外形球形性質(zhì)脫氮

MBBR工藝原理是通過向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類，從而提高反應(yīng)器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細(xì)小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個載體都為一個微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時存在，從而提高了處理效果。

MBBR法的技術(shù)關(guān)鍵在于比重接近于水、輕微攪拌下易于隨水自由運動的生物填料。通常填料由聚乙烯塑料制成，每一個載體的外形為直徑10mm、高8mm的小圓柱體，圓柱體中有十字支撐，外壁有的豎條狀鰭翅，填料中空部分占整個體積的0.95，即在一個充滿水和填料的容器中，每一個填料中水占的體積為95%?？紤]到填料旋轉(zhuǎn)以及總?cè)萜魅莘e，填料的填充比被定義為載體所占空問的比例，為了達(dá)到好的混合效果，填料的填充比大為0.7。理論上填料總的比表面積是按照每一單位體積生物載體比表面積的數(shù)量來定義的，一般為700m2/m3。當(dāng)生物膜在載體內(nèi)部生長時，實際有效利用的比表面積約為500m2/m3。

此類型的生物填料有利于微生物在填料內(nèi)側(cè)附著生長，形成較穩(wěn)定的生物膜，并且容易形成流化狀態(tài)。當(dāng)預(yù)處理要求較低或污水中含有大量纖維物質(zhì)時，例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，采用比表面積較小、尺寸較大的生物填料，當(dāng)已有較好的預(yù)處理或用于硝化時，采用比表面積大的生物填料。

MBBR法主要是通過懸浮填料來實現(xiàn)終的污水處理，所以DO對懸浮填料的影響也是影響整個處理結(jié)果的關(guān)鍵。曹占平等對MBBR法充氧能力進行了實驗研究，結(jié)果表明反應(yīng)器的充氧能力在一定范圍內(nèi)隨著懸浮填料填充率的增大而增大。在曝氣的作用下，水隨填料一起流化，水流紊動程度較無填料時大，加速了氣液界面的更新和氧的轉(zhuǎn)移，使氧的轉(zhuǎn)移速率提高。隨著填料數(shù)量的增多，填料、氣流和水流三者之間的這種切割作用和紊動作用不斷加強。但加入填料量為60%時，填料在水中的流化效果變差，水體紊動程度也降低，使得氧的傳遞速率下降，氧的利用率降低。所以針對不同類型的水質(zhì)，控制好DO的量對整個工藝終的處理結(jié)果是至關(guān)重要的。

微生物的生理活動與環(huán)境的酸堿度密切相關(guān)，只有在適宜的酸堿度條件下，微生物才能進行正常的生理活動。pH值過大的偏離適宜數(shù)值，微生物的酶系統(tǒng)的催化功能就會減弱，甚至消失。不同種屬的微生物生理活動適應(yīng)的pH值，都有一定的范圍，在這一范圍內(nèi)，還可分為低pH值、適pH值和高pH值。在低或高的pH環(huán)境中，微生物雖然能夠成活，但生理活動微弱，易于死亡，增殖速率大為降低。參與污水生物處理的微生物，一般佳的pH值范圍，介于6.5-8.5之間。MBBR法作為生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的工藝，同樣依賴于微生物的生長以達(dá)到有機物降解的目的。所以保持微生物佳pH范圍是取得良好污水處理效果的必要條件，當(dāng)污水(特別是工業(yè)廢水)的pH值變化較大時，需要考慮設(shè)調(diào)節(jié)池，使污水的pH值調(diào)節(jié)到適宜范圍后再進行曝氣。

MBBR是在20世紀(jì)90年代中期得到開發(fā)和應(yīng)用的，其兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點，是一種新型的污水處理方法。迄今為止，國外已應(yīng)用MBBR進行處理生活污水、工業(yè)廢水的小試、中試及生產(chǎn)性實驗研究，均取得了較好的效果。

其中，美國的Captor工藝和德國的Linpor工藝是目前兩種比較成熟的多孔懸浮載體系統(tǒng)。在完全混合反應(yīng)器中加入聚氨酯泡沫塊供微生物附著生長，用于處理城市生活污水，研究了其對BOD的去除和硝化作用。

目前，國內(nèi)外已對MBBR工藝進行了多項試驗性研究，并在實際應(yīng)用中取得了較好的效果。由于MBBR可減少現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的體積，易于在現(xiàn)有污水處理廠基礎(chǔ)上升級，且處理效果好，歐洲、美國、日本、新西蘭以及我國均建有MBBR型污水處理廠。

具體工藝流程為調(diào)節(jié)池-MBBR-沉淀池-纖維球過濾罐-活性炭過濾罐。進水水質(zhì)為COD76mg/L、BOD37mg/L，在水力停留時間為2.4h、氣水比為4：1的情況下，出水各項水質(zhì)指標(biāo)均可達(dá)到國家環(huán)保冷卻水回用標(biāo)準(zhǔn)要求。

馬建勇等研究了MBBR處理低負(fù)荷生活污水時啟動和運行的性能和特點，發(fā)現(xiàn)閉路循環(huán)法比排泥掛膜法啟動稍慢，但運行初期的處理效果比后者好。同時還考察了懸浮污泥與填料生物膜之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)懸浮污泥對填料生物有抑制作用，不利于反應(yīng)器的長期穩(wěn)定運行。

MBBR中生物膜主要固著在填料上，污泥停留時間與水力停留時間無關(guān)，硝化菌、亞硝化菌等生長世代時間較長、比增長速率很小的微生物都可以在填料上生長，從而增強了脫氮能力。脫氮過程分為硝化和反硝化兩個階段，分別由硝化菌和反硝化菌完成。MBBR可以實現(xiàn)硝化菌與反硝化菌在空間上相對立生長，從而優(yōu)化了兩種菌群的生長條件。

MBBR用于生物脫氮取得了較好的效果。RustenN在FREVAR廢水處理廠使用KaldneS型KI填料中試進行廢水的脫氮處理，進水為預(yù)處理過的生活污水，溫度為4.8℃～20℃。結(jié)果表明，10℃時，硝化速率達(dá)190gTNK/m2.d，反應(yīng)器的pH>7。前期脫氮效果主要受水中易降解有機物濃度和MBBR缺氧區(qū)進水中溶解氧濃度的影響。該設(shè)計將MBBR與前硝化、后脫氮、絮凝劑后的固體分離系統(tǒng)結(jié)合使用，如進水為25mgTN/L，總氮的去除Ng為70%，空床HRT可達(dá)4-5h。

2，3-二甲基苯胺是一種環(huán)狀結(jié)構(gòu)且有毒不易降解的有機物，在生產(chǎn)染料和甲滅酸工廠排出的廢水中，含有大量該物質(zhì)。邢國平等采用循環(huán)MBBR對該廢水進行處理，當(dāng)HRT較短時，氨氮的去除率較大，因為主要發(fā)生的是微生物的耗氧，且氨氮的去除率與其容積負(fù)荷成反比。

應(yīng)對填料表面的化學(xué)特性及懸浮填料的脫落機制進行深入的研究，增加填料的比表面積；應(yīng)盡可能地降低懸浮填料的造價，使懸浮填料能更廣泛地應(yīng)用于污水處理。可采用活性炭、淀粉、明膠等作為生物活性添加劑，使懸浮填料能夠促進微生物的生長和繁殖。

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