MBBR的原理和優(yōu)缺點及掛膜性能判斷！
【蘭州純水設(shè)備http://www.bc-shanghai.cn】MBBR工藝原理是運用生物膜法的基本原理，通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好氧菌，這樣每個載體都為一個微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時存在，從而提高了處理效果。
一、MBBR工藝的原理和特點
1、MBBR工藝的原理
MBBR工藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水純水設(shè)備，所以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個載體都為一個微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時存在，從而提高了處理效果。
MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點，是一種新型高效的污水處理方法，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài), 進(jìn)而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，這就使得移動床生物膜使用了整個反應(yīng)器空間，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，使之揚(yáng)長避短，相互補(bǔ)充。與以往的填料不同的是，懸浮填料能與污水頻繁多次接觸因而被稱為“移動的生物膜”。
2、MBBR的優(yōu)點
與活性污泥法和固定填料生物膜法相比，MBBR既具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活性，又具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負(fù)荷、泥齡長、剩余污泥少的特點。
(1)填料特點
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)良好的脫氮能力
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)能夠在一個反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生，對氨氮的去除具有良好的效果。
(3)去除有機(jī)物效果好
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。提高了對有機(jī)物的處理效率，同時耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
(4)易于維護(hù)管理
曝氣池內(nèi)無需設(shè)置填料支架，對填料以及池底的曝氣裝置的維護(hù)方便，同時能夠節(jié)省投資及占地面積。
3、MMBR缺點
(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)象純水設(shè)備，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。實際工程中，當(dāng)單個反應(yīng)器的長深比為0.5左右且長度不大于3m時有利于填料完全移動。在實際工程設(shè)計時應(yīng)通過大量試驗來優(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MBBR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。在實際工程中，可以設(shè)置活動?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。
二、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-評價填料優(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)計運行狀態(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、填料性能
填料性能-評價填料生物附著量的最重要指標(biāo)
(1)填料表面性能
1、表面構(gòu)造:一般認(rèn)為表面粗糙度大，掛膜速度快。
2、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。
3、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掛膜狀態(tài)。
(2)水力學(xué)性能
1、孔隙率:填料占用的體積，孔隙率高好。
2、形狀尺寸:影響水流、氣流的流態(tài)。
(3)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現(xiàn)流化。
3、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。
二、MBBR的研究現(xiàn)狀
MBBR是在20世紀(jì)90年代中期得到開發(fā)和應(yīng)用的，其兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點，是一種新型高效的污水處理方法。迄今為止，國外已應(yīng)用MBBR進(jìn)行處理生活污水、工業(yè)廢水的小試、中試及生產(chǎn)性實驗研究，均取得了較好的效果。其中，美國的Captor工藝和德國的Linpor工藝是目前兩種比較成熟的多孔懸浮載體系統(tǒng)。在完全混合反應(yīng)器中加入聚氨酯泡沫塊供微生物附著生長，用于處理城市生活污水，研究了其對BOD的去除和硝化作用。
結(jié)果表明，硝化細(xì)菌優(yōu)先附著生長在載體上，硝化活性達(dá)0.33mgN/h·塊載體(載體體積為8cm3/塊)，在4h內(nèi)，BOD可完全去除，并繼而發(fā)生硝化作用，硝化作用可在10h內(nèi)完成。在過去的10年中，移動床生物膜技術(shù)在挪威得到了發(fā)展水處理設(shè)備，現(xiàn)已有100多個基于此技術(shù)的污水處理廠在17個國家中投入使用或在建造之中，它們主要用于去除市政污水或工業(yè)廢水中的有機(jī)物及氨氮。
微生物賴以棲息的新型載體的研制開發(fā)是移動生物膜法處理廢水的關(guān)鍵技術(shù)之一，其性能直接影響著污水的處理效果和投資費用。科研工作者以改進(jìn)填料為突破口，不斷推動移動生物膜法的發(fā)展。目前的懸浮填料大多是由聚乙烯、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，長了生物膜以后，在正常的曝氣強(qiáng)度下極易達(dá)到全池流化翻動。懸浮填料的形狀通常為球狀、圓筒狀或粒狀純水設(shè)備，一般認(rèn)為球狀有良好的水力學(xué)特性，是最理想的形狀。但受到生產(chǎn)技術(shù)的限制，有時將材料作成球狀很困難;而圓筒狀填料當(dāng)其長徑比為1時接近于球狀，因此懸浮填料一般選擇圓筒狀。另外，填充在生物膜反應(yīng)器的填料的比表面積多在100～500m2/m3之間。由聚乙烯制成的懸浮填料分兩種：一種為φ10×7(mm)、比表面積為335m2/m3，另一種為φ15×15(mm)、比表面積為235m2/m3;由聚丙烯制成的懸浮填料，密度為0.94g/cm3，形狀為有波紋的圓柱體，尺寸為φ15～20(mm)×20～30(mm)。
近年來，我國不少學(xué)者也進(jìn)行了MBBR工藝的研究，但大多仍處于試驗性研究階段。其關(guān)鍵技術(shù)在于對懸浮填料的研究，如同濟(jì)大學(xué)的專利產(chǎn)品為φ50×50(mm)的圓筒狀懸浮填料，比表面積為278m2/m3，材料為改性的聚乙烯;李峰報道的懸浮填料由聚丙烯塑料制成，為φ50×50(mm)的圓筒狀，比表面積為350m2/m3。一般來說，國內(nèi)使用的載體外形尺寸比國外的要大，這主要是受整個工藝和出水格柵的限制。
總體而言，我國目前對懸浮填料的研究才剛剛起步，新型懸浮填料在我國污水處理工程中的應(yīng)用具有廣泛的發(fā)展空間。目前，國內(nèi)常用的填料有蜂窩填料、軟性填料、半軟性填料及復(fù)合填料等固定型填料純水設(shè)備，但這些填料在使用中常會遇到堵塞、結(jié)團(tuán)、布?xì)獠妓痪鶆虻葐栴}，影響了生物處理效果。另外，上述填料均需安裝在輔助支架上，這就給填料的安裝、更換等造成諸多不便，使工程投資和運行管理費用相對提高。
從經(jīng)濟(jì)、實用、高效的角度出發(fā)，高性能的新型填料在材質(zhì)方面，應(yīng)具有價格低廉、使用壽命長、易掛膜等特點;在結(jié)構(gòu)方面，設(shè)計的比表面積應(yīng)盡可能地大，并可以制造一些功能區(qū)，適應(yīng)不同要求的厭氧、好氧微生物的生長，又兼顧易脫膜的特點。同時，應(yīng)盡可能地降低懸浮填料的造價，最大程度發(fā)揮其優(yōu)點，使懸浮填料能更廣泛地應(yīng)用到污水處理中。本文由皙全蘭州水處理設(shè)備網(wǎng)提供任何人和單位不得轉(zhuǎn)載盜用。
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