這是我見過解讀MBBR最詳細的文章

時間變成水 2020-09-09

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作者｜輪蟲

MBBR是水處理領域的熱門工藝，對于從事水處理的工程人員，不可不知、不可不懂。本文針對MBBR工藝展開，內(nèi)容干貨、全面，主要包含以下八個部分內(nèi)容：

一、MBBR工藝的原理
二、MBBR工藝的特點
三、MBBR工藝的適用范圍
四、MBBR工藝在市政污水處理中的優(yōu)勢
五、MBBR工藝的影響因素控制和過程控制
六、MBBR填料的判別指標
七、MBBR工藝在工程應用中的常見問題
八、MBBR、MBR、FBR的區(qū)別

一、MBBR工藝的原理

二、MBBR工藝的特點

MBBR工藝的優(yōu)點：

1、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，不結團、不堵塞、脫膜容易。

2、因填料、水都是運動的，故氣、水、固相之間的傳質(zhì)較好，填料上生物膜的活性較高，提高了系統(tǒng)的有機負荷和效率，出水水質(zhì)穩(wěn)定。

3、MBBR的應用比較靈活，反應器形狀多種多樣，結構緊湊，占地面積小，在相同負荷條件下只需普通氧化池20%的容積。

4、水頭損失小，能耗低，運行簡單，操作管理方便。

5、微生物附著在載體上隨水流流動所以不需要污泥回流或循環(huán)反沖洗。

6、生物膜自然脫落，不會引起堵塞。

MBBR工藝的缺點：

1、反應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，需改進曝氣管路的布置以及反應器的結構。反應器的結構在很大程度上決定了它的水力特性。

實際工程中，當單個反應器的長深比為0.5左右且長度不大于3m時有利于填料完全移動。在實際工程設計時應通過大量試驗來優(yōu)化反應器的構造和水力特性，降低能耗，進一步提高MBBR的經(jīng)濟效益。

2、反應器出水往往設置柵板或格網(wǎng)以避免填料流失，但容易造成堵塞。在實際工程中，可以設置活動柵板，定期進行人工清理，也可設置空氣反吹裝置以防止堵塞。

3、高微生物量需要足夠的曝氣量，因此運營能耗也更高。

4、容易造成膜污染，需要定期進行膜清洗或反沖洗。

三、MBBR工藝的適用范圍

1、強化脫氮除磷，污水處理廠提標改造；

2、解決冬季低溫氨氮超標問題；

3、污水處理廠擴容改造，最高可擴容3倍；

4、高濃度、有毒、難降解有機物處理；

5、污水廠和工業(yè)廢水深度處理；

6、農(nóng)村污水處理（一體化設備、凈化槽等）。

四、MBBR工藝在市政污水處理中的優(yōu)勢

1、占地面積?。涸谔盍咸畛渎蕿?5%和相同的污染負荷的條件下，移動床生物膜反應器約占常規(guī)生物反應器（缺氧、厭氧及好氧）20-40%的池容。

2、適合于市政污水處理廠的擴容：鑒于大多數(shù)污水處理廠的預留面積較少，當實際進水水質(zhì)及水量發(fā)生變化時，在保證原設計池容不變的情況下滿足原設計出水標準。

3、適合于現(xiàn)有污水處理廠的升級改造：移動床生物膜工藝設計及運行靈活簡單，適應不同類型的池型，而且與其它工藝的兼容性很強，可以與已建污水處理廠的大部分工藝如A2O、AO、SBR、CASS及氧化溝法等相組合。因此適合于現(xiàn)有污水處理廠的升級改造，使其滿足一級A或一級B排放標準。

4、移動床生物膜反應器既具有傳統(tǒng)生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥少、無污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生的特點，又具有活性污泥法的高效性和運轉(zhuǎn)靈活性。另一方面，溫度變化對移動床生物膜工藝的影響要遠遠小于對活性污泥法的影響，當溫度、污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時，移動床生物膜反應器的耐受力很強。

5、填料上形成好養(yǎng)、缺氧和厭氧環(huán)境，硝化和反硝化反應能夠在一個反應器內(nèi)發(fā)生，對氨氮的去除具有良好的效果。

5、反應器內(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30～40g/L。提高了對有機物的處理效率，同時耐沖擊負荷能力強

五、MBBR工藝的影響因素控制和過程控制

MBBR影響因素控制：

1、溫度生物膜反應器系統(tǒng)宜在 15℃～35℃下運行。

2、溶解氧 溶解氧是影響有機物去除效果的重要因素。特別是在以除磷脫氮為目的的情況下，溶解氧的濃度控制顯得尤為重要。在不同的生物膜反應器工藝類型中，混合液以各種形式在生物反應池內(nèi)形成好氧、缺氧及厭氧段。反應池各段 DO 的控制范圍為：厭氧段在 0.2mg/L 以下，缺氧段在0.2mg/L～0.5mg/L 之間，好氧段溶解氧濃度宜不小于 2mg/L。

3、MLSS MBBR 好氧區(qū)（池）污泥濃度宜控制在 3000mg/L～20000mg/L。一般來說，當料液中污泥濃度增加時，由于污泥濃度過高，污泥易在生物膜表面沉積形成厚的污泥層。但是，料液中污泥濃度也不能太低，否則污染物質(zhì)降解速率低，同時活性污泥對溶解性有機物的吸附和降解能力減弱，使得混合液上清液中溶解性有機物濃度增加。因此，應當維持料液中適中的污泥濃度，過高或過低都會使水通量減小。

4、pH值 MBBR反應池進水 pH 值宜為 6～9。

MBBR生化過程控制：

1、進水水溫低于 8℃時，活性污泥的活性受到一定的影響，此時要適當降低出水量，保證污水中有機物在反應池內(nèi)得到充分的降解，從而確保出水水質(zhì)。

2、在氣溫發(fā)生突變的季節(jié)中尤其要注意觀察出水水質(zhì)，如出水水質(zhì)有突變時，要減少適當出水量、增加曝氣時間。

3、正常運行時，應極力避免對微生物新陳代謝有抑制作用的消毒液、消毒劑混入生物反應池中。防止設備中微生物的正常生物機理受到破壞，導致出水惡化。

4、當污水中含有大量的合成洗滌劑或其他起泡物質(zhì)時，生物膜反應池會出現(xiàn)大量泡沫，此時可采取噴水的方法解決，但不要向反應池內(nèi)加入含有油性物質(zhì)的消泡劑來去除泡沫。也不可使用硅膠系列消泡劑。

六、MBBR填料的判別指標

1、生物膜的附著性

生物膜的附著能力-評價填料優(yōu)劣的最重要指標生物附著量=受保護的表面積(與填料的設計運行狀態(tài)構有關)× 單位表面積的生物附著量(與填料的性能有關)

2、填料表面性能

a、表面構造:一般認為表面粗糙度大，掛膜速度快。

b、表面電位:一般微生物帶負電荷，填料表面為正電荷適宜微生物生長。

c、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)。

3、填料水力學性能

a、孔隙率:填料占用的體積，孔隙率高好。

b、形狀尺寸:影響水流、氣流的流態(tài)。

c、流化性能:與填料的密度有關。填料的密度應為0.97-1.03，較小的曝氣或攪拌即可實現(xiàn)流化。

4、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，標志著載體掛膜進入了成熟期。

鏡檢判斷:

生物膜結構致密，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)標志著生物膜的成熟。

七、MBBR工藝在工程應用中的常見問題

1、冬季低溫調(diào)試，填料掛膜時間需多長時間？

在一個月就能夠很好的一個實現(xiàn)達標。如果掛膜的話它實際上是一個過程，我們把掛膜分成兩個角度，第一個是我們的肉眼能看到填料上有明顯的生物膜，這個時間是需要七天；第二個就是達標的時間，這個時間在冬季的話大概就是在一個月之內(nèi)；第三個就是生物膜完全成熟的時間，這個就會比較長，因為從專業(yè)的角度，生物膜完全成熟至少要經(jīng)歷一個冬夏的交替，它上面的菌落才能最終的實現(xiàn)穩(wěn)定?？偨Y，雖說從學術的一個角度，我們的穩(wěn)定大概就是過了一個冬夏，從我們效果的角度是在三十天之內(nèi)出水能夠達標，從肉眼識別的角度大概在七天。

2、MBBR工藝需要另外投加生物菌劑嗎？

MBBR是在嚴格意義上來說是不需要投加菌劑的，那么它是通過合理的優(yōu)化參數(shù)，它是能夠去自然富集，比如說我們的硝化細菌或者反硝化細菌，因為它的這種生物膜的條件就有利于相關細菌的附著，比如說厭氨化也是，在特定的條件下有利于我們的厭氨化菌的附著，那么在特殊水質(zhì)條件下比如說有一些難降解水質(zhì)或者水質(zhì)的來源比較單一的，有一些專性的菌劑是有特殊效果，這樣可以做菌劑的投加作為初次的接種，后續(xù)是不需投加的。概括起來說，在生活污水條件下是不需要的，在一些特定廢水條件下，可以作為一個研究性的命題去做相關的研究。

3、MBBR需要反硝化沖洗嗎？

MBBR最大的好處，是它和傳統(tǒng)生物膜相比就是它是不需要反沖洗的，因為他的生物膜是自動脫落的，從我們的研究中發(fā)現(xiàn)當你的生物膜活性比較強，它的胞外聚合物的分泌物就會多，它的粘性就會強。那么當它老化，胞外分泌物減少，它的粘性減弱，就會在流化的過程中自動脫落，然后會有新的生物膜長上來，所以說它是不需要沖洗的。

4、MBBR的核心是什么？

MBBR的核心就是兩個，一個是填料，另一個是流化，填料是作為載體，現(xiàn)在還沒有一個統(tǒng)一的研究說明它的性能有多大的影響，但它的形狀對流化是會有影響的，所以說從國內(nèi)外看應用最多的還是扁圓柱狀填料，那么關于填料的研究一直在繼續(xù)，大家可以去嘗試看看各種不同的填料，哪種效果最好。但是從工程化的角度看，要評價的維度比如說性能、掛膜速度、最終穩(wěn)定效果、壽命、耐磨性等等，所以從現(xiàn)在來看，懸浮載體的核心還是在流化上。

5、MBBR系統(tǒng)的填充率問題？

目前已經(jīng)驗證的極限填充率是67%，在工程能做到的最大的好氧區(qū)是60%，缺氧區(qū)是50%。

6、MBBR的填料必須是改性的嗎？

我認為填料是不需要改性的，現(xiàn)有填料是沒有問題的，思普潤通過眾多的工程實踐證明填料依然能夠達到很好的效果，在我眼里，填料改性還是一個研究的范疇，還到不了工程范疇。

7、水溫在3度情況下MBBR還能運行嗎？

目前實踐過的案例在新疆地區(qū)，水溫7到8度左右是能穩(wěn)定運行的。水溫3度在國內(nèi)還沒有遇到，但是據(jù)了解國外的挪威Nordheim污水廠（它是為冬奧會服務的）的進水是冰雪融水，水溫就是3度，經(jīng)過實踐是能穩(wěn)定達標的。

8、無錫蘆村污水廠的曝氣和推流器是同時存在的嗎？

無錫蘆村污水廠中國第一家執(zhí)行一級A標準的水廠，也是第一家采用大型IFAS/MBBR系統(tǒng)的水廠，蘆村是循環(huán)流動池型，它類似于傳統(tǒng)的底部曝氣氧化溝的模式，既有推流器又有曝氣，但是在安裝的時候推流器附近不能有曝氣。

9、填料會不會容易產(chǎn)生污泥膨脹？

污泥膨脹形成的原因主要是絲狀菌，那么從國外的報道顯示，填料有助于削弱污泥膨脹，因為它能夠在污泥系統(tǒng)中把“綿長狀”的絲狀菌給打碎，如果是正常污泥絮體，而污泥絮體的尺寸遠小于填料的尺寸，它不會打碎污泥，所以從國外的研究看MBBR是有利于提高污泥沉降性的，而從我們的工程實踐上看也沒有發(fā)現(xiàn)采用MBBR的系統(tǒng)有明顯污泥膨脹的特點。

八、MBBR、MBR、FBR的區(qū)別

MBBR 是移動床生物膜反應器的縮寫，它使用自由漂浮的塑料膜介質(zhì)使微生物進行附著生長。其中的塑料薄膜介質(zhì)需要保持懸浮狀態(tài)，所以材料需要密度接近于水的密度，并持續(xù)曝氣使污染物與附著的生物膜之間的良好接觸，從而有效去除BOD。

MBBR的特點：

1、建造簡單、操作方便。

2、有機物去除效率高，脫氮除磷效果好。

3、不易堵塞，無需定期反沖洗。

4、處理結束后需要沉淀過程。

MBR 代表膜生物反應器，是一種將離子交換膜技術與活性污泥相結合的工藝。大部分的膜生物反應器是浸沒在污水中，通過附著生長在膜表面的微生物處理污水中的有機物。

MBR的特點：

1、能夠在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產(chǎn)量低（理論上可以實現(xiàn)零污泥排放），降低了污泥處理費用。

2、反應器內(nèi)能維持高MLSS濃度，處理裝置容積負荷高，從而減少占地面積。

3、高微生物量需要足夠的曝氣量，因此運營能耗也更高。