對(duì)氮素去除的影響
適度厚度生物膜：有利于實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化。生物膜表面的好氧環(huán)境適合氨氧化細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，而在生物膜內(nèi)部的缺氧環(huán)境中，反硝化細(xì)菌可將硝酸鹽還原為氮?dú)?，從而達(dá)到較好的脫氮效果。
生物膜過厚：會(huì)使內(nèi)部缺氧區(qū)域擴(kuò)大，好氧硝化區(qū)域相對(duì)縮小，導(dǎo)致硝化反應(yīng)不完全，氨氮去除率下降。同時(shí)，過厚的生物膜可能會(huì)使反硝化過程中產(chǎn)生的氮?dú)怆y以排出，在生物膜內(nèi)形成氣泡，影響生物膜結(jié)構(gòu)和微生物的代謝活動(dòng)，進(jìn)而降低反硝化效率。
生物膜過?。河捎谌狈ψ銐虻娜毖鯀^(qū)域，反硝化作用受限，無法將硝化產(chǎn)生的硝酸鹽完全還原，導(dǎo)致總氮去除效果不理想。
對(duì)磷去除的影響

工藝特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
處理能力：容積負(fù)荷高，能在較小的空間內(nèi)處理大量污水，對(duì)現(xiàn)有污水處理廠升級(jí)改造效果顯著，不增加用地面積，僅需對(duì)現(xiàn)有設(shè)施簡單改造，污水處理能力可增加 2-3 倍，并提高出水水質(zhì)。
耐沖擊性強(qiáng)：沖擊負(fù)荷以及溫度變化對(duì) MBBR 工藝的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)活性污泥法的影響，當(dāng)污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時(shí)，生物膜對(duì)此耐受能力較強(qiáng)，性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠。
維護(hù)管理簡便：攪拌和曝氣系統(tǒng)操作方便，曝氣系統(tǒng)采用穿孔曝氣管系統(tǒng)，不易堵塞；攪拌器采用香蕉型的攪拌葉片，外形輪廓線條柔和，不損壞填料，整個(gè)攪拌和曝氣系統(tǒng)很容易維護(hù)管理。
靈活適應(yīng)性：可以采用各種池型，而不影響工藝的處理效果；還可以靈活選擇不同的填料填充率，達(dá)到兼顧和遠(yuǎn)期擴(kuò)大處理規(guī)模而無需增大池容的要求。
生物池?zé)o堵塞：由于填料和水流在生物池的整個(gè)容積內(nèi)都能得到混合，從根本上杜絕了生物池的堵塞可能，因此池容得到完全利用。
使用壽命長：耐用的生物填料，曝氣系統(tǒng)和出水裝置可以整個(gè)系統(tǒng)長期使用而不需要更換，折舊率低。

生物膜厚度對(duì) MBBR 工藝處理效果的影響在以下幾種情況下較為顯著：
處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)：高濃度有機(jī)廢水中含有大量的有機(jī)物，為微生物提供了豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，微生物生長迅速，生物膜形成快且容易增厚。過厚的生物膜會(huì)使內(nèi)部的傳質(zhì)阻力增大，氧氣和底物難以擴(kuò)散到生物膜深處，導(dǎo)致內(nèi)部微生物得不到足夠的營養(yǎng)和氧氣，活性降低，對(duì)有機(jī)物的降解能力下降，處理效果受到明顯影響。例如，在處理食品加工廢水、印染廢水等高濃度有機(jī)廢水時(shí)，生物膜厚度如果控制不當(dāng)，很容易出現(xiàn)處理效果惡化的情況。
處理含難降解污染物廢水時(shí)：難降解污染物如多環(huán)芳烴、持久性有機(jī)污染物等，需要特定的微生物群落和較長的反應(yīng)時(shí)間才能被降解。生物膜厚度增加可能導(dǎo)致微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，一些對(duì)難降解污染物有降解能力的微生物可能因環(huán)境變化而活性降低或數(shù)量減少。同時(shí)，厚生物膜阻礙了難降解污染物向微生物的傳質(zhì)，使其更難以被降解，進(jìn)而顯著影響 MBBR 工藝對(duì)這類廢水的處理效果。

生物膜的厚度會(huì)影響 MBBR 工藝的能耗，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
曝氣能耗：生物膜厚度增加會(huì)使氧傳遞阻力增大。因?yàn)檩^厚的生物膜內(nèi)部存在缺氧區(qū)域，氧氣需要穿過更厚的生物膜層才能到達(dá)內(nèi)部的微生物，這就需要提高曝氣量來微生物的需氧量，從而增加了曝氣能耗。研究表明，當(dāng)生物膜厚度從適宜狀態(tài)增加到過厚時(shí)，為維持相同的處理效果，曝氣量可能需要增加 20% - 50%，相應(yīng)的曝氣能耗也會(huì)顯著上升。
攪拌能耗：生物膜過厚可能導(dǎo)致懸浮填料的比重增加，流動(dòng)性變差。為了填料在反應(yīng)器內(nèi)的均勻流化，需要增加攪拌強(qiáng)度或延長攪拌時(shí)間，這無疑會(huì)增加攪拌能耗。此外，攪拌強(qiáng)度的增加還可能導(dǎo)致生物膜表面的剪切力增大，促使生物膜脫落，雖然一定程度的脫落有利于控制生物膜厚度，但過度脫落會(huì)影響處理效果，需要在攪拌強(qiáng)度和生物膜穩(wěn)定性之間找到平衡。
水力輸送能耗：生物膜厚度影響反應(yīng)器內(nèi)的水力條件。過厚的生物膜會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)的水流阻力增大，為了污水在反應(yīng)器內(nèi)的正常流動(dòng)和水力停留時(shí)間，需要增加水泵的揚(yáng)程或流量，從而增加了水力輸送能耗。特別是在處理高濃度有機(jī)廢水或生物膜生長較快的情況下，水力輸送能耗的增加更為明顯。
由此可見，生物膜厚度對(duì) MBBR 工藝的能耗有著重要影響，在實(shí)際運(yùn)行中，需要合理控制生物膜厚度，以降低能耗，實(shí)現(xiàn)工藝的節(jié)能運(yùn)行。

選擇合適的填料
填料材質(zhì)：不同材質(zhì)的填料表面性質(zhì)和粗糙度不同，對(duì)微生物的附著和生長有不同的影響。選擇表面親水性好、粗糙度適中的填料，有利于微生物的附著和初期生物膜的形成，同時(shí)也便于在運(yùn)行過程中控制生物膜的厚度。例如，聚乙烯、聚丙烯等材質(zhì)的填料具有較好的生物相容性和物理化學(xué)穩(wěn)定性，是 MBBR 工藝中常用的填料材質(zhì)。
填料形狀和尺寸：填料的形狀和尺寸會(huì)影響其比表面積和水力特性。選擇比表面積大、孔隙率合適的填料，可以為微生物提供更多的附著面積，同時(shí)有利于污水在反應(yīng)器內(nèi)的均勻分布和與生物膜的充分接觸。例如，球形、圓柱形等形狀規(guī)則的填料，其流體力學(xué)性能較好，可使生物膜在填料表面均勻生長，便于控制生物膜厚度。
監(jiān)測(cè)與調(diào)整
定期檢測(cè)生物膜厚度：可采用非破壞性的檢測(cè)方法，如光學(xué)顯微鏡觀察、激光共聚焦顯微鏡測(cè)量等，定期對(duì)生物膜厚度進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，使生物膜厚度保持在優(yōu)化的范圍內(nèi)。
綜合評(píng)估處理效果：通過監(jiān)測(cè)污水的水質(zhì)指標(biāo)，如 COD、氨氮、總磷等的去除率，以及出水的懸浮物、濁度等指標(biāo)，綜合評(píng)估 MBBR 工藝的處理效果。當(dāng)處理效果出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，分析生物膜厚度及其他相關(guān)因素的變化，找出原因并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。


長期運(yùn)行且缺乏維護(hù)時(shí)：MBBR 工藝長期運(yùn)行過程中，如果缺乏有效的維護(hù)和管理，生物膜會(huì)逐漸積累變厚。隨著時(shí)間的推移，生物膜的老化、脫落等現(xiàn)象加劇，新老生物膜的更替失衡，會(huì)導(dǎo)致微生物活性下降，處理效果變差。此外，長期運(yùn)行中工藝參數(shù)可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，也會(huì)與生物膜厚度變化相互作用，進(jìn)一步影響處理效果。例如，一些污水處理廠在長期運(yùn)行過程中，由于沒有定期監(jiān)測(cè)和調(diào)整生物膜厚度，導(dǎo)致處理效果逐漸下降，出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。
工藝參數(shù)波動(dòng)較大時(shí)：當(dāng) MBBR 工藝的關(guān)鍵參數(shù)如水溫、pH 值、溶解氧、水力停留時(shí)間等出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，微生物的生長環(huán)境發(fā)生變化，生物膜的生長和代謝也會(huì)受到影響。在這種情況下，生物膜厚度的變化對(duì)處理效果的影響會(huì)被放大。例如，水溫突然降低，微生物活性降低，生物膜的生長速率也會(huì)下降，如果此時(shí)生物膜厚度較厚，可能會(huì)加劇內(nèi)部微生物的活性抑制，導(dǎo)致處理效果明顯下降；又如，溶解氧濃度的大幅波動(dòng)會(huì)影響生物膜內(nèi)部好氧、缺氧區(qū)域的分布，進(jìn)而影響微生物的代謝途徑和處理效果，而生物膜厚度不同，這種影響的程度也會(huì)不同。

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