【谷騰環保網訊】一(yi)、什么是MBBR？

MBBR工藝是運用生(sheng)(sheng)物膜法的(de)(de)基(ji)本原理(li)(li)，通過向反應(ying)器(qi)中(zhong)投(tou)加一定(ding)數量(liang)的(de)(de)懸浮載體，提高(gao)反應(ying)器(qi)中(zhong)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物量(liang)及(ji)生(sheng)(sheng)物種(zhong)類，從而提高(gao)反應(ying)器(qi)的(de)(de)處理(li)(li)效率。由于填(tian)料密度(du)接近于水(shui)，所以(yi)在曝氣(qi)的(de)(de)時(shi)候，與(yu)水(shui)呈完全混合狀態，微(wei)生(sheng)(sheng)物生(sheng)(sheng)長的(de)(de)環境為氣(qi)、液(ye)、固三相(xiang)。

載(zai)體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣(qi)(qi)氣(qi)(qi)泡更加細小，增(zeng)加了氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)的利用率(lv)。另外(wai)(wai)，每(mei)個載(zai)體內外(wai)(wai)均具有不同(tong)的生物(wu)種類，內部生長一(yi)些厭氧(yang)(yang)菌(jun)或兼氧(yang)(yang)菌(jun)，外(wai)(wai)部為好氧(yang)(yang)菌(jun)，這樣每(mei)個載(zai)體都為一(yi)個微型(xing)反應器，使硝(xiao)化反應和反硝(xiao)化反應同(tong)時存在，從而(er)提高了處理效果(guo)。

二、MBBR的同步硝化(hua)反硝化(hua)是如何實現(xian)的？

1、同步硝化(hua)反硝化(hua)生物脫氮( SND)的概(gai)念

同(tong)步(bu)硝(xiao)(xiao)(xiao)化反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化脫氮技術( SND) 是(shi)(shi)在同(tong)一個(ge)反(fan)應器內同(tong)時產生硝(xiao)(xiao)(xiao)化、反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化和除(chu)碳反(fan)應。它突破了傳(chuan)統觀(guan)點認(ren)為硝(xiao)(xiao)(xiao)化和反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化不能同(tong)時發生的認(ren)識，尤其是(shi)(shi)好氧(yang)條件下，也可以(yi)發生反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化反(fan)應，使得同(tong)步(bu)硝(xiao)(xiao)(xiao)化和反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化成為可能。

硝化過(guo)程消耗堿度，反硝化過(guo)程產(chan)生(sheng)堿度，SND故能夠有效地保持反應器(qi)中pH值穩定，無需(xu)酸堿中和，無需(xu)外(wai)加碳(tan)源；節省(sheng)反應器(qi)體積，縮短反應時間，通過(guo)降低硝態氮(dan)濃度可以減少二沉池污泥漂浮，因而 SND 成為(wei)生(sheng)物脫氮(dan)的一個研(yan)究熱點(dian)(dian)。對于 SND 生(sheng)物脫氮(dan)的可行性，目(mu)前有以下(xia)主要(yao)三種(zhong)從不同角度出發(fa)得(de)出的觀點(dian)(dian)：

宏(hong)觀環(huan)境(jing)角度：該觀點認為完(wan)全均(jun)(jun)勻混合(he)狀態是(shi)不(bu)(bu)存(cun)在的(de)，反(fan)應器(qi)內 DO分布(bu)不(bu)(bu)均(jun)(jun)勻能夠形成好(hao)氧(yang)、缺氧(yang)、厭氧(yang)區域，在同一生物反(fan)應器(qi)缺氧(yang)/厭氧(yang)環(huan)境(jing)條(tiao)件下可以發生反(fan)硝化(hua)反(fan)應，聯合(he)區段(duan)內好(hao)氧(yang)環(huan)境(jing)中有機物去除和氨(an)氮的(de)硝化(hua)，SND是(shi)可以實現的(de)。

微(wei)環境(jing)(jing)角度(du)：該觀點認為微(wei)生物絮體內的(de)缺(que)氧(yang)微(wei)環境(jing)(jing)是形成 SND的(de)主要原因，即由于氧(yang)的(de)擴散( 傳遞) 限制，微(wei)生物絮體內存在溶解氧(yang)梯度(du)，從而(er)形成有利于實現同步(bu)硝(xiao)化反硝(xiao)化的(de)微(wei)環境(jing)(jing)。

生物(wu)學角度：該觀點認為(wei)特(te)殊微生物(wu)種群的(de)(de)存在被認為(wei)是發生 SND的(de)(de)主要原(yuan)因，有的(de)(de)硝(xiao)化細菌(jun)(jun)除了能(neng)(neng)夠進(jin)(jin)行正常的(de)(de)硝(xiao)化作(zuo)(zuo)用還(huan)(huan)能(neng)(neng)夠進(jin)(jin)行反硝(xiao)化作(zuo)(zuo)用，有荷蘭學者分離出既可進(jin)(jin)行好氧硝(xiao)化，又可進(jin)(jin)行好氧反硝(xiao)化的(de)(de)泛養硫球(qiu)菌(jun)(jun)；還(huan)(huan)有一些細菌(jun)(jun)彼此合作(zuo)(zuo)，進(jin)(jin)行序列反應，把氨轉化為(wei)氮(dan)氣，為(wei)在同一反應器在同一條件下(xia)完成(cheng)生物(wu)脫氮(dan)提(ti)供(gong)了可能(neng)(neng)。

目前對生物(wu)(wu)脫氮的(de)(de)(de)微(wei)生物(wu)(wu)學研究和解(jie)釋較多，但(dan)都不(bu)夠完善，對 SND 現象的(de)(de)(de)認識仍在(zai)發(fa)展與(yu)探索之中(zhong)。微(wei)環境理(li)(li)(li)論是(shi)(shi)被普遍接受的(de)(de)(de)，由(you)于溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)梯度的(de)(de)(de)存在(zai)，微(wei)生物(wu)(wu)絮體或生物(wu)(wu)膜的(de)(de)(de)外表面溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)濃度高，以(yi)好氧(yang)(yang) 硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)菌(jun)及氨化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)菌(jun)為(wei)(wei)主；深(shen)入內部，氧(yang)(yang)傳遞(di)受阻及外部溶(rong)解(jie)氧(yang)(yang)大量的(de)(de)(de)消耗而(er)產生缺(que)氧(yang)(yang)區，反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)菌(jun)為(wei)(wei)優勢(shi)菌(jun)種(zhong)，故可導致同步硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)發(fa)生。該理(li)(li)(li)論解(jie)釋了在(zai)同一反(fan)應器(qi)中(zhong)不(bu)同菌(jun)種(zhong)共同存在(zai)的(de)(de)(de)問題，但(dan)也存在(zai)一個缺(que)陷，即有(you)機(ji)(ji)碳源(yuan)問題。有(you)機(ji)(ji)碳源(yuan)既是(shi)(shi)異養反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)電子(zi)供體，又是(shi)(shi)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)的(de)(de)(de)抑制物(wu)(wu)質，污水中(zhong)的(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)碳源(yuan)在(zai)穿過好氧(yang)(yang)層時，首先(xian)被好氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，處(chu)于缺(que)氧(yang)(yang)區的(de)(de)(de)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)菌(jun)由(you)于得不(bu)到電子(zi)供體而(er)降低了反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)速率，可能影(ying)響SND的(de)(de)(de)脫氮效率，故同步硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)理(li)(li)(li)仍需(xu)要(yao)進一步完善。

2、MBBR生物移動床(chuang)同步硝(xiao)化(hua)反硝(xiao)化(hua)脫氮機理

MBBR是結合懸(xuan)(xuan)浮生長的(de)(de)活性污(wu)泥法(fa)和(he)附著(zhu)生長的(de)(de)生物(wu)(wu)膜(mo)法(fa)的(de)(de)高效新型反應(ying)器(qi)，基(ji)本設(she)計原理是將比重(zhong)接近水、可懸(xuan)(xuan)浮于水中的(de)(de)懸(xuan)(xuan)浮填(tian)料(liao)直接投加到反應(ying)池中作為微生物(wu)(wu)的(de)(de)活性載體，懸(xuan)(xuan)浮填(tian)料(liao)能與污(wu)水頻(pin)繁多 次接觸，逐漸在填(tian)料(liao)表面生長出生物(wu)(wu)膜(mo)( 掛膜(mo)) ，強(qiang)化(hua)(hua)了污(wu)染物(wu)(wu)、溶解氧(yang)和(he)生物(wu)(wu)膜(mo)的(de)(de)傳質效果(guo)，即而 MBBR被稱(cheng)為“移動的(de)(de)生物(wu)(wu)膜(mo)”。基(ji)于迄今SND機理研究，綜合微環境(jing)和(he)生物(wu)(wu)學理論，MBBR生物(wu)(wu)膜(mo)內SND可能存在的(de)(de)反應(ying)模式(shi)是，分布于生物(wu)(wu)膜(mo)好(hao)(hao)(hao)氧(yang)層的(de)(de)好(hao)(hao)(hao)氧(yang)氨氧(yang)化(hua)(hua)菌、亞(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽氧(yang)化(hua)(hua)菌和(he)好(hao)(hao)(hao)氧(yang)反硝(xiao)化(hua)(hua)細菌與分布于生物(wu)(wu)缺氧(yang)層的(de)(de)厭氧(yang)氨氧(yang)化(hua)(hua)菌、自養型亞(ya)硝(xiao)酸(suan)細菌和(he)反硝(xiao)化(hua)(hua)細菌相互協作，最終達到脫氮目(mu)的(de)(de)。

MBBR是依(yi)靠曝氣池內(nei)的(de)曝氣和(he)水(shui)流(liu)的(de)提升作用(yong)使載體處于(yu)流(liu)化(hua)狀態，進(jin)而形成(cheng)懸(xuan)浮生長的(de)活性污泥(ni)和(he)附著生長的(de)生物膜，充分(fen)發揮附著相和(he)懸(xuan)浮相生物兩者的(de)優越性，不僅提供了(le)宏觀(guan)和(he)微觀(guan)的(de)好 氧和(he)厭(yan)氧環境(jing)，還解決了(le)自(zi)養硝(xiao)化(hua)菌(jun)(jun)(jun)、異(yi)養反(fan)硝(xiao)化(hua)菌(jun)(jun)(jun)與(yu)異(yi)養細菌(jun)(jun)(jun)的(de)DO之爭和(he)碳源之爭。故MBBR可實現硝(xiao)化(hua)和(he)反(fan)硝(xiao)化(hua)兩個過程的(de)動力學平(ping)衡，具有同步硝(xiao)化(hua)反(fan)硝(xiao)化(hua)非常良好的(de)條(tiao)件(jian)，能實現MBBR同步硝(xiao)化(hua)反(fan)硝(xiao)化(hua)脫氮。

三、MBBR同(tong)步硝(xiao)化(hua)反硝(xiao)化(hua)的影響因(yin)素

實現 MBBR 同步硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)的關鍵技術是控制(zhi)(zhi) MBBR 內硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)和(he)反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)的反應動力學平衡(heng)，解決自養(yang)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)菌和(he)異養(yang)細菌的DO之爭(zheng)及反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)菌和(he)異養(yang)細菌的碳源之爭(zheng)等(deng)，故實現其主要控制(zhi)(zhi)因(yin)素有：碳氮比、溶解氧濃(nong)度、溫度和(he)酸(suan)堿度等(deng)。

1、填料對MBBR法的影響(xiang)

MBBR法的(de)(de)(de)技術關鍵在(zai)于比(bi)(bi)重(zhong)接近于水(shui)(shui)、輕微攪拌下(xia)易于隨(sui)水(shui)(shui)自(zi)由運動(dong)的(de)(de)(de)生物(wu)填料(liao)。通(tong)常填料(liao)由聚乙烯塑料(liao)制(zhi)成，每一(yi)個載(zai)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)外形為(wei)直徑10mm、高8mm的(de)(de)(de)小圓柱(zhu)體(ti)(ti)，圓柱(zhu)體(ti)(ti)中有(you)十(shi)字支撐，外壁(bi)有(you)突出的(de)(de)(de)豎條狀鰭翅(chi)，填料(liao)中空部(bu)(bu)分占整個體(ti)(ti)積(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)0.95，即在(zai)一(yi)個充滿水(shui)(shui)和(he)填料(liao)的(de)(de)(de)容(rong)器中，每一(yi)個填料(liao)中水(shui)(shui)占的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積(ji)(ji)(ji)為(wei)95%。考慮到填料(liao)旋轉以及總容(rong)器容(rong)積(ji)(ji)(ji)，填料(liao)的(de)(de)(de)填充比(bi)(bi)被定(ding)(ding)義(yi)為(wei)載(zai)體(ti)(ti)所占空問的(de)(de)(de)比(bi)(bi)例，為(wei)了達到最好(hao)的(de)(de)(de)混合效果，填料(liao)的(de)(de)(de)填充比(bi)(bi)最大(da)為(wei)0.7。理論上填料(liao)總的(de)(de)(de)比(bi)(bi)表面(mian)積(ji)(ji)(ji)是按照每一(yi)單位體(ti)(ti)積(ji)(ji)(ji)生物(wu)載(zai)體(ti)(ti)比(bi)(bi)表面(mian)積(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)數(shu)量(liang)來定(ding)(ding)義(yi)的(de)(de)(de)，一(yi)般為(wei)700m2/m3。當生物(wu)膜(mo)在(zai)載(zai)體(ti)(ti)內部(bu)(bu)生長(chang)時(shi)，實際有(you)效利用的(de)(de)(de)比(bi)(bi)表面(mian)積(ji)(ji)(ji)約為(wei)500m2/m3。

此(ci)類(lei)型的(de)生(sheng)(sheng)物填料(liao)(liao)有利于(yu)微生(sheng)(sheng)物在填料(liao)(liao)內側(ce)附著(zhu)生(sheng)(sheng)長，形(xing)成(cheng)較(jiao)穩定的(de)生(sheng)(sheng)物膜，并(bing)且容易形(xing)成(cheng)流化狀態(tai)。當預處(chu)理(li)要求較(jiao)低或(huo)污(wu)水(shui)中含有大量纖(xian)維物質(zhi)時(shi)，例(li)如(ru)在市政污(wu)水(shui)處(chu)理(li)中不采(cai)(cai)用(yong)(yong)初沉(chen)池或(huo)者在處(chu)理(li)含有大量纖(xian)維的(de)造紙廢水(shui)時(shi)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)比(bi)表面積(ji)較(jiao)小、尺寸(cun)較(jiao)大的(de)生(sheng)(sheng)物填料(liao)(liao)，當已有較(jiao)好的(de)預處(chu)理(li)或(huo)用(yong)(yong)于(yu)硝(xiao)化時(shi)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)比(bi)表面積(ji)大的(de)生(sheng)(sheng)物填料(liao)(liao)。

2、溶解氧(DO)對(dui)MBBR法(fa)的影響

DO濃度(du)是影響同步硝(xiao)(xiao)化一反硝(xiao)(xiao)化的一個主要的限制(zhi)因素(su)，通過對DO濃度(du)的控制(zhi)，可使生(sheng)物膜的不同部位形成(cheng)好(hao)氧(yang)區或缺氧(yang)區，這樣便具有(you)了實現同步硝(xiao)(xiao)化一反硝(xiao)(xiao)化的物理條件。

從理(li)論(lun)上講，當DO質量(liang)濃(nong)(nong)度(du)過于高時，DO能穿透(tou)到生物(wu)膜(mo)內(nei)部(bu)，使其內(nei)部(bu)難以形成缺氧區，大量(liang)的氨氮被(bei)氧化(hua)為硝(xiao)(xiao)酸鹽(yan)和亞(ya)硝(xiao)(xiao)酸鹽(yan)，使得出水TN仍然(ran)很(hen)高；反(fan)之，如果(guo)DO濃(nong)(nong)度(du)很(hen)低，就會造成生物(wu)膜(mo)內(nei)部(bu)很(hen)大比(bi)例的厭氧區，生物(wu)膜(mo)反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)能力增強(qiang)(出水硝(xiao)(xiao)氮和亞(ya)硝(xiao)(xiao)氮濃(nong)(nong)度(du)都很(hen)低)，但由(you)于DO供應(ying)不足，MBBR工藝硝(xiao)(xiao)化(hua)效果(guo)下降，使得出水氨氮濃(nong)(nong)度(du)上升，從而(er)導致(zhi)出水TN上升，影(ying)響最終(zhong)的處(chu)理(li)效果(guo)。

通(tong)過(guo)(guo)研(yan)究最(zui)終得出(chu)了MBBR法處(chu)理城市生(sheng)活污(wu)水DO的一個最(zui)佳值：當DO質量(liang)(liang)(liang)濃(nong)度(du)在(zai)2mg/L以上時，DO對MBBR硝化效果的影(ying)響(xiang)不大，氨氮(dan)的去除率(lv)可達(da)97%-99%，出(chu)水氨氮(dan)都能(neng)保(bao)持在(zai)1.0mg/L以下(xia)；DO質量(liang)(liang)(liang)濃(nong)度(du)在(zai)1.0mg/L左右時，氨氮(dan)的去除率(lv)在(zai)84%左右，出(chu)水氨氮(dan)濃(nong)度(du)有明顯上升。另外(wai)，曝氣(qi)池內DO也(ye)不宜過(guo)(guo)高，溶解氧過(guo)(guo)高能(neng)夠導致有機污(wu)染物(wu)分(fen)解過(guo)(guo)快，從而使微生(sheng)物(wu)缺乏(fa)營養，活性污(wu)泥易于老化，結構松(song)散。此外(wai)，DO過(guo)(guo)高，過(guo)(guo)量(liang)(liang)(liang)耗能(neng)，在(zai)經濟上也(ye)是不適宜的。

因為MBBR法主要是通過(guo)懸(xuan)(xuan)浮填料(liao)(liao)來實現最終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污水(shui)處理，所(suo)以(yi)DO對(dui)懸(xuan)(xuan)浮填料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響也(ye)是影(ying)響整個處理結果(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵。有研究表明反應器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)充氧(yang)(yang)能(neng)力在一(yi)定范圍內隨(sui)(sui)著懸(xuan)(xuan)浮填料(liao)(liao)填充率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)大(da)而增(zeng)(zeng)大(da)。在曝(pu)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用下，水(shui)隨(sui)(sui)填料(liao)(liao)一(yi)起流化(hua)，水(shui)流紊動程度(du)較(jiao)無填料(liao)(liao)時大(da)，加(jia)速了(le)氣(qi)液界面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)更新和(he)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉移(yi)，使氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉移(yi)速率(lv)(lv)(lv)提高。隨(sui)(sui)著填料(liao)(liao)數量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)多，填料(liao)(liao)、氣(qi)流和(he)水(shui)流三者之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這種切(qie)割作用和(he)紊動作用不(bu)斷加(jia)強。但(dan)加(jia)入填料(liao)(liao)量(liang)為60%時，填料(liao)(liao)在水(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流化(hua)效果(guo)變(bian)差，水(shui)體紊動程度(du)也(ye)降(jiang)低(di)，使得氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)遞速率(lv)(lv)(lv)下降(jiang)，氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)利用率(lv)(lv)(lv)降(jiang)低(di)。所(suo)以(yi)針對(dui)不(bu)同類型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)質，控(kong)制好(hao)DO的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)對(dui)整個工藝最終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)處理結果(guo)是至關(guan)重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章