MBBR 工艺的研究现状及在提标改造中的应用

2020-02-14尹敬杰蒋白懿

建材与装饰 2020年2期

唐诗张砚尹敬杰蒋白懿

（1.沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳 110168 2.沈阳光大环保科技股份有限公司辽宁沈阳 110000 3.铁岭市建筑工程施工图审查办公室辽宁铁岭 112000）

0 引言

移动床生物模反应器（MBBR），是一种既有传统活性污泥法又有生物膜法优点的新型污水处理工艺，其核心就是向曝气池内投加悬浮填料。在提标改造中，MBBR 工艺能够与A/O 工艺、A2/O 及其变形工艺、氧化沟等工艺进行组合。利用MBBR 工艺对现有处理构筑物进行改造，能够提高现有构筑物的处理能力，使出水水质稳定的达到一级A 标准。文章通过一些实际工程和研究成果，对MBBR 工艺的特点和影响因素以及在提标改造中的应用进行了总结。

1 MBBR 工艺特点

MBBR 工艺与其它工艺进行组合，能够处理造纸废水、工业废水、高浓度制药废水、烟草废水、皮革废水、炼油废水、屠宰废水等。并具有如下特点：

①抗冲击负荷能力强。在相同的水力停留时间和进水浓度的情况下，A/O 与MBBR 工艺的进水COD 浓度小于500mg/L 时，两工艺对COD的去除率随着进水浓度的增加而增加；当进水COD 浓度大于500mg/L时，随着进水浓度的增加MBBR 工艺对COD 的去除率明显优于A/O 工艺；②提高氨氮的去除能力。在水力停留时间和进水氨氮浓度相同的情况下，A2/O-MBBR 工艺与A2/O 工艺的出水氨氮浓度分别为3.61mg/L 和4.93mg/L，去除率分别为88.8%和84.6%；③具有丰富的微生物种类。在张忠华等人的研究中，利用显微镜观察第25 天填料表面的生物膜，能够在填料表面发现钟虫、纤毛虫、线虫以及丝状菌等微生物；④能够产生同步硝化反硝化现象。在相关的研究中表明，当填料的填充率为50%、水力停留时间为8h、DO 质量浓度为2mg/L 时，MBBR 工艺能够通过同步硝化反硝化达到90%以上的脱氮效果。

2 MBBR 工艺影响因素

2.1 温度

温度对MBBR 工艺的处理能力影响较小，但主要体现在对填料上的硝化菌和反硝化菌的影响。硝化菌和反硝化菌的适宜温度分别为20℃～30℃和20℃～40℃，温度小于15℃时硝化菌和反硝化菌的活性均降低，温度为5℃时完全停止。祁伟乐等人的研究表明，在25℃时MBBR 工艺对COD、NH3-N、TN 的去除率分别为95%、96%、95%，在10℃时的去除率分别为95%、91%、90%。与好氧颗粒污泥工艺相比，MBBR 工艺的处理能力受温度影响较小。

2.2 填充率

填料的填充率越高，生物量就越大。但填充率过高，就会导致在曝气过程中悬浮填料相互碰撞，使生物膜脱落，影响出水水质。相关的研究中表明，当填料的填充率从20%增加到30%时，氨氮的平均去除率从90.51%提高到97.45%，出水氨氮的平均浓度从4.91mg/L 降低到1.32mg/L；当填料的填充率为40%时，出水氨氮的平均去除率和平均浓度分别为97.51%和1.29mg/L；当填料的填充率从50%增加到60%时，氨氮的平均去除率从97.37%下降到93.18%，出水氨氮的平均值从1.36mg/L 升高到3.53mg/L。

2.3 溶解氧

MBBR 工艺的去除效果与溶解氧浓度的高低有密切关系，当溶解氧的浓度充足时有机物的氧化和硝化反应能够正常进行，当溶解氧的浓度较低时有机物的氧化和硝化效果较差。在相关研究中表明，当DO 的质量浓度为4.5±0.25mg/L 时，氨氮和有机物的去除率分别为95.8%和96.7%；当DO 的质量浓度为3.0±0.25mg/L 时，氨氮和有机物的去除率分别为85.8%和92.4%；当DO 的质量浓度为2.0±0.25mg/L 时，氨氮和有机物的去除率分别为57.9%和80.1%。

2.4 pH 值

MBBR 工艺中氨氮的去除率与pH 值有很大的关系，当pH 值较低时抑制了亚硝化菌的活性且较低的pH 值也不适合水中微生物的生长，导致氨氮的去除率较低。张鹏等人的研究表明，当pH=8 时NH3-N 和TN 的去除率与pH=6 和7 相比，能够达到最好的效果；当pH＜5 和pH＞9 时，NH3-N 和TN 的去除率呈下降趋势，在pH＜5 的情况下NH3-N 和TN 的去除率明显下降。

3 在提标改造中的应用

3.1 在A/O 工艺改造中的应用

山西某污水厂的提标改造工程，将原有A/O 工艺改造成改良A2/O工艺并向好氧池内投加悬浮填料，形成改良A2/O-MBBR 工艺。该污水厂利用MBBR 工艺对现有A/O 工艺进行改造，实现了在无扩建用地下的原池改造，并使好氧区内产生了同步硝化反硝化的现象。呼和浩特某污水厂的提标改造工程，在保证原有A/O 工艺生化池容积不变的情况下，将好氧区部分容积改造成缺氧区，并向好氧区内投加悬浮填料，形成改良A2/O-MBBR 工艺。

3.2 在A2/O 及其变形工艺改造中的应用

团岛污水厂的提标改造工程，保留原有改良型A2/O 工艺，并向好氧池内投加悬浮填料，形成改良型A2/O-MBBR 工艺。该污水厂利用MBBR工艺对原有工艺进行改造，施工周期短且污水厂的正常运行不受影响。提标改造完成后，出水水质能够稳定达到一级A 标准。由于填料表面存在生物膜，在冬季气温较低的情况下，氨氮的去除也能够取得良好的处理效果。芦村污水厂的提标改造工程，向原有A2/O 工艺的好氧区内投加悬浮填料，形成A2/O-MBBR 工艺。改造后的工艺具有较强的抗冲击负荷能力，在进水COD 浓度波动较大的情况下，也能够实现稳定的处理效果。

3.3 在氧化沟工艺改造中的应用

西安第三污水厂的提标改造工程，在原有奥贝尔氧化沟工艺的基础上，改变原有氧化沟内沟的曝气方式并向内沟投加悬浮填料，使原有氧化沟工艺的潜能得到充分的发挥。将改造完成的氧化沟按照MBBR 工艺运行，并增加由滤布滤池组成的深度处理工艺，实现出水水质稳定的达到一级A 标准。佛山某污水厂的提标改造工程，将原有A2/O 氧化沟的部分好氧区改造成缺氧区，并向好氧区内投加悬浮填料形成A2/O-MBBR工艺。