MBBR的原理和優(yōu)缺點(diǎn)及掛膜性能判斷!
一、MBBR工藝的原理和特點(diǎn)
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(diǎn),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(diǎn)
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(yùn)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(diǎn)。
(1)填料特點(diǎn)
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(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(shí)際工程設(shè)計(jì)時應(yīng)通過大量試驗(yàn)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(shí)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(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(shí)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(diǎn),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(shí)驗(yàn)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(fèi)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(yàn)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(bào)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(yùn)行管理費(fèi)用相對提高。
從經(jīng)濟(jì)、實(shí)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(diǎn);在結(jié)構(gòu)方面,設(shè)計(jì)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(diǎn)。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(diǎn),使懸浮填料能更廣泛地應(yīng)用到污水處理中。西安水處理設(shè)備,西安去離子水設(shè)備。醫(yī)用GMP純化水設(shè)備 。
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