1、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、(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/COD
9、tot) ,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,
10、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
11、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, 5C 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
12、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
13、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,使污水的值调理到适合范围后再进行曝气。6 其余要素对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 (34),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
14、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
15、,故对去除率获得了提高。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
16、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 510 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
17、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
18、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
19、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 107(mm)、比表面积为 335m2/m3 ,另一种为 1515(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 1520(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 5050(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
20、报导的悬浮 填料由聚丙烯塑料制成,为 50 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
21、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
22、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/m 3,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 20.62k
23、g/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
24、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
25、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 pH7 。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
26、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1 MBBR 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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