MBBR技术总结.docx
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1、精品名师归纳总结MBBR 技术总结2022-07-10 中国给水排水.MBBR 工艺背景介绍从多年的运行实践来看,活性污泥法虽较为成熟, 但也存在很多的缺点和不足,如曝气池容积大、占的面积高、基建费用高等,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。鉴于上述因素,这种污水处理方法逐步被后来的生物膜法所取代。生物膜法补偿了活性污泥法的很多不足,如它的稳固性好、 承担有机负荷和水力负荷冲击的才能强、无污泥膨胀、无回流,对有机物的去除率高,反应器的体积小、污水处理厂占的面积小等优点。 但是生物膜法也有其特有的缺陷,如生物滤池中的滤料易堵塞、需周期性反冲洗、同时固定填料以及填
2、料下曝气设备的更换较困难、生物流化床反应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缺点和不足,移 动床生物膜反应器 moving-bed-biofilm-reactor,简称 MBBR应运而生。 MBBR 法在 80 岁月末就有所介绍并很快在欧洲得到应用,它吸取了传统的活性污泥法和生物接触氧化法两者的优点而成为一种新型、 高效的复合工艺处理方法。其核心部分就是以比重接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升作用而处于流化状态, 当微生物附着在载体上, 漂浮的载体在反应器内随着混合液的回旋翻转作用而自由移动,从
3、而达到污水处理的目的。作为悬浮生长的活性污泥法和附着生长的生物膜法相结合 的一种工艺, MBBR 法兼具两者的优点:占的少在相同的负荷条件下它只需要一般氧化池 20%的容积。 微生物附着在载体上随水流流淌所以不需活性污泥回流或循环反冲洗。载体生物不断脱落,防止堵塞。有机负荷高、耐冲击负荷才能强,所以出水水质稳固。水头缺失小、动力消耗低,运行简洁,操作治理简洁。同时适用于改造工程等。随着现代化工业的进程和人口急剧的膨胀, 水污染问题已经成为社会焦点之一,目前污水处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 世纪初英国开创以来,经过几十年的进展革新已经拥有多种运行方式, 同时由于其
4、极好的污水处理成效而逐步成为大家认可的比较成熟的工艺。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,近年来也得到快速的进展和提高。在过去十几年的讨论中,MBBR 法已经作为一种成熟的工艺广泛应用于造纸废水、食品工业废水、 屠宰废水、 炼油废水等工业废水中,同时也可以处理城市生活污水以及城市废水与工业废水的混合污水。很多工程实例说明,用MBBR 法处理污水成效良好。MBBR 工艺的原理MBBR 工艺原理是通过向反应器中投加肯定数量的悬浮载体,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水,所以在曝气的时候,与水呈完全混合状态,微生物生长的环境为气、
5、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。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,外部为好养菌, 这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理成效。MBBR 工艺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,依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态,进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜,这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间,充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性,使之扬长避短,相互补充。 与以往的填料不同的是,悬浮填料能与污水频繁多次接触因而
6、被称为“移动的生物膜 ”。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结MBBR 工艺影响因素分析1 填料对 MBBR 法的影响MBBR 法的技术关键在于比重接近于水、稍微搅拌下易于随水自由运动的生物填料。通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,填料中空部分占整个体积的0.95,即在一个布满水和 填料的容器中, 每一个填料中水占的体积为95%。考虑到填料旋转以及总容器容积,填料的填充比被定义为载体所占空问的比例,为了达到最好的混合成效, 填料的填充比最大为0.7。理论上填料总的比表面积是依据每一单位体积
7、生物载体比表面积的数量来定义的,一般为700m2/m3 。当生物膜在载体内部生长时,实际有效利用的比表面积约为500m2/m3 。此类型的生物填料有利于微生物在填料内侧附着生长,形成较稳固的生物膜,并且简洁形成流化状态。 当预处理要求较低或污水中含有大量纤维物质时,例如在市政污水处理中不采纳初沉池或者在处理含有大量纤维的造纸废水时,采纳比表面积较小、尺寸较大的生物填料,当已有较好的预处理或用于硝化时,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具体分析,认为 DO 浓度是影响同步硝化一反硝化的一
8、个主要的限制因素。通过对DO 浓度的掌握,可使生物膜的不同部位形成好氧区或缺氧区,这样便具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,大量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例的厌氧区,生物膜反硝化才能增强出水硝氮和亚硝氮浓度都很低 ,但由于 DO 供应不足, MBBR 工艺硝化成效下降, 使得出水氨氮浓度上升, 从而导致出水TN 上升,影响最终的处理成效。通过讨论最终得出了MBBR 法处理城市生活污水 DO 的一个正确值:当DO 质量浓度在
9、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,出水氨氮浓度有明显上升。另外,曝气池内DO 也不宜过高, 溶解氧过高能够导致有机污染物分解过快,从而使微生物缺乏养分,活性污泥易于老化,结构松散。此外,DO 过高,过量耗能,在经济上也是不相宜的。由于 MBBR 法主要是通过悬浮填料来实现最终的污水处理,所以 DO 对悬浮填料的影响也是影响整个处理结果的关键。曹占公平对 MBBR 法充氧才能进行了试验讨论,结果说明反应器的充氧才能在肯定范畴内随着悬
10、浮填料填充率的增大而增大。在曝气的作用下, 水随填料一起流化, 水流紊动程度较无填料时大,加速了气液界面的更新和氧的转移,使氧的转移速率提高。 随着填料数量的增多, 填料、 气流和水流三者之间的这种切割作用和紊动作用不断加强。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,使得氧的传递速率下降,氧的利用率降低。所以针对不同类型的水质,掌握好DO 的量对整个工艺最终的处理结果是至关重要的。3 水力停留时间对 MBBR 工艺的影响合适的水力停留时间HRT是确保净化成效和工程投资经济性的重要掌握因素。水力停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,进而影响微生物对有
11、机物的吸附和降解效率,所以针对不同的污水类型找出经济而合理的HRT 是特别关键的问题之一。国内外对 HRT的讨论并没有局限于讨论 HRT本身的影响,而是通过试验去宏观把握。 SHHosseini 等副在用 MBBR 法对含酚类工业废水进行了试验讨论,结果说明:在一般情形下, 随着 HRT 的逐步延长,出水 COD 浓度会逐步降低。但同时他也发觉了一个更重要的影响因素,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的去除效率最高并不受水力停留时间的影响。 国内的实可编辑资料 - -
12、- 欢迎下载精品名师归纳总结验大多认为出水COD 平均浓度随着水力停留时间的延长而降低,如要缩短水力停留时间可通过加大填料的投加比例高达 70%来实现,当对出水水质要求不高时可削减填料的投加比例引。另外仍有试验结果说明:在中低氨氮负荷条件下,随HRT 的削减,氨氮填料表面负荷逐步上升,同时去除率保护原有水平或有肯定增长。当氨氮负荷升至高水平后,随着 HRT 的削减,氨氮去除率逐步降低。这些针对HRT 的试验讨论结果为今后MBBR 法的推广应用奠定了基础,但同时也有很多需要改进之处,比如试验只是单纯的考虑HRT 本身的影响, 没有把其他因素与HRT 的关系有机的结合起来,而SHHosseini
13、等在酚类废水处理的讨论中将 HRT 和其他因素有机的结合起来进行探讨,不仅找到试验最重要的影响因素,同时试验过程中各因素之间的相互影响、相互制约关系也得到了很好的表达。所以针对影响因素的讨论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因素中,温度的作用特别重要。温度相宜,能够促进、强化微 生物的生理活动。 温度不相宜, 能够减弱甚至破坏微生物的生理活动。温度不相宜仍能够导致微生物外形和生理特性的转变,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劲、 旺盛, 表现在增殖方面就是裂殖速度快、世代时间短。MBBR 法主要
14、是通过生物膜中各种类型微生物的新陈代谢来达到对污水中有机污染物的降解,所以生物膜生长的好坏将直接关系到废水处理的最终结果,特殊对于硝化菌、 反硝化菌而言,它们的生长周期长,且对环境的变化特别敏锐,硝化菌的相宜温度是20 -30,反硝化菌的相宜温度是20 -40,温度低于15时,这两类细菌的活性均降低,5C 是完全停止, 所以温度的变化将直接影响这类细菌的生长。相关试验结果说明, 氨氮填料表面负荷的变化基本与水温的变化趋势一样。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。由此可见,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
15、动与环境的酸碱度亲密相关,只有在相宜的酸碱度条件下,微生物才能进行正常的生理活动。 pH 值过大的偏离相宜数值,微生物的酶系统的催化功能就会减弱,甚至消逝。不同种属的微生物生理活动适应的pH 值,都有肯定的范畴,在这一范畴内,仍可分为最低 pH 值、最适 pH 值和最高 pH 值。在最低或最高的 pH 环境中, 微生物虽然能够成活, 但生理活动柔弱,易于死亡,增殖速率大为降低。参加污水生物处理的微生物,一般正确的 pH 值范畴,介于 6.5-8.5 之间。 MBBR 法作为生物膜法与活性污泥法相结合的工艺,同样依赖于微生物的生长以达到有机物降解的目的。所以保持微生物正确pH 范畴是取得良好污水
16、处理成效的必要条件,当污水特殊是工业废水 的 pH 值变化较大时,需要考虑设调剂池, 使污水的 pH 值调剂到相宜范畴后再进行曝气。6 其他因素对 MBBR 法的影响依据每一个具体试验条件的不同,仍会有很多不同的影响因素。如气水比一般掌握在 3 4, 这样的气量能使反应器中的填料匀称的循环转动起来。浊度也需要掌握在肯定范畴内,相关讨论结果说明: 浊度大使得某些悬浮物简洁掩盖在生物膜的表面,阻碍生物氧化作用的进行, 导致处理效率大幅下降, 同时仍简洁造成填料堵塞,另外整个试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,结果发觉中试装置对浊度
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