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MBBR的技術(shù)特征和填充性能的判別指標(biāo)
MBBR的技術(shù)特征和填充性能的判別指標(biāo)。
MBBR技術(shù)原理是利用生物膜法的基本原理，通過(guò)向反應(yīng)器投入一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器的生物量和生物種類，提高反應(yīng)器的處理效率。填充劑的密度接近水，曝氣時(shí)與水完全混合，微生物生長(zhǎng)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。此外，每個(gè)載體內(nèi)外都有不同的生物種類，內(nèi)部生長(zhǎng)一些厭氧菌或兼氧菌，外部是好氧菌，所以每個(gè)載體都是微型反應(yīng)器，同時(shí)存在硝化反應(yīng)和硝化反應(yīng)，從而提高了處理效果。
一、MBBR工藝的原理和特點(diǎn)。
1、MBBR工藝原理。
MBBR技術(shù)的原理是向反應(yīng)器投入一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器的生物量和生物種類，提高反應(yīng)器的處理效率。填充劑的密度接近水，曝氣時(shí)與水完全混合，微生物生長(zhǎng)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。此外，各載體內(nèi)外生物種類不同，內(nèi)部生長(zhǎng)厭氧菌和兼氧菌，外部生長(zhǎng)良好，各載體為微型反應(yīng)器，同時(shí)存在硝化反應(yīng)和硝化反應(yīng)，提高處理效果。
MBBR技術(shù)兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型高效的污水處理方法，通過(guò)曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提高作用使載體處于流化狀態(tài)，形成懸浮生長(zhǎng)的活性污泥和附著生長(zhǎng)的生物膜，移動(dòng)床的生物膜使用整個(gè)反應(yīng)器空間與傳統(tǒng)填充劑不同，懸浮填充劑與污水多次接觸，因此被稱為移動(dòng)生物膜。
2、MBBR的優(yōu)勢(shì)。
與活性污泥法和固定填充劑生物膜法相比，MBBR具有活性污泥法的高效性和運(yùn)行靈活性，具有傳統(tǒng)生物膜法的耐沖擊負(fù)荷、泥齡長(zhǎng)、剩馀污泥少的特點(diǎn)。
(1)填充劑的特點(diǎn)。
填料多由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯發(fā)泡體等制成，比重接近水，以圓柱狀和球狀為主，易掛膜，不結(jié)塊、不堵塞、易脫膜。
(2)良好的脫氮能力。
填充劑形成良好的飼養(yǎng)、缺氧和厭氧環(huán)境，硝化和硝化反應(yīng)可在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生，對(duì)去除氨氮有良好的效果。
(3)有機(jī)物去除效果好。
反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，一般污泥濃度為普通活性污泥法的5~10倍，可達(dá)30~40g/L。在提高有機(jī)物處理效率的同時(shí)，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。
(4)易于維護(hù)和管理。
曝氣池內(nèi)無(wú)需設(shè)置填充支架，便于填充和池底曝氣裝置的維護(hù)，同時(shí)投資和占地面積。
3.MMBR的缺點(diǎn)。
(1)反應(yīng)器中的填充劑依靠曝氣和水流的提高作用處于流化狀態(tài)，在實(shí)際工程中容易發(fā)生局部填充劑堆積的現(xiàn)象。為了避免填充劑的堆積，有必要改善曝氣管道的配置和反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)大大決定了水力特性。在實(shí)際工程中，單個(gè)反應(yīng)器的長(zhǎng)度比在0.5左右，長(zhǎng)度在3m以下有助于填充材料的完全移動(dòng)。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)通過(guò)大量試驗(yàn)優(yōu)化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和水力特性，降低能耗，進(jìn)一步提高M(jìn)BBR的經(jīng)濟(jì)效益。
(2)反應(yīng)器的出水多設(shè)置柵欄板和網(wǎng)格，避免填充劑的流失，但容易堵塞。在實(shí)際工程中，可安裝活動(dòng)格柵板，定期人工清掃，也可安裝空氣反吹裝置，防止堵塞。
二、MBBR填充劑的判別指標(biāo)。
1、生物膜的附著性。
生物膜的附著能力—評(píng)估填料的優(yōu)劣；最重要的指標(biāo)生物附著量=受保護(hù)的表面積（與填料的設(shè)計(jì)運(yùn)行狀態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)）×單位表面積的生物附著量（與填料的性能有關(guān)）
2.填充材料的性能。
填充性能-評(píng)價(jià)填充生物附著量的最重要指標(biāo)。
(1)填充材料的表面性能。
1、表面結(jié)構(gòu)：一般認(rèn)為表面粗糙度大，掛膜速度快。
2、表面電位：一般微生物帶負(fù)電荷，填料表面為正電荷適合微生物生長(zhǎng)。
3、親水性：微生物為親水性顆粒，填料親水性好，適用于微生物生長(zhǎng)掛膜狀態(tài)。
(2)水力學(xué)性能。
1、孔隙率:填充材料占有的體積，孔隙率高。
2、形狀尺寸：影響水流、氣流的流態(tài)。
(3)流化性能：與填料密度有關(guān)。填充劑的密度為0.97-1.03，小曝氣和攪拌可以流化。
3.懸掛膜的成熟判別。
肉眼判斷：
生物膜均勻分布在載體表面，越靠近載體表面越致密，反之越松散，同時(shí)載體顏色越深，標(biāo)志著載體掛膜進(jìn)入成熟期。
鏡檢判斷:
生物膜結(jié)構(gòu)致密，微生物種類多樣，固定型纖維毛蟲(chóng)、鐘蟲(chóng)、累枝蟲(chóng)等數(shù)量多，少量輪蟲(chóng)、游泳型纖維毛蟲(chóng)顯示出生物膜的成熟。
三、MBBR的研究現(xiàn)狀。
MBBR是1990年代中期開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的，兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型高效的污水處理方法。迄今為止，國(guó)外應(yīng)用MBBR進(jìn)行生活污水、工業(yè)廢水處理的小試驗(yàn)、中試驗(yàn)和生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)研究，取得了良好的效果。其中，美國(guó)的Captor技術(shù)和德國(guó)的Linpor技術(shù)是現(xiàn)在比較成熟的多孔懸浮載體系統(tǒng)。在完整的混合反應(yīng)器中加入聚氨酯泡沫塊供微生物附著生長(zhǎng)，用于處理城市生活污水，研究了BOD的去除和硝化作用。
結(jié)果表明，硝化細(xì)菌優(yōu)先生長(zhǎng)在載體上，硝化活性達(dá)到0.33mgN/h塊載體(載體體積為8cm3/塊)，4小時(shí)內(nèi)BOD完全去除，產(chǎn)生硝化作用，硝化作用在10小時(shí)內(nèi)完成。在過(guò)去的10年里，移動(dòng)床生物膜技術(shù)在挪威發(fā)展，目前已有100多家基于該技術(shù)的污水處理廠在17個(gè)國(guó)家使用或建設(shè)，主要用于去除市政污水和工業(yè)廢水中的有機(jī)物和氨氮。
微生物賴以棲息的新型載體研發(fā)是移動(dòng)生物膜法處理廢水的關(guān)鍵技術(shù)之一，其性能直接影響污水的處理效果和投資費(fèi)用。科研人員以改進(jìn)填充劑為突破口，不斷推進(jìn)移動(dòng)生物膜法的發(fā)展�，F(xiàn)在的懸浮填充劑大多是由聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯發(fā)泡體等制成的，比重接近水，生物膜生長(zhǎng)后，在正常的曝氣強(qiáng)度下容易達(dá)到全池的流化。
懸浮填料的形狀通常為球狀、圓筒狀或顆粒狀，一般認(rèn)為球狀具有良好的水力學(xué)特性，是最理想的形狀。但是，受生產(chǎn)技術(shù)的限制，有時(shí)很難將材料變成球狀，圓筒狀填充材料的長(zhǎng)徑比為1時(shí)接近球狀，因此懸浮填充材料一般選擇圓筒狀。此外，生物膜反應(yīng)器填充的填充材料比表面積多100~500m2/m3之間。聚乙烯制成的懸浮填料分為φ10×7(mm)、比表面積為335m2/m3、φ15×15(mm)、比表面積為235m2/m3的聚丙烯制成的懸浮填料，密度為0.94g/cm3，形狀為波紋圓柱體，尺寸為φ15~20(mm)×20~30(mm)。
近年來(lái)，我國(guó)許多學(xué)者也進(jìn)行了MBBR技術(shù)的研究，但大多還處于試驗(yàn)性研究階段。其重要技術(shù)是對(duì)懸浮填料的研究，濟(jì)大學(xué)專利產(chǎn)品為φ50×50(mm)的圓筒狀懸浮填料，比表面積為278m2/m3，材料為改性聚乙烯的李峰報(bào)道的懸浮填料為φ50×50(mm)的圓筒狀，比表面積為350m2/m3一般來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)使用的載體外形尺寸大于國(guó)外，主要受整個(gè)工藝和出水格柵的限制。
總的來(lái)說(shuō)，中國(guó)目前對(duì)懸浮填料的研究剛剛開(kāi)始，新型懸浮填料在中國(guó)污水處理工程中。
