MBBR填料及mbbr工藝影響因素分析

1、MBBR填料及mbbr工藝影響因素分析MBBR 填料及 mbbr 藝影響因素分析1、mbbr 填料對(duì) MBBR 法的影響MBBR 法的技術(shù)關(guān)鍵在于比重接近于水、輕微攪拌下易于隨水自山運(yùn)動(dòng)的生物 mbbr 填料。通常 mbbr 填料山聚乙烯塑料或聚丙烯制成，每一個(gè)載體的外形為直徑 10mm、高 8mm的小圓柱體，圓柱體中有十字支撐，外壁有突出的豎條狀鰭翅，mbbr 懸浮填料中空部分占整個(gè)體積的 0. 95,即在一個(gè)充滿水和 mbbr 懸浮生物填料的容 器中，每一個(gè) mbbr 填料中水占的體積為 95%?？紤]到 mbbr 填料旋轉(zhuǎn)以及總?cè)萜魅?積，流化床填料的填充比被定義為載體所占空問的比例，為了

2、達(dá)到最好的混合效 果，mbbr 填料的填充比最大為 0.7。理論上流化床填料總的比表面積是按照每一單 位體積生物載體比表面積的數(shù)量來定義的，一般為 700m2/m3o 當(dāng)生物膜在載體內(nèi) 部生長時(shí)，實(shí)際有效利用的比表面積約為500m2/m3o此類型的生物流化床填料有利于微生物在懸浮填料內(nèi)側(cè)附著生長， 形成較穩(wěn)定 的生物膜，并且容易形成流化狀態(tài)。當(dāng)預(yù)處理要求較低或污水中含有大量纖維物質(zhì) 時(shí)，例如在市政污水處理中不采用初沉池或者在處理含有大量纖維的造紙廢水時(shí)， 采用比表面積較小、尺寸較大的 mbbr 生物填料，當(dāng)已有較好的預(yù)處理或用于硝化 時(shí)，采用比表面積大的流化床生物填料。2、溶解氧(D0)對(duì) M

3、BBR 法的影響王學(xué)江等對(duì)D0在MBBR中同步硝化一反硝化生物脫氮過程中的影響機(jī)理進(jìn)行了 詳細(xì)分析， 認(rèn)為 D0 濃度是影響同步硝化一反硝化的一個(gè)主要的限制因素。 通過對(duì) D0 濃度的控制，可使生物膜的不同部位形成好氧區(qū)或缺氧區(qū)，這樣便具有了實(shí)現(xiàn) 同步硝化一反硝化的物理?xiàng)l件。從理論上講，當(dāng) D0 質(zhì)量濃度過于高時(shí)，D0 能穿透 到生物膜內(nèi)部，使其內(nèi)部難以形成缺氧區(qū)，大量的氨氮被氧化為硝酸鹽和亞硝酸 鹽，使得出水 T仍然很高;反之，如果DO 濃度很低，就會(huì)造成生物膜內(nèi)部很大比 例的厭氧區(qū)，生物膜反硝化能力增強(qiáng)(出水硝氮和亞硝氮濃度都很低)，但山于 DO 供應(yīng)不足，MBBR 工藝硝化效果下降，使得

4、出水氨氮濃度上升，從而導(dǎo)致出水 T上升，影響最終的處理效果。通過研究最終得出了 MBBR 法處 理城市生活污水 DO 的一個(gè)最佳值：當(dāng) DO 質(zhì)量濃度在 2mg./L 以上時(shí)，DO 對(duì) MBBR 硝 化效果的影響不大，氨氮的去除率可達(dá) 97%-99%,出水氨氮都能保持在 1. Omg./L 以 下;DO 質(zhì)量濃度在1. Omg/L 左右時(shí)，氨氮的去除率在 84%左右，出水氨氮濃度有明 顯上升。另外，曝氣池內(nèi) DO 也不宜過高，溶解氧過高能夠?qū)е掠袡C(jī)污染物分解過 快，從而使微生物缺乏營養(yǎng)，活性污泥易于老化，結(jié)構(gòu)松散。此外，DO 過高，過 量耗能，在經(jīng)濟(jì)上也是不適宜的。因?yàn)?MBBR 法主要是通過

5、 mbbr 懸浮填料來實(shí)現(xiàn)最終的污水處理，所以 DO 對(duì) mbbr 懸浮填料的影響也是影響整個(gè)處理結(jié)果的關(guān)鍵。 曹占平等對(duì)MBBR 法充氧能力 進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明反應(yīng)器的充氧能力在一定范圍內(nèi)隨著懸浮填料填充率的 增大而增大。在曝氣的作用下，水隨填料一起流化，水流紊動(dòng)程度較無填料時(shí)大， 加速了氣液界面的更新和氧的轉(zhuǎn)移，使氧的轉(zhuǎn)移速率提高。隨著填料數(shù)量的增多， 填料、氣流和水流三者之間的這種切割作用和紊動(dòng)作用不斷加強(qiáng)。但加入填料量為 60%時(shí)，mbbr 填料在水中的流化效果變差，水體紊動(dòng)程度也降低，使得氧的傳遞速 率下降，氧的利用率降低。所以針對(duì)不同類型的水質(zhì)，控制好 DO 的量對(duì)整個(gè)工藝

6、最終的處理結(jié)果是至關(guān)重要的。3、水力停留時(shí)間對(duì) MBBR 工藝的影響合適的水力停留時(shí)間(HRT)是確保凈化效果和工程投資經(jīng)濟(jì)性的重要控制因 素。水力停留時(shí)間的長短將直接影響到水中有機(jī)物與生物膜的接觸時(shí)間，進(jìn)而影響 微生物對(duì)有機(jī)物的吸附和降解效率， 所以針對(duì)不同的污水類型找出經(jīng)濟(jì)而合理的 HRT 是非常關(guān)鍵的問題之一。國內(nèi)外對(duì) HRT 的研究并沒有局限于研究 HRT 本身的影 響，而是通過實(shí)驗(yàn)去宏觀把握。SHHosseini 等副在用 MBBR 法對(duì)含酚類工業(yè)廢水進(jìn) 行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明：在一般情況下，隨著 HRT 的逐漸延長，出水 COD 濃度會(huì) 逐漸降低。但同時(shí)他也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更重要的影響因

7、素，即廢水中酚類物質(zhì)的 COD 濃 度與總的 COD 濃度的比值（CODph/CODtot）,當(dāng)這一比值達(dá)到 0. 6（即 CODDph 的濃度為480mg/L）時(shí)，COD 的去除效率最高并不受水力停留時(shí)間的影響。國內(nèi)的實(shí)驗(yàn)大多 認(rèn)為出水 COD 平均濃度隨著水力停留時(shí)間的延長而降低，若要縮短水力停留時(shí)間可 通過加大流化床填料的投加比例（高達(dá) 70%）來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)出水水質(zhì)要求不高時(shí)可減 少填料的投加比例引。另外還有試驗(yàn)結(jié)果表明：在中低氨氮負(fù)荷條件下，隨 HRT 的 減少，氨氮填料表面負(fù)荷逐步升高，同時(shí)去除率維持原有水平或有一定增長； 當(dāng)氨氮負(fù)荷升至高水平后， 隨著 HRT 的減少，氨氮去除率逐

8、步降低。這些針對(duì) HRT 的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果為今后 MBBR 法的推 廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，但同時(shí)也有許多需要改進(jìn)之處，比如試驗(yàn)只是單純的考慮 HRT 本身的影響，沒有把其他因素與HRT的關(guān)系有機(jī)的結(jié)合起來， 而SHHosseini等在 酚類廢水處理的研究中將HRT和其他因素有機(jī)的結(jié)合起來進(jìn)行探討，不僅找到實(shí)驗(yàn) 最重要的影響因素，同時(shí)實(shí)驗(yàn)過程中各因素之間的相互影響、相互制約關(guān)系也得到 了很好地體現(xiàn)。所以針對(duì)影響因素的研究我們需要更全面更綜合的考慮。4、水溫對(duì) MBBR 法的影響在影響微生物生理活動(dòng)的各項(xiàng)因素中，溫度的作用非常重要。溫度適宜，能夠 促進(jìn)、強(qiáng)化微生物的生理活動(dòng);溫度不適宜，能夠減弱其至破壞

9、微生物的生理活 動(dòng)。溫度不適宜還能夠?qū)е挛⑸镄螒B(tài)和生理特性的改變，甚至可能使微生物死 亡。而微生物的最適溫度是指在這一溫度條件下，微生物的生理活動(dòng)強(qiáng)勁、旺盛， 表現(xiàn)在增殖方面則是裂殖速度快、世代時(shí)間短。MBBR 法主要是通過生物膜中各種 類型微生物的新陳代謝來達(dá)到對(duì)污水中有機(jī)污染物的降解，所以生物膜生長的好壞 將直接關(guān)系到廢水處理的最終結(jié)果，尤其對(duì)于硝化菌、反硝化菌而言，它們的生長 周期長，且對(duì)環(huán)境的變化非常敬感，硝化菌的適宜溫度是 20?-30?,反硝化菌的適 宜溫度是 20?-40?,溫度低于 13?時(shí)，這兩類細(xì)菌的活性均降低，5、C 是完全停 止，所以溫度的變化將直接影響這類細(xì)菌的生長

10、。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氨氮填料表 面負(fù)荷的變化基本與水溫的變化趨勢一致。水溫低時(shí) mbbr 填料表面負(fù)荷低，水溫 高時(shí)填料表面負(fù)荷約達(dá)到水溫低時(shí)的 15 倍。山此可見，硝化細(xì)菌受溫度影響大， 低溫條件下活性較弱。5 pH 值對(duì) MBBR 法的影響微生物的生理活動(dòng)與環(huán)境的酸堿度密切相關(guān)，只有在適宜的酸堿度條件下，微 生物才能進(jìn)行正常的生理活動(dòng)。pH 值過大的偏離適宜數(shù)值，微生物的酶系統(tǒng)的催 化功能就會(huì)減弱，其至消失。不同種屬的微生物生理活動(dòng)適應(yīng)的 pH 值，都有一定 的范圍，在這一范圍內(nèi)，還可分為最低 pH 值、最適 pH 值和最高 pH 值。在最低或 最高的 pH 環(huán)境中，微生物雖然能夠成活，但

11、生理活動(dòng)微弱，易于死亡，增殖速率 大為降低。參與污水生物處理的微生物，一般最佳的 pH 值范圍，介于6. 5-8. 5 之間。MBBR 法作為生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的工藝，同樣依賴于 微生物的生長以達(dá)到有機(jī)物降解的 LI 的。所以保持微生物最佳 pH 范用是取得良好 污水處理效果的必要條件，當(dāng)污水（特別是工業(yè)廢水）的 pH 值變化較大時(shí)，需要考 慮設(shè)調(diào)節(jié)池，使污水的 pH 值調(diào)節(jié)到適宜范圍后再進(jìn)行曝氣。6、其他因素對(duì) MBBR 法的影響根據(jù)每一個(gè)具體試驗(yàn)條件的不同，還會(huì)有許多不同的影響因素。如氣水比一般 控制在（3、4）,這樣的氣量能使反應(yīng)器中的流化床填料均勻地循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)起來；濁度大使得某些

12、懸浮物容易濁度也需要控制在一定范圍內(nèi)，相關(guān)研究結(jié)果表明: 覆蓋在生物膜的表面，阻礙生物氧化作用的進(jìn)行，導(dǎo)致處理效率大幅下降，同 時(shí)還容易造成流化床填料堵塞，另外整個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)進(jìn)水濁度和出水濁度進(jìn)行了檢測， 進(jìn)水濁度為 17.6-160XTU,出水濁度為 18. 1-142NTU,結(jié)果發(fā)現(xiàn)中試裝置對(duì)濁度基 本沒有去除效果，出水濁度隨著進(jìn)水濁度的變化而變化，所以我們需要嚴(yán)格控制好 進(jìn)水濁度的量;COD 容積負(fù)荷對(duì)去除率也有很大的影響，研究表明 COD 容積負(fù)荷為 0. 48-2. 93kg/(m3?d)的范圍內(nèi)對(duì)COD 的去除率基本穩(wěn)定在 60%-80%o 在相同的水力 停留時(shí)間下 COD 的去除率隨負(fù)荷呈正比增加趨勢，這是因?yàn)楫?dāng)進(jìn)水 COD 濃度較低時(shí) 微生物降解有機(jī)物的速率也較小，其降解能力不能充分發(fā)揮，當(dāng)進(jìn)水 COD 濃度增大 時(shí)促進(jìn)了生物膜微生物的生長，提高了降