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時(shí)間變成水 2020-09-09

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作者｜輪蟲

MBBR是水處理領(lǐng)域的熱門工藝，對(duì)于從事水處理的工程人員，不可不知、不可不懂。本文針對(duì)MBBR工藝展開(kāi)，內(nèi)容干貨、全面，主要包含以下八個(gè)部分內(nèi)容：

一、MBBR工藝的原理
二、MBBR工藝的特點(diǎn)
三、MBBR工藝的適用范圍
四、MBBR工藝在市政污水處理中的優(yōu)勢(shì)
五、MBBR工藝的影響因素控制和過(guò)程控制
六、MBBR填料的判別指標(biāo)
七、MBBR工藝在工程應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題
八、MBBR、MBR、FBR的區(qū)別

一、MBBR工藝的原理

二、MBBR工藝的特點(diǎn)

MBBR工藝的優(yōu)點(diǎn)：

1、填料多為聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫體等制成的，比重接近于水，以圓柱狀和球狀為主，易于掛膜，不結(jié)團(tuán)、不堵塞、脫膜容易。

2、因填料、水都是運(yùn)動(dòng)的，故氣、水、固相之間的傳質(zhì)較好，填料上生物膜的活性較高，提高了系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷和效率，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

3、MBBR的應(yīng)用比較靈活，反應(yīng)器形狀多種多樣，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，在相同負(fù)荷條件下只需普通氧化池20%的容積。

4、水頭損失小，能耗低，運(yùn)行簡(jiǎn)單，操作管理方便。

5、微生物附著在載體上隨水流流動(dòng)所以不需要污泥回流或循環(huán)反沖洗。

6、生物膜自然脫落，不會(huì)引起堵塞。

MBBR工藝的缺點(diǎn)：

1、反應(yīng)器中的填料依靠曝氣和水流的提升作用處于流化狀態(tài)，在實(shí)際工程中，容易出現(xiàn)局部填料堆積的現(xiàn)象。為了避免填料堆積現(xiàn)象，需改進(jìn)曝氣管路的布置以及反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了它的水力特性。

實(shí)際工程中，當(dāng)單個(gè)反應(yīng)器的長(zhǎng)深比為0.5左右且長(zhǎng)度不大于3m時(shí)有利于填料完全移動(dòng)。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過(guò)大量試驗(yàn)來(lái)優(yōu)化反應(yīng)器的構(gòu)造和水力特性，降低能耗，進(jìn)一步提高M(jìn)BBR的經(jīng)濟(jì)效益。

2、反應(yīng)器出水往往設(shè)置柵板或格網(wǎng)以避免填料流失，但容易造成堵塞。在實(shí)際工程中，可以設(shè)置活動(dòng)?xùn)虐?，定期進(jìn)行人工清理，也可設(shè)置空氣反吹裝置以防止堵塞。

3、高微生物量需要足夠的曝氣量，因此運(yùn)營(yíng)能耗也更高。

4、容易造成膜污染，需要定期進(jìn)行膜清洗或反沖洗。

三、MBBR工藝的適用范圍

1、強(qiáng)化脫氮除磷，污水處理廠提標(biāo)改造；

2、解決冬季低溫氨氮超標(biāo)問(wèn)題；

3、污水處理廠擴(kuò)容改造，最高可擴(kuò)容3倍；

4、高濃度、有毒、難降解有機(jī)物處理；

5、污水廠和工業(yè)廢水深度處理；

6、農(nóng)村污水處理（一體化設(shè)備、凈化槽等）。

四、MBBR工藝在市政污水處理中的優(yōu)勢(shì)

1、占地面積?。涸谔盍咸畛渎蕿?5%和相同的污染負(fù)荷的條件下，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器約占常規(guī)生物反應(yīng)器（缺氧、厭氧及好氧）20-40%的池容。

2、適合于市政污水處理廠的擴(kuò)容：鑒于大多數(shù)污水處理廠的預(yù)留面積較少，當(dāng)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)及水量發(fā)生變化時(shí)，在保證原設(shè)計(jì)池容不變的情況下滿足原設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)。

3、適合于現(xiàn)有污水處理廠的升級(jí)改造：移動(dòng)床生物膜工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行靈活簡(jiǎn)單，適應(yīng)不同類型的池型，而且與其它工藝的兼容性很強(qiáng)，可以與已建污水處理廠的大部分工藝如A2O、AO、SBR、CASS及氧化溝法等相組合。因此適合于現(xiàn)有污水處理廠的升級(jí)改造，使其滿足一級(jí)A或一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。

4、移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長(zhǎng)、剩余污泥少、無(wú)污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的特點(diǎn)，又具有活性污泥法的高效性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活性。另一方面，溫度變化對(duì)移動(dòng)床生物膜工藝的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)活性污泥法的影響，當(dāng)溫度、污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時(shí)，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器的耐受力很強(qiáng)。

5、填料上形成好養(yǎng)、缺氧和厭氧環(huán)境，硝化和反硝化反應(yīng)能夠在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生，對(duì)氨氮的去除具有良好的效果。

5、反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較高，一般污泥濃度為普通活性污泥法的5～10倍，可高達(dá)30～40g/L。提高了對(duì)有機(jī)物的處理效率，同時(shí)耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)

五、MBBR工藝的影響因素控制和過(guò)程控制

MBBR影響因素控制：

1、溫度生物膜反應(yīng)器系統(tǒng)宜在 15℃～35℃下運(yùn)行。

2、溶解氧 溶解氧是影響有機(jī)物去除效果的重要因素。特別是在以除磷脫氮為目的的情況下，溶解氧的濃度控制顯得尤為重要。在不同的生物膜反應(yīng)器工藝類型中，混合液以各種形式在生物反應(yīng)池內(nèi)形成好氧、缺氧及厭氧段。反應(yīng)池各段 DO 的控制范圍為：厭氧段在 0.2mg/L 以下，缺氧段在0.2mg/L～0.5mg/L 之間，好氧段溶解氧濃度宜不小于 2mg/L。

3、MLSS MBBR 好氧區(qū)（池）污泥濃度宜控制在 3000mg/L～20000mg/L。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)料液中污泥濃度增加時(shí)，由于污泥濃度過(guò)高，污泥易在生物膜表面沉積形成厚的污泥層。但是，料液中污泥濃度也不能太低，否則污染物質(zhì)降解速率低，同時(shí)活性污泥對(duì)溶解性有機(jī)物的吸附和降解能力減弱，使得混合液上清液中溶解性有機(jī)物濃度增加。因此，應(yīng)當(dāng)維持料液中適中的污泥濃度，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使水通量減小。

4、pH值 MBBR反應(yīng)池進(jìn)水 pH 值宜為 6～9。

MBBR生化過(guò)程控制：

1、進(jìn)水水溫低于 8℃時(shí)，活性污泥的活性受到一定的影響，此時(shí)要適當(dāng)降低出水量，保證污水中有機(jī)物在反應(yīng)池內(nèi)得到充分的降解，從而確保出水水質(zhì)。

2、在氣溫發(fā)生突變的季節(jié)中尤其要注意觀察出水水質(zhì)，如出水水質(zhì)有突變時(shí)，要減少適當(dāng)出水量、增加曝氣時(shí)間。

3、正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)極力避免對(duì)微生物新陳代謝有抑制作用的消毒液、消毒劑混入生物反應(yīng)池中。防止設(shè)備中微生物的正常生物機(jī)理受到破壞，導(dǎo)致出水惡化。

4、當(dāng)污水中含有大量的合成洗滌劑或其他起泡物質(zhì)時(shí)，生物膜反應(yīng)池會(huì)出現(xiàn)大量泡沫，此時(shí)可采取噴水的方法解決，但不要向反應(yīng)池內(nèi)加入含有油性物質(zhì)的消泡劑來(lái)去除泡沫。也不可使用硅膠系列消泡劑。

六、MBBR填料的判別指標(biāo)

1、生物膜的附著性

生物膜的附著能力-評(píng)價(jià)填料優(yōu)劣的最重要指標(biāo)生物附著量=受保護(hù)的表面積(與填料的設(shè)計(jì)運(yùn)行狀態(tài)構(gòu)有關(guān))× 單位表面積的生物附著量(與填料的性能有關(guān))

2、填料表面性能

a、表面構(gòu)造:一般認(rèn)為表面粗糙度大，掛膜速度快。

b、表面電位:一般微生物帶負(fù)電荷，填料表面為正電荷適宜微生物生長(zhǎng)。

c、親水性:微生物為親水性粒子，填料親水性好適合微生物生長(zhǎng)掛膜狀態(tài)。

3、填料水力學(xué)性能

a、孔隙率:填料占用的體積，孔隙率高好。

b、形狀尺寸:影響水流、氣流的流態(tài)。

c、流化性能:與填料的密度有關(guān)。填料的密度應(yīng)為0.97-1.03，較小的曝氣或攪拌即可實(shí)現(xiàn)流化。

4、掛膜成熟判別

肉眼判斷:

生物膜均勻分布于載體表面，越靠近載體表面越致密，反之越松散，同時(shí)載體顏色變深，標(biāo)志著載體掛膜進(jìn)入了成熟期。

鏡檢判斷:

生物膜結(jié)構(gòu)致密，微生物種類多樣化，固著型纖毛蟲、鐘蟲、累枝蟲等數(shù)量居多，有少量輪蟲、游泳型纖毛蟲出現(xiàn)標(biāo)志著生物膜的成熟。

七、MBBR工藝在工程應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題

1、冬季低溫調(diào)試，填料掛膜時(shí)間需多長(zhǎng)時(shí)間？

在一個(gè)月就能夠很好的一個(gè)實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)。如果掛膜的話它實(shí)際上是一個(gè)過(guò)程，我們把掛膜分成兩個(gè)角度，第一個(gè)是我們的肉眼能看到填料上有明顯的生物膜，這個(gè)時(shí)間是需要七天；第二個(gè)就是達(dá)標(biāo)的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間在冬季的話大概就是在一個(gè)月之內(nèi)；第三個(gè)就是生物膜完全成熟的時(shí)間，這個(gè)就會(huì)比較長(zhǎng)，因?yàn)閺膶I(yè)的角度，生物膜完全成熟至少要經(jīng)歷一個(gè)冬夏的交替，它上面的菌落才能最終的實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定?？偨Y(jié)，雖說(shuō)從學(xué)術(shù)的一個(gè)角度，我們的穩(wěn)定大概就是過(guò)了一個(gè)冬夏，從我們效果的角度是在三十天之內(nèi)出水能夠達(dá)標(biāo)，從肉眼識(shí)別的角度大概在七天。

2、MBBR工藝需要另外投加生物菌劑嗎？

MBBR是在嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)是不需要投加菌劑的，那么它是通過(guò)合理的優(yōu)化參數(shù)，它是能夠去自然富集，比如說(shuō)我們的硝化細(xì)菌或者反硝化細(xì)菌，因?yàn)樗倪@種生物膜的條件就有利于相關(guān)細(xì)菌的附著，比如說(shuō)厭氨化也是，在特定的條件下有利于我們的厭氨化菌的附著，那么在特殊水質(zhì)條件下比如說(shuō)有一些難降解水質(zhì)或者水質(zhì)的來(lái)源比較單一的，有一些專性的菌劑是有特殊效果，這樣可以做菌劑的投加作為初次的接種，后續(xù)是不需投加的。概括起來(lái)說(shuō)，在生活污水條件下是不需要的，在一些特定廢水條件下，可以作為一個(gè)研究性的命題去做相關(guān)的研究。

3、MBBR需要反硝化沖洗嗎？

MBBR最大的好處，是它和傳統(tǒng)生物膜相比就是它是不需要反沖洗的，因?yàn)樗纳锬な亲詣?dòng)脫落的，從我們的研究中發(fā)現(xiàn)當(dāng)你的生物膜活性比較強(qiáng)，它的胞外聚合物的分泌物就會(huì)多，它的粘性就會(huì)強(qiáng)。那么當(dāng)它老化，胞外分泌物減少，它的粘性減弱，就會(huì)在流化的過(guò)程中自動(dòng)脫落，然后會(huì)有新的生物膜長(zhǎng)上來(lái)，所以說(shuō)它是不需要沖洗的。

4、MBBR的核心是什么？

MBBR的核心就是兩個(gè)，一個(gè)是填料，另一個(gè)是流化，填料是作為載體，現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的研究說(shuō)明它的性能有多大的影響，但它的形狀對(duì)流化是會(huì)有影響的，所以說(shuō)從國(guó)內(nèi)外看應(yīng)用最多的還是扁圓柱狀填料，那么關(guān)于填料的研究一直在繼續(xù)，大家可以去嘗試看看各種不同的填料，哪種效果最好。但是從工程化的角度看，要評(píng)價(jià)的維度比如說(shuō)性能、掛膜速度、最終穩(wěn)定效果、壽命、耐磨性等等，所以從現(xiàn)在來(lái)看，懸浮載體的核心還是在流化上。

5、MBBR系統(tǒng)的填充率問(wèn)題？

目前已經(jīng)驗(yàn)證的極限填充率是67%，在工程能做到的最大的好氧區(qū)是60%，缺氧區(qū)是50%。

6、MBBR的填料必須是改性的嗎？

我認(rèn)為填料是不需要改性的，現(xiàn)有填料是沒(méi)有問(wèn)題的，思普潤(rùn)通過(guò)眾多的工程實(shí)踐證明填料依然能夠達(dá)到很好的效果，在我眼里，填料改性還是一個(gè)研究的范疇，還到不了工程范疇。

7、水溫在3度情況下MBBR還能運(yùn)行嗎？

目前實(shí)踐過(guò)的案例在新疆地區(qū)，水溫7到8度左右是能穩(wěn)定運(yùn)行的。水溫3度在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有遇到，但是據(jù)了解國(guó)外的挪威Nordheim污水廠（它是為冬奧會(huì)服務(wù)的）的進(jìn)水是冰雪融水，水溫就是3度，經(jīng)過(guò)實(shí)踐是能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的。

8、無(wú)錫蘆村污水廠的曝氣和推流器是同時(shí)存在的嗎？

無(wú)錫蘆村污水廠中國(guó)第一家執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的水廠，也是第一家采用大型IFAS/MBBR系統(tǒng)的水廠，蘆村是循環(huán)流動(dòng)池型，它類似于傳統(tǒng)的底部曝氣氧化溝的模式，既有推流器又有曝氣，但是在安裝的時(shí)候推流器附近不能有曝氣。

9、填料會(huì)不會(huì)容易產(chǎn)生污泥膨脹？

污泥膨脹形成的原因主要是絲狀菌，那么從國(guó)外的報(bào)道顯示，填料有助于削弱污泥膨脹，因?yàn)樗軌蛟谖勰嘞到y(tǒng)中把“綿長(zhǎng)狀”的絲狀菌給打碎，如果是正常污泥絮體，而污泥絮體的尺寸遠(yuǎn)小于填料的尺寸，它不會(huì)打碎污泥，所以從國(guó)外的研究看MBBR是有利于提高污泥沉降性的，而從我們的工程實(shí)踐上看也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)采用MBBR的系統(tǒng)有明顯污泥膨脹的特點(diǎn)。

八、MBBR、MBR、FBR的區(qū)別

MBBR 是移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器的縮寫，它使用自由漂浮的塑料膜介質(zhì)使微生物進(jìn)行附著生長(zhǎng)。其中的塑料薄膜介質(zhì)需要保持懸浮狀態(tài)，所以材料需要密度接近于水的密度，并持續(xù)曝氣使污染物與附著的生物膜之間的良好接觸，從而有效去除BOD。

MBBR的特點(diǎn)：

1、建造簡(jiǎn)單、操作方便。

2、有機(jī)物去除效率高，脫氮除磷效果好。

3、不易堵塞，無(wú)需定期反沖洗。

4、處理結(jié)束后需要沉淀過(guò)程。

MBR 代表膜生物反應(yīng)器，是一種將離子交換膜技術(shù)與活性污泥相結(jié)合的工藝。大部分的膜生物反應(yīng)器是浸沒(méi)在污水中，通過(guò)附著生長(zhǎng)在膜表面的微生物處理污水中的有機(jī)物。

MBR的特點(diǎn)：

1、能夠在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低（理論上可以實(shí)現(xiàn)零污泥排放），降低了污泥處理費(fèi)用。

2、反應(yīng)器內(nèi)能維持高M(jìn)LSS濃度，處理裝置容積負(fù)荷高，從而減少占地面積。

3、高微生物量需要足夠的曝氣量，因此運(yùn)營(yíng)能耗也更高。

4、容易造成膜污染，需要定期進(jìn)行膜清洗或反沖洗。

FBR 固定床生物膜反應(yīng)器，它的工作原理與MBBR相似，區(qū)別在于生物膜附著在固定的固體物料塊上。在固體物料塊下方進(jìn)行曝氣為生物膜提供生長(zhǎng)所需的氧氣，并控制膜塊的清洗。

FBR的特點(diǎn)：

1、能適應(yīng)進(jìn)水水量、有機(jī)物含量變化較大的廢水。

2、比MBBR操作更方便，能耗更低（因?yàn)橹苯釉诘撞科貧猓?/span>

三種工藝優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表：

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來(lái)自：時(shí)間變成水 > 《水、土治理》

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