MBBR 工藝的研究現(xiàn)狀及在提標(biāo)改造中的應(yīng)用

唐 詩 張 硯 尹敬杰 蔣白懿

（1.沈陽建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院 遼寧沈陽 110168 2.沈陽光大環(huán)保科技股份有限公司 遼寧沈陽 110000 3.鐵嶺市建筑工程施工圖審查辦公室 遼寧 鐵嶺 112000）

0 引言

移動(dòng)床生物模反應(yīng)器（MBBR），是一種既有傳統(tǒng)活性污泥法又有生物膜法優(yōu)點(diǎn)的新型污水處理工藝，其核心就是向曝氣池內(nèi)投加懸浮填料。在提標(biāo)改造中，MBBR 工藝能夠與A/O 工藝、A2/O 及其變形工藝、氧化溝等工藝進(jìn)行組合。利用MBBR 工藝對現(xiàn)有處理構(gòu)筑物進(jìn)行改造，能夠提高現(xiàn)有構(gòu)筑物的處理能力，使出水水質(zhì)穩(wěn)定的達(dá)到一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。文章通過一些實(shí)際工程和研究成果，對MBBR 工藝的特點(diǎn)和影響因素以及在提標(biāo)改造中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。

1 MBBR 工藝特點(diǎn)

MBBR 工藝與其它工藝進(jìn)行組合，能夠處理造紙廢水、工業(yè)廢水、高濃度制藥廢水、煙草廢水、皮革廢水、煉油廢水、屠宰廢水等。并具有如下特點(diǎn)：

①抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。在相同的水力停留時(shí)間和進(jìn)水濃度的情況下，A/O 與MBBR 工藝的進(jìn)水COD 濃度小于500mg/L 時(shí)，兩工藝對COD的去除率隨著進(jìn)水濃度的增加而增加；當(dāng)進(jìn)水COD 濃度大于500mg/L時(shí)，隨著進(jìn)水濃度的增加MBBR 工藝對COD 的去除率明顯優(yōu)于A/O 工藝；②提高氨氮的去除能力。在水力停留時(shí)間和進(jìn)水氨氮濃度相同的情況下，A2/O-MBBR 工藝與A2/O 工藝的出水氨氮濃度分別為3.61mg/L 和4.93mg/L，去除率分別為88.8%和84.6%；③具有豐富的微生物種類。在張忠華等人的研究中，利用顯微鏡觀察第25 天填料表面的生物膜，能夠在填料表面發(fā)現(xiàn)鐘蟲、纖毛蟲、線蟲以及絲狀菌等微生物；④能夠產(chǎn)生同步硝化反硝化現(xiàn)象。在相關(guān)的研究中表明，當(dāng)填料的填充率為50%、水力停留時(shí)間為8h、DO 質(zhì)量濃度為2mg/L 時(shí)，MBBR 工藝能夠通過同步硝化反硝化達(dá)到90%以上的脫氮效果。

2 MBBR 工藝影響因素

2.1 溫度

溫度對MBBR 工藝的處理能力影響較小，但主要體現(xiàn)在對填料上的硝化菌和反硝化菌的影響。硝化菌和反硝化菌的適宜溫度分別為20℃～30℃和20℃～40℃，溫度小于15℃時(shí)硝化菌和反硝化菌的活性均降低，溫度為5℃時(shí)完全停止。祁偉樂等人的研究表明，在25℃時(shí)MBBR 工藝對COD、NH3-N、TN 的去除率分別為95%、96%、95%，在10℃時(shí)的去除率分別為95%、91%、90%。與好氧顆粒污泥工藝相比，MBBR 工藝的處理能力受溫度影響較小。

2.2 填充率

填料的填充率越高，生物量就越大。但填充率過高，就會(huì)導(dǎo)致在曝氣過程中懸浮填料相互碰撞，使生物膜脫落，影響出水水質(zhì)。相關(guān)的研究中表明，當(dāng)填料的填充率從20%增加到30%時(shí)，氨氮的平均去除率從90.51%提高到97.45%，出水氨氮的平均濃度從4.91mg/L 降低到1.32mg/L；當(dāng)填料的填充率為40%時(shí)，出水氨氮的平均去除率和平均濃度分別為97.51%和1.29mg/L；當(dāng)填料的填充率從50%增加到60%時(shí)，氨氮的平均去除率從97.37%下降到93.18%，出水氨氮的平均值從1.36mg/L 升高到3.53mg/L。

2.3 溶解氧

MBBR 工藝的去除效果與溶解氧濃度的高低有密切關(guān)系，當(dāng)溶解氧的濃度充足時(shí)有機(jī)物的氧化和硝化反應(yīng)能夠正常進(jìn)行，當(dāng)溶解氧的濃度較低時(shí)有機(jī)物的氧化和硝化效果較差。在相關(guān)研究中表明，當(dāng)DO 的質(zhì)量濃度為4.5±0.25mg/L 時(shí)，氨氮和有機(jī)物的去除率分別為95.8%和96.7%；當(dāng)DO 的質(zhì)量濃度為3.0±0.25mg/L 時(shí)，氨氮和有機(jī)物的去除率分別為85.8%和92.4%；當(dāng)DO 的質(zhì)量濃度為2.0±0.25mg/L 時(shí)，氨氮和有機(jī)物的去除率分別為57.9%和80.1%。

2.4 pH 值

MBBR 工藝中氨氮的去除率與pH 值有很大的關(guān)系，當(dāng)pH 值較低時(shí)抑制了亞硝化菌的活性且較低的pH 值也不適合水中微生物的生長，導(dǎo)致氨氮的去除率較低。張鵬等人的研究表明，當(dāng)pH=8 時(shí)NH3-N 和TN 的去除率與pH=6 和7 相比，能夠達(dá)到最好的效果；當(dāng)pH＜5 和pH＞9 時(shí)，NH3-N 和TN 的去除率呈下降趨勢，在pH＜5 的情況下NH3-N 和TN 的去除率明顯下降。

3 在提標(biāo)改造中的應(yīng)用

3.1 在A/O 工藝改造中的應(yīng)用

山西某污水廠的提標(biāo)改造工程，將原有A/O 工藝改造成改良A2/O工藝并向好氧池內(nèi)投加懸浮填料，形成改良A2/O-MBBR 工藝。該污水廠利用MBBR 工藝對現(xiàn)有A/O 工藝進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了在無擴(kuò)建用地下的原池改造，并使好氧區(qū)內(nèi)產(chǎn)生了同步硝化反硝化的現(xiàn)象。呼和浩特某污水廠的提標(biāo)改造工程，在保證原有A/O 工藝生化池容積不變的情況下，將好氧區(qū)部分容積改造成缺氧區(qū)，并向好氧區(qū)內(nèi)投加懸浮填料，形成改良A2/O-MBBR 工藝。

3.2 在A2/O 及其變形工藝改造中的應(yīng)用

團(tuán)島污水廠的提標(biāo)改造工程，保留原有改良型A2/O 工藝，并向好氧池內(nèi)投加懸浮填料，形成改良型A2/O-MBBR 工藝。該污水廠利用MBBR工藝對原有工藝進(jìn)行改造，施工周期短且污水廠的正常運(yùn)行不受影響。提標(biāo)改造完成后，出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。由于填料表面存在生物膜，在冬季氣溫較低的情況下，氨氮的去除也能夠取得良好的處理效果。蘆村污水廠的提標(biāo)改造工程，向原有A2/O 工藝的好氧區(qū)內(nèi)投加懸浮填料，形成A2/O-MBBR 工藝。改造后的工藝具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，在進(jìn)水COD 濃度波動(dòng)較大的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的處理效果。

3.3 在氧化溝工藝改造中的應(yīng)用

西安第三污水廠的提標(biāo)改造工程，在原有奧貝爾氧化溝工藝的基礎(chǔ)上，改變原有氧化溝內(nèi)溝的曝氣方式并向內(nèi)溝投加懸浮填料，使原有氧化溝工藝的潛能得到充分的發(fā)揮。將改造完成的氧化溝按照MBBR 工藝運(yùn)行，并增加由濾布濾池組成的深度處理工藝，實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)穩(wěn)定的達(dá)到一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。佛山某污水廠的提標(biāo)改造工程，將原有A2/O 氧化溝的部分好氧區(qū)改造成缺氧區(qū)，并向好氧區(qū)內(nèi)投加懸浮填料形成A2/O-MBBR工藝。

4 結(jié)語

改造后的工藝在運(yùn)行中，出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定的達(dá)到一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)；具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力；好氧區(qū)能夠產(chǎn)生同步硝化反硝化的現(xiàn)象；在冬季氣溫較低的情況下，對氨氮的去除能夠取得良好的處理效果。改造后的工藝在使用中，要合理控制溶解氧的濃度，并保持生化反應(yīng)池的pH值在適當(dāng)范圍內(nèi)。