为什么越来越多的污水治理项目用到MBBR工艺
MBBR工艺是从上世纪80年代末从欧洲兴起的,十几年前开始在国内运用,随着大家对MBBR的认知,目前国内很多污水厂的提标改造项目以及农村生活污水的治理项目开始广泛运用MBBR工艺。
我们首先对MBBR工艺的原理了解一下。
MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝气的时候,与水呈完全混合状态,微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率。另外,每个载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些厌氧菌或兼氧菌,外部为好养菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。
其次,我们通过数十个应用到MBBR工艺项目的实践认知到MBBR工艺以下几点优势:
1.简单:只是在曝气池投加一定量填料,即可将活性污泥池或厌氧池改装为MBBR
改造费用低:填料投加量10-70%(按有效容积);
2.:容积负荷可提高2-4倍,占地面积小
3.能耗低:水头损失小,能耗只比活性污泥略有增加
4.稳定性高:温度变化和有害物质对MBBR工艺的影响要远远小于对活性污泥法的影响,当温度变化、污水成分发生变化、或污水有害物质增加时,MBBR 耐受力很强。
MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点,是一种新型的污水处理方法,依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态,进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜,这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间,充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性,使之扬长避短,相互补充。
在实践中,我们对MBBR总结了一些MBBR工艺的深度认知。
1.MBBR悬浮载体投加能够强化氨氮去除,同时也会强化TN去除。
MBBR直接的效果就是增加生物量,强化生物富集作用,生物膜上硝化菌群丰度是活性污泥的10余倍,并且拥有更丰富的硝化菌群的种属。硝化细菌质变与量变,大大强化了系统硝化效果。
通过借用好氧池容,可以优先满足缺氧反硝化,好氧池容不足引起的硝化缺失,可以通过好氧区投加悬浮载体补足。生物膜分层分布的特点,为同步硝化反硝化(SND)的出现创造了条件。通过优化控制,SND对TN去除贡献能超过10%。
2.MBBR悬浮载体投加可以强化生物除磷。
活性污泥法,脱氮除磷效果难以兼顾,但是MBBR工艺通过悬浮载体的投加,使得系统成为了双泥龄结构。悬浮载体生物膜上的固定态泥龄长,可满足硝化细菌生长需求,因此可适当缩短活性污泥的悬浮态泥龄,强化生物除磷效果。
3.MBBR工艺影响挂膜因素众多,并非低基质污水就难于挂膜。
MBBR挂膜因素有很多,如水温,HP值,DO,水质溶度等,很多合作单位担心进水浓度偏低,生物膜长不起来。
我们在项目实践中,发现夏季挂膜在1-2周,冬季3-6周,一些生活污水项目上挂膜速度比工业污水快,在一些本身已经投加填料的项目上,投放第二批填料时,明显快于次投加的挂膜速度。
在众多的影响挂膜快满的因素中,常常被大家忽视的是填料载体的流化效果。流化提供的剪切力刺激微生物胞外聚合物EPS的分泌,强化了悬浮载体的挂膜。水力剪切,是微生物富集、筛选、进化的重要外在条件,也是生物膜动态更新的必要条件。通过优化控制,完全可以规避低水质浓度对挂膜带来的影响,水质浓度越低,对于控制的经验要求越高,需要确保水力剪切,实现正常挂膜。
生物膜越厚生物量越多,但是处理效果并非生物膜越后越好,MBBR就是为了强化传质,才将传统的固定床,优化为移动床。如果传质有问题,再多的生物量也没有处理效果上的增益。悬浮载体内部过水流道面积有限,一味增加生物膜厚度将导致流道变窄,增加表面张力降低实际有效比表面积,系统传质受阻;另一方面,DO穿透能力有限,若生物膜较厚内部易形成厌氧层,厌氧发酵将导致生物膜大面积同时脱落,影响处理效果。因此良好的生物膜为薄薄致密一层,MBBR工艺应保障生物膜良好传质传氧而非单纯增大生物量。