為什么越來越多的污水治理項(xiàng)目用到MBBR工藝
MBBR工藝是從上世紀(jì)80年代末從歐洲興起的，十幾年前開始在國內(nèi)運(yùn)用，隨著大家對MBBR的認(rèn)知，目前國內(nèi)很多污水廠的提標(biāo)改造項(xiàng)目以及農(nóng)村生活污水的治理項(xiàng)目開始廣泛運(yùn)用MBBR工藝。
我們首先對MBBR工藝的原理了解一下。
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(shí)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(gè)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(gè)載體都為一個(gè)微型反應(yīng)器，使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)同時(shí)存在，從而提高了處理效果。
其次，我們通過數(shù)十個(gè)應(yīng)用到MBBR工藝項(xiàng)目的實(shí)踐認(rèn)知到MBBR工藝以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：
1.簡單：只是在曝氣池投加一定量填料，即可將活性污泥池或厭氧池改裝為MBBR
改造費(fèi)用低：填料投加量10-70%（按有效容積）；
2.：容積負(fù)荷可提高2-4倍，占地面積小
3.能耗低：水頭損失小，能耗只比活性污泥略有增加
4.穩(wěn)定性高：溫度變化和有害物質(zhì)對MBBR工藝的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對活性污泥法的影響，當(dāng)溫度變化、污水成分發(fā)生變化、或污水有害物質(zhì)增加時(shí)，MBBR 耐受力很強(qiáng)。
MBBR工藝兼具傳統(tǒng)流化床和生物接觸氧化法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的污水處理方法，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài)，進(jìn)而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，這就使得移動(dòng)床生物膜使用了整個(gè)反應(yīng)器空間，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，使之揚(yáng)長避短，相互補(bǔ)充。
在實(shí)踐中，我們對MBBR總結(jié)了一些MBBR工藝的深度認(rèn)知。
1.MBBR懸浮載體投加能夠強(qiáng)化氨氮去除，同時(shí)也會強(qiáng)化TN去除。
MBBR直接的效果就是增加生物量，強(qiáng)化生物富集作用，生物膜上硝化菌群豐度是活性污泥的10余倍，并且擁有更豐富的硝化菌群的種屬。硝化細(xì)菌質(zhì)變與量變，大大強(qiáng)化了系統(tǒng)硝化效果。
通過借用好氧池容，可以優(yōu)先滿足缺氧反硝化，好氧池容不足引起的硝化缺失，可以通過好氧區(qū)投加懸浮載體補(bǔ)足。生物膜分層分布的特點(diǎn)，為同步硝化反硝化（SND）的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。通過優(yōu)化控制，SND對TN去除貢獻(xiàn)能超過10%。
2.MBBR懸浮載體投加可以強(qiáng)化生物除磷。
活性污泥法，脫氮除磷效果難以兼顧，但是MBBR工藝通過懸浮載體的投加，使得系統(tǒng)成為了雙泥齡結(jié)構(gòu)。懸浮載體生物膜上的固定態(tài)泥齡長，可滿足硝化細(xì)菌生長需求，因此可適當(dāng)縮短活性污泥的懸浮態(tài)泥齡，強(qiáng)化生物除磷效果。
3.MBBR工藝影響掛膜因素眾多，并非低基質(zhì)污水就難于掛膜。
MBBR掛膜因素有很多，如水溫，HP值，DO，水質(zhì)溶度等，很多合作單位擔(dān)心進(jìn)水濃度偏低，生物膜長不起來。
我們在項(xiàng)目實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)夏季掛膜在1-2周，冬季3-6周，一些生活污水項(xiàng)目上掛膜速度比工業(yè)污水快，在一些本身已經(jīng)投加填料的項(xiàng)目上，投放第二批填料時(shí)，明顯快于次投加的掛膜速度。
在眾多的影響掛膜快滿的因素中，常常被大家忽視的是填料載體的流化效果。流化提供的剪切力刺激微生物胞外聚合物EPS的分泌，強(qiáng)化了懸浮載體的掛膜。水力剪切，是微生物富集、篩選、進(jìn)化的重要外在條件，也是生物膜動(dòng)態(tài)更新的必要條件。通過優(yōu)化控制，完全可以規(guī)避低水質(zhì)濃度對掛膜帶來的影響，水質(zhì)濃度越低，對于控制的經(jīng)驗(yàn)要求越高，需要確保水力剪切，實(shí)現(xiàn)正常掛膜。
生物膜越厚生物量越多，但是處理效果并非生物膜越后越好，MBBR就是為了強(qiáng)化傳質(zhì)，才將傳統(tǒng)的固定床，優(yōu)化為移動(dòng)床。如果傳質(zhì)有問題，再多的生物量也沒有處理效果上的增益。懸浮載體內(nèi)部過水流道面積有限，一味增加生物膜厚度將導(dǎo)致流道變窄，增加表面張力降低實(shí)際有效比表面積，系統(tǒng)傳質(zhì)受阻；另一方面，DO穿透能力有限，若生物膜較厚內(nèi)部易形成厭氧層，厭氧發(fā)酵將導(dǎo)致生物膜大面積同時(shí)脫落，影響處理效果。因此良好的生物膜為薄薄致密一層，MBBR工藝應(yīng)保障生物膜良好傳質(zhì)傳氧而非單純增大生物量。
