mbbr工藝簡介

1、1流動(dòng)床流動(dòng)床TMTM生物膜反應(yīng)器生物膜反應(yīng)器(MBBRMBBRTMTM)工藝及在市政污水處理中的應(yīng)用工藝及在市政污水處理中的應(yīng)用MovingBedTMBiofilmReact(MBBRTM)ProcessitsApplicationinMunicipalWastewaterTreatment1廖足良(ZuliangLiao)AnoxKaldnesAS，P.O.Box20113103TnsbergNway挪威2喻培潔(PiaWeler)

2、AnoxKaldnesAB，22647LundSweden瑞典Hallvarddegaard(哈爾瓦˙歐德格)挪威科技大學(xué)水與環(huán)境工程系，7491TrondheimNway挪威摘要流動(dòng)床TM生物膜反應(yīng)器(MBBRTM)工藝基于生物膜工藝的基本原理，又利用活性污泥工藝中生物量懸浮生長的特性。本文試圖總結(jié)該工藝的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，總結(jié)該工藝在市政污水處理中去除有機(jī)物和脫氮除磷方面的研究和工程應(yīng)用。1簡介生物膜廣泛存在于自然界和人類活動(dòng)中。例如

3、，自然界中，土壤中的微生物吸附在土壤顆粒表面，形成生物膜，當(dāng)從土壤的空隙流過的水中污染物(或基質(zhì))與土壤表面的生物膜接觸，污染物被生物降解，因而污水被凈化。生物膜一般具有很長的固體停留時(shí)間(SRT)。這有利于在不斷的液流流過和基質(zhì)利用過程中形成較為致密又布滿孔隙的生物膜的微型空間結(jié)構(gòu)。盡管生物膜的致密程度由于各方面因素(液流流速，基質(zhì)濃度，供氧狀態(tài)等)不同而異，其共同的非整形(FRACTAL)結(jié)構(gòu)特征已被廣泛認(rèn)同。非整形的空隙孔徑分布使

4、得不同顆粒粒徑的污染物(基質(zhì))都能夠被生物膜通過不同的途經(jīng)被捕獲和生物降解。生物分解的產(chǎn)物也通過空隙傳輸?shù)缴锬ひ酝?，進(jìn)入水流中。當(dāng)生物膜厚度達(dá)到基質(zhì)難以進(jìn)入最內(nèi)層時(shí)，營養(yǎng)不足將導(dǎo)致生物膜本身被內(nèi)源分解。這樣，生物膜的厚度將隨其生長的外部條件的變化而變化，并處于動(dòng)態(tài)平衡。由于單位體積的生物膜量很大，生物反應(yīng)器容積則可以很小，達(dá)到高效緊湊的工藝流程目標(biāo)。然而，在自然界的生物膜和固定式生物膜反應(yīng)器中，被處理的污染物不很容易擴(kuò)散到生物膜的內(nèi)部

5、，在好氧狀態(tài)，氧分子也不很容易均勻擴(kuò)散到生物膜內(nèi)。同時(shí)，老化的生物膜和生物降解產(chǎn)物也不易于傳送到生物膜外。這樣，固定式生物膜反應(yīng)器在理論上的優(yōu)越性并沒有得到充分的發(fā)揮。加上采用的掛膜材料(生物填料)可能易于變形和垮塌，使固定式生物膜反應(yīng)器的應(yīng)用受到很大的影響。生物流化床工藝?yán)昧骰念w粒填料，很好地解決了脫落的生物膜堵塞反應(yīng)器的問題。流化床中采用的填料是顆粒填料，如砂，或其他人工燒結(jié)的以黏土為骨料的輕質(zhì)填料。粒徑小的顆粒填料雖易于流化，

6、也易于被水流帶走，顆粒大的填料不易于流化，需要很高的流化速度。為使填料保留在反應(yīng)器中，適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)措施(如斜板)是必要的。為達(dá)到流化的目的，流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必然較為復(fù)雜。當(dāng)流化速度大時(shí)，生物膜不易于附著在顆粒填料表面，所以，顆粒填料的巨大表面積并沒有得到充分利用。多孔型輕質(zhì)填料雖然使有效表面積增加，但并不能根本改變這一局面。此外，當(dāng)采用好氧生物流化床時(shí)，曝氣充氧不易于與流化過程結(jié)合起來?；钚晕勰喾ㄔ诙兰o(jì)初應(yīng)用于污水處理以來得到很

7、大的發(fā)展，主要是由于其系統(tǒng)相對(duì)簡單，處理效果在系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定情況下比較好。但長期以來，活性污泥經(jīng)受負(fù)荷沖擊，溫度變化(特別是低溫)，毒性影響，污泥膨脹的脆弱性困擾。污泥流失和系統(tǒng)效率低下是許多污水處理廠經(jīng)常面對(duì)的問題。一種能結(jié)合生物膜法的較高的污泥濃度，長泥齡和不需污泥回流，以及活性污泥法的無堵塞和配水及混合均勻的特點(diǎn)的生物處理工藝將使生物處理變得高效，穩(wěn)定，和容易維護(hù)管理。流動(dòng)床TM生物膜反應(yīng)器(MBBRTM)工藝很好地反映了這樣的要求

8、。由AnoxKaldnes集團(tuán)完成的采用MBBRTM工藝的市政和工業(yè)污水處理項(xiàng)目已達(dá)350多個(gè)，廣泛應(yīng)用于包括中國在內(nèi)的全球43個(gè)國家。2流動(dòng)床TM生物膜反應(yīng)器工藝的基本原理和工藝特點(diǎn)323工藝基本物理要素流動(dòng)床TM生物膜工藝的基本物理要素包括：生物填料；曝氣系統(tǒng)或攪拌器系統(tǒng)；出水裝置；池體。圖2所示為工藝基本物理要素示意圖。生物填料：針對(duì)不同性質(zhì)的污水及出水排放標(biāo)準(zhǔn)，我們開發(fā)了一系列不同的生物填料，比表面積界于2001200平方立方(

9、如K1，K3，NATRIX，BIOFILMCHIP等)，以適用各種處理要求。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)，采用比表面積較小的尺寸較大的生物填料，比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)。當(dāng)已有較好的預(yù)處理，或用于硝化時(shí)，采用比表面積大的生物填料。生物填料由塑料制成。填料的比重界于0.961.30之間。曝氣系統(tǒng)：由于生物填料在生物池中的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不斷地阻擋和破碎上升的氣泡，曝氣系統(tǒng)只需采用開

10、有中小孔徑的多孔管系中小孔徑的多孔管系，這樣，不存在微孔曝氣中常有的堵塞問題和較高的維護(hù)要求。曝氣系統(tǒng)要求達(dá)到布?xì)饩鶆?，供氣量由設(shè)計(jì)而定，并可以控制。攪拌器系統(tǒng)：厭氧反應(yīng)池中采用香蕉型葉片的潛水?dāng)嚢杵?。在均勻而慢速攪拌下，生物填料和水體產(chǎn)生回旋水流狀態(tài)，達(dá)到均勻混合的目的。攪拌器的安裝位置和角度可以調(diào)節(jié)，達(dá)到理想的流態(tài)。生物填料不會(huì)在攪拌過程中受到損壞。出水裝置：出水裝置要求達(dá)到把生物填料保持在生物池中，其孔徑大小由生物填料的外形尺寸而

11、定。出水裝置的形狀有多孔平板式或纏繞焊接管式(垂直或水平方向)。出水面積取決于不同孔徑的單位出流負(fù)荷。出水裝置沒有可動(dòng)部件，不易磨損。池體：池體的形狀規(guī)則與否，深淺以及三個(gè)尺度方向的比例基本不影響生物處理的效果，可以根據(jù)具體情況靈活選擇。攪拌器系統(tǒng)的布置也需根據(jù)池型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。池體的材料不限。在需要的時(shí)候，池體可以加蓋并留有觀察窗口。填料好氧反應(yīng)池厭氧反應(yīng)池出水裝置本圖僅為示意圖流程選擇取決于污水性質(zhì)和處理要求填料好氧反應(yīng)池厭氧反應(yīng)池

12、出水裝置填料好氧反應(yīng)池厭氧反應(yīng)池出水裝置本圖僅為示意圖流程選擇取決于污水性質(zhì)和處理要求圖2流動(dòng)床生物膜工藝的基本物理要素：生物填料，曝氣系統(tǒng)，攪拌系統(tǒng)，出水裝置，池體3流動(dòng)床TM生物膜反應(yīng)器工藝的常用流程污水生物處理的目標(biāo)包括去除有機(jī)物，生物脫氮和除磷。去除有機(jī)物的工藝流程相對(duì)簡單一些，而脫氮除磷工藝則較為復(fù)雜。31去除有機(jī)物工藝流程一般而言，去除有機(jī)物工藝流程較為簡單。對(duì)于一般二級(jí)生物處理，出水BOD要求為25毫克升時(shí)，一般采用兩級(jí)流