活污水时启动和运行的性能和特色，发现闭路循环法比排泥
挂膜法启动稍慢，但运行早期的办理成效比后者好。
同时还观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克制作用，不利于反响器的长久稳固运行。
3、脱氮成效
MBBR中生物膜主要固着在填料上，污泥逗留时间与水力逗留时间没关，硝化菌、亚硝化菌等生
长世代时间较长、比增添速率很小的微生物都能够在填料上生长，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达成。
MBBR能够实现硝化菌与反硝化菌在空间
上相对独立生长，从而优化了两种菌群的生长条件。
MBBR用于生物脱氮获得了较好的成效。
RustenN在FREVAR废水办理厂使用KaldneS型KI
填猜中试进行废水的脱氮办理，进水为预办理过的生活污水，温度为4.8℃～20℃。
结果表示，10℃
时，硝化速率达190gTNK/m2.d，反响器的pH>7。
先期脱氮成效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
离系统联合使用，如进水为25mgTN/L，总氮的去除Ng为70%，空床HRT可达4-5h。
2，3-二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，含有大批该物质。
邢国同等采纳循环MBBR对该废水进行办理，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工艺在运行中易出现的问题
1MBBR反响器的流化态
反响器中的填料依靠曝气和水流的提高作用途于流化状态，在实质操作中，常常出现因为整个池
内进气散布不均匀而致使局部填料聚积的现象。
所以需经过池型作水力特征计算来改良进气管路的布
置和优化池内曝气头的散布，再依据实质的曝隋况调理各曝气头上紧固橡皮垫的螺母松紧程度，调理
单个曝气头的曝肚量。
除保证池内出水端拥有较大曝肚量，以便使整个池内填料呈均匀流化状态外，
还可以够采纳穿孔曝气管，便于使池四边和四角进气散布均匀。
反响器的结构在很大程度上决定了它的
水力特征。
试验表示，反响器的长深比为0.5左右时有益于填料完整挪动，或许经过导流板的强迫循
环来解决池内死角的问题，这样能负
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