隨著國(guó)家《水污染防治法》和《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（簡(jiǎn)稱“水十條”）的頒布，對(duì)污水處理的排放標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越嚴(yán)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施要因地制宜進(jìn)行改造，達(dá)到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)很多污水處理廠在建設(shè)初期由于用地限制，并沒(méi)有預(yù)留足夠的擴(kuò)建用地。在北方冬季寒冷地區(qū)，由于排放標(biāo)準(zhǔn)的提高、硝化菌群對(duì)溫度的敏感性、以及低溫下對(duì)活性污泥法污泥濃度的影響，導(dǎo)致生化處理系統(tǒng)不能很好的除氮。對(duì)于污水處理工程的這一難點(diǎn)國(guó)內(nèi)外均提出了不同的解決辦法，如采用對(duì)低溫更具有抵抗能力的生物膜工藝就能很好的解決污水中除氮的問(wèn)題。生物膜法處理工藝多種多樣，如法國(guó)得利滿公司開發(fā)的固定床式的曝氣生物濾池工藝、移動(dòng)床生物膜處理工藝等等。本文主要針對(duì)將生物膜法和活性污泥法有機(jī)結(jié)合的移動(dòng)床生物膜工藝進(jìn)行介紹。
目前移動(dòng)床生物膜工藝（Moving Bed Biofilm Reactor，MBBR）已在世界上很多國(guó)家建成了數(shù)千套污（廢）水處理設(shè)施，取得了良好的處理效果。MBBR工藝運(yùn)用生物膜法的基本原理、同時(shí)結(jié)合活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，以懸浮填料作為微生物生長(zhǎng)的載體，通過(guò)懸浮填料在二級(jí)生化池中的充分流化，實(shí)現(xiàn)污水的高效處理。
一、工作原理
移動(dòng)床生物膜工藝（Moving Bed Biofilm Reactor，MBBR）需要具有比重接近于水，有效比表面積大，適合微生物附著生長(zhǎng)等特點(diǎn)的懸浮填料，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有多家設(shè)備廠商開發(fā)成功，我國(guó)也頒布了相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范。懸浮填料在生化池中輕微攪拌即可懸浮起來(lái)，易于隨水自由運(yùn)動(dòng)，能夠很好的形成流化狀態(tài)。
在好氧條件下，曝氣充氧時(shí)產(chǎn)生的空氣泡上升浮力能夠推動(dòng)填料和周圍的水體流動(dòng)，當(dāng)氣流穿過(guò)水流和填料空隙時(shí)又被填料阻滯，并被分割成小氣泡。在這樣的過(guò)程中，填料被充分地?cái)嚢璨⑴c水流混合，而空氣流又被充分地分割成細(xì)小的氣泡，增加了生物膜與氧氣的接觸和傳氧效率。在厭氧條件下，水流和填料在潛水?dāng)嚢杵鞯淖饔孟鲁浞至骰饋?lái)，達(dá)到生物膜和被處理的污染物充分接觸而降解的目的。
MBBR工藝的核心是實(shí)現(xiàn)懸浮載體填料的充分流化，以達(dá)到強(qiáng)化處理污染物的目的。在MBBR工藝的實(shí)際應(yīng)用上，需要考慮的因素主要有生化池池型、懸浮填料投加量、曝氣系統(tǒng)、攔截篩網(wǎng)、推進(jìn)器等。
在曝氣區(qū)內(nèi)生物填料的流化是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良好處理功能的關(guān)鍵。其主要依靠生化池的好氧區(qū)曝氣系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在好氧區(qū)中適當(dāng)?shù)钠貧庀到y(tǒng)能夠確保生物載體流化填料的流化效果，保證流化填料在水體中做上下、前后的流動(dòng)，使填料與污水進(jìn)行充分的混和、碰撞、接觸，有效完成污染物、水、氣三向的接觸、交換、吸附等過(guò)程。填料比重一般選擇為0.94-0.97，在培菌期間，填料表面會(huì)慢慢附著大量的生物膜，附著量越大，比重逐漸增加，當(dāng)填料上生物膜到一定厚度時(shí)，其比重大于1，填料從非曝氣區(qū)下沉到水池底部，曝氣區(qū)底部的沖擊力最強(qiáng)，能迅速?zèng)_洗掉填料上的殘余生物膜，脫膜后的填料比重也隨之降低到1以下，并在曝氣區(qū)上升。根據(jù)掛膜前后的比重變化特點(diǎn)，填料可以隨水流在曝氣區(qū)和非曝氣區(qū)翻騰，從而交替完成了生物膜的生長(zhǎng)和脫落過(guò)程，保證生物膜的數(shù)量穩(wěn)定性和活性，使工藝運(yùn)行較穩(wěn)定。為了防止流化懸浮填料隨混合液進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)，在好氧區(qū)內(nèi)適當(dāng)位置設(shè)計(jì)采用篩網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)單攔截和分隔。篩網(wǎng)材質(zhì)選用不銹鋼，型式與懸浮填料配套。
MBBR工藝特點(diǎn)主要有如下幾方面：
1.可強(qiáng)化脫氮除磷
采用活性污泥-懸浮填料復(fù)合工藝，可實(shí)現(xiàn)同一反應(yīng)器內(nèi)不同功能微生物的污泥齡分離。脫氮菌群（硝化菌群）一般為長(zhǎng)泥齡細(xì)菌，需較長(zhǎng)泥齡（15-25d）；除磷菌群（聚磷菌）一般為短泥齡細(xì)菌，需較短泥齡（3-7d）；泥齡過(guò)長(zhǎng)，易導(dǎo)致微生物活性較差處理負(fù)荷降低、老化難以聚集降低沉降性能等，實(shí)際傳統(tǒng)脫氮除磷工藝在污泥齡上存在不可調(diào)和的矛盾。復(fù)合工藝由于生物填料的投加，為硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)提供了載體，延長(zhǎng)其污泥齡，提高脫氮效果；同時(shí)控制活性污泥體系為短泥齡，可增強(qiáng)除磷效果；泥-膜在曝氣及水流帶動(dòng)下充分流化，促進(jìn)生物膜更新，防止泥齡過(guò)長(zhǎng)、污泥老化處理性能下降；冬季水溫較低、活性污泥系統(tǒng)不利于硝化菌群生長(zhǎng)時(shí)，脫落生物膜對(duì)活性污泥起到持續(xù)接種作用，維持系統(tǒng)硝化性能不下降。
2.抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，處理效果好
沖擊負(fù)荷主要表現(xiàn)為常規(guī)污染物水質(zhì)沖擊、毒害污染物水質(zhì)沖擊和水量沖擊，本質(zhì)是單位時(shí)間內(nèi)單位表面積微生物所承載的污染物量的變化對(duì)處理效果的影響。MBBR工藝填料區(qū)污泥齡長(zhǎng)，增大微生物種群的豐度，有利于難降解有機(jī)物的處理。
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