mbbr工藝簡介

1、1流動床流動床TMTM生物膜反應器生物膜反應器(MBBRMBBRTMTM)工藝及在市政污水處理中的應用工藝及在市政污水處理中的應用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)挪威科技大學水與環(huán)境工程系，7491TrondheimNway挪威摘要流動床TM生物膜反應器(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)該工藝的主要特點和優(yōu)勢，總結(jié)該工藝在市政污水處理中去除有機物和脫氮除磷方面的研究和工程應用。1簡介生物膜廣泛存在于自然界和人類活動中。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。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)構特征已被廣泛認同。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?，進入水流中。當生物膜厚度達到基質(zhì)難以進入最內(nèi)層時，營養(yǎng)不足將導致生物膜本身被內(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，并處于動態(tài)平衡。由于單位體積的生物膜量很大，生物反應器容積則可以很小，達到高效緊湊的工藝流程目標。然而，在自然界的生物膜和固定式生物膜反應器中，被處理的污染物不很容易擴散到生物膜的內(nèi)部

5、，在好氧狀態(tài)，氧分子也不很容易均勻擴散到生物膜內(nèi)。同時，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器的應用受到很大的影響。生物流化床工藝利用流化的顆粒填料，很好地解決了脫落的生物膜堵塞反應器的問題。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器中，適當?shù)慕Y(jié)構措施(如斜板)是必要的。為達到流化的目的，流化床反應器的結(jié)構設計必然較為復雜。當流化速度大時，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，當采用好氧生物流化床時，曝氣充氧不易于與流化過程結(jié)合起來。活性污泥法在二十世紀初應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)相對簡單，處理效果在系統(tǒng)運行穩(wěn)定情況下比較好。但長期以來，活性污泥經(jīng)受負荷沖擊，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，和容易維護管理。流動床TM生物膜反應器(MBBRTM)工藝很好地反映了這樣的要求

8、。由AnoxKaldnes集團完成的采用MBBRTM工藝的市政和工業(yè)污水處理項目已達350多個，廣泛應用于包括中國在內(nèi)的全球43個國家。2流動床TM生物膜反應器工藝的基本原理和工藝特點323工藝基本物理要素流動床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：針對不同性質(zhì)的污水及出水排放標準，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。當預處理要求較低，或污水中含有大量纖維物質(zhì)時，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。當已有較好的預處理，或用于硝化時，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)則運動，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要求。曝氣系統(tǒng)要求達到布氣均勻，供氣量由設計而定，并可以控制。攪拌器系統(tǒng)：厭氧反應池中采用香蕉型葉片的潛水攪拌器。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)，達到理想的流態(tài)。生物填料不會在攪拌過程中受到損壞。出水裝置：出水裝置要求達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荷。出水裝置沒有可動部件，不易磨損。池體：池體的形狀規(guī)則與否，深淺以及三個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)池型進行優(yōu)化調(diào)整。池體的材料不限。在需要的時候，池體可以加蓋并留有觀察窗口。填料好氧反應池厭氧反應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池厭氧反應池

12、出水裝置填料好氧反應池厭氧反應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流動床TM生物膜反應器工藝的常用流程污水生物處理的目標包括去除有機物，生物脫氮和除磷。去除有機物的工藝流程相對簡單一些，而脫氮除磷工藝則較為復雜。31去除有機物工藝流程一般而言，去除有機物工藝流程較為簡單。對于一般二級生物處理，出水BOD要求為25毫克升時，一般采用兩級流