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MBBR工艺的工作原理及应用特点

北极星环保网来源:水务大世界2019/11/21 9:39:52我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:MBBR工艺 脱氮除磷 活性污泥

北极星环保网讯:移动床生物膜工艺(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)已在世界上很多国家建成了数千套污(废)水处理设施,取得了良好的处理效果。MBBR工艺运用生物膜法的基本原理、同时结合活性污泥法的优点,以悬浮填料作为微生物生长的载体,通过悬浮填料在二级生化池中的充分流化,实现污水的高效处理。

一、工作原理

移动床生物膜工艺(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)需要具有比重接近于水,有效比表面积大,适合微生物附着生长等特点的悬浮填料,目前国内已经有多家设备厂商开发成功,我国也颁布了相应的行业规范。悬浮填料在生化池中轻微搅拌即可悬浮起来,易于随水自由运动,能够很好的形成流化状态。

在好氧条件下,曝气充氧时产生的空气泡上升浮力能够推动填料和周围的水体流动,当气流穿过水流和填料空隙时又被填料阻滞,并被分割成小气泡。

在这样的过程中,填料被充分地搅拌并与水流混合,而空气流又被充分地分割成细小的气泡,增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。在厌氧条件下,水流和填料在潜水搅拌器的作用下充分流化起来,达到生物膜和被处理的污染物充分接触而降解的目的。

MBBR工艺的核心是实现悬浮载体填料的充分流化,以达到强化处理污染物的目的。在MBBR工艺的实际应用上,需要考虑的因素主要有生化池池型、悬浮填料投加量、曝气系统、拦截筛网、推进器等。

在曝气区内生物填料的流化是系统实现良好处理功能的关键。其主要依靠生化池的好氧区曝气系统来实现。在好氧区中适当的曝气系统能够确保生物载体流化填料的流化效果,保证流化填料在水体中做上下、前后的流动,使填料与污水进行充分的混合、碰撞、接触,有效完成污染物、水、气三向的接触、交换、吸附等过程。

填料比重一般选择为0.94-0.97,在培菌期间,填料表面会慢慢附着大量的生物膜,附着量越大,比重逐渐增加,当填料上生物膜到一定厚度时,其比重大于1,填料从非曝气区下沉到水池底部,曝气区底部的冲击力最强,能迅速冲洗掉填料上的残余生物膜,脱膜后的填料比重也随之降低到1以下,并在曝气区上升。

根据挂膜前后的比重变化特点,填料可以随水流在曝气区和非曝气区翻腾,从而交替完成了生物膜的生长和脱落过程,保证生物膜的数量稳定性和活性,使工艺运行较稳定。为了防止流化悬浮填料随混合液进入下一个环节,在好氧区内适当位置设计采用筛网进行简单拦截和分隔。筛网材质选用不锈钢,型式与悬浮填料配套。

MBBR工艺特点主要有如下几方面:

1.可强化脱氮除磷

采用活性污泥-悬浮填料复合工艺,可实现同一反应器内不同功能微生物的污泥龄分离。脱氮菌群(硝化菌群)一般为长泥龄细菌,需较长泥龄(15-25d);除磷菌群(聚磷菌)一般为短泥龄细菌,需较短泥龄(3-7d);泥龄过长,易导致微生物活性较差处理负荷降低、老化难以聚集降低沉降性能等,实际传统脱氮除磷工艺在污泥龄上存在不可调和的矛盾。

复合工艺由于生物填料的投加,为硝化细菌的生长提供了载体,延长其污泥龄,提高脱氮效果;同时控制活性污泥体系为短泥龄,可增强除磷效果;泥-膜在曝气及水流带动下充分流化,促进生物膜更新,防止泥龄过长、污泥老化处理性能下降;冬季水温较低、活性污泥系统不利于硝化菌群生长时,脱落生物膜对活性污泥起到持续接种作用,维持系统硝化性能不下降。

2. 抗冲击负荷能力强,处理效果好

冲击负荷主要表现为常规污染物水质冲击、毒害污染物水质冲击和水量冲击,本质是单位时间内单位表面积微生物所承载的污染物量的变化对处理效果的影响。MBBR工艺填料区污泥龄长,增大微生物种群的丰度,有利于难降解有机物的处理。

低温、高盐、低基质等恶劣水质条件下,MBBR长泥龄及局部存在好氧、缺氧微环境,有利于其对于恶劣水质条件下,适应微生物的筛选与富集,利于驯化嗜冷菌、耐高盐菌等的富集。

生物膜传质比活性污泥慢,同样生物降解产生的热量与水体交换较慢,提高微生物的局部环境温度,有利于细菌活性的维系,宏观表现出MBBR对于低温、高盐、低基质等恶劣水质条件下,仍有较好的处理效果。

3.活性污泥不易膨胀

采用纯MBBR系统,因为为纯膜法,无污泥膨胀问题;采用活性污泥-悬浮填料复合工艺时,由于老化脱落的生物膜无机质比例较高,密度大易于沉降;且生物膜胞外聚合物比活性污泥更多,具有接触絮凝效果,提高污泥聚集性能,提高污泥沉降性能。

剩余污泥产量较低,节约污泥处置费用生物膜法的污泥产率仅为活性污泥工艺的一半,采用MBBR工艺可显著降低剩余污泥产量,且污泥沉降性能的提升,易于降低污泥含水率,可节约污泥处置费用。

延伸阅读:

关于MBBR的工艺特点及填料性能的判别指标!

MBBR在准IV类提标改造中的应用与思考

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