污水处理工艺MBBR的详细资料

作者｜轮虫

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MBBR是水处理领域的热门工艺，对于从事水处理的工程人员，不可不知、不可不懂。涂山环保   针对MBBR工艺展开，内容干货、全面，主要包含以下八个部分内容：

一、MBBR工艺的原理

二、MBBR工艺的特点

三、MBBR工艺的适用范围

四、MBBR工艺在市政污水处理中的优势

五、 MBBR工艺 的影响因素控制和过程控制

六、MBBR填料的判别指标

七、MBBR工艺在工程应用中的常见问题

八、MBBR、MBR、FBR的区别

一、MBBR工艺的原理    

二、MBBR工艺的特点      

MBBR工艺的优点：

1、填料多为聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫体等制成的，比重接近于水，以圆柱状和球状为主，易于挂膜，不结团、不堵塞、脱膜容易。

2、因填料、水都是运动的，故气、水、固相之间的传质较好，填料上生物膜的活性较高，提高了系统的有机负荷和效率，出水水质稳定。

3、MBBR的应用比较灵活，反应器形状多种多样，结构紧凑，占地面积小，在相同负荷条件下只需普通氧化池20%的容积。

4、水头损失小，能耗低，运行简单，操作管理方便。

5、微生物附着在载体上随水流流动所以不需要污泥回流或循环反冲洗。

6、生物膜自然脱落，不会引起堵塞。

MBBR工艺的缺点：

1、反应器中的填料依靠曝气和水流的提升作用处于流化状态，在实际工程中，容易出现局部填料堆积的现象。为了避免填料堆积现象，需改进曝气管路的布置以及反应器的结构。反应器的结构在很大程度上决定了它的水力特性。

实际工程中，当单个反应器的长深比为0.5左右且长度不大于3m时有利于填料完全移动。在实际工程设计时应通过大量试验来优化反应器的构造和水力特性，降低能耗，进一步提高MBBR的经济效益。

2、反应器出水往往设置栅板或格网以避免填料流失，但容易造成堵塞。在实际工程中，可以设置活动栅板，定期进行人工清理，也可设置空气反吹装置以防止堵塞。

3、高微生物量需要足够的曝气量，因此运营能耗也更高。

4、容易造成膜污染，需要定期进行膜清洗或反冲洗。

三、 MBBR工艺的适用范围    

1、强化脱氮除磷，污水处理厂提标改造；

2、解决冬季低温氨氮超标问题；

3、污水处理厂扩容改造，最高可扩容3倍；

4、高浓度、有毒、难降解有机物处理；

5、污水厂和工业废水深度处理；

6、农村污水处理（一体化设备、净化槽等）。

四、MBBR工艺在市政污水处理中的优势    

1、占地面积小：在填料填充率为15%和相同的污染负荷的条件下，移动床生物膜反应器约占常规生物反应器（缺氧、厌氧及好氧）20-40%的池容。

2、适合于市政污水处理厂的扩容：鉴于大多数污水处理厂的预留面积较少，当实际进水水质及水量发生变化时，在保证原设计池容不变的情况下满足原设计出水标准。

3、适合于现有污水处理厂的升级改造：移动床生物膜工艺设计及运行灵活简单，适应不同类型的池型，而且与其它工艺的兼容性很强，可以与已建污水处理厂的大部分工艺如A2O、AO、SBR、CASS及氧化沟法等相组合。因此适合于现有污水处理厂的升级改造，使其满足一级A或一级B排放标准。

4、移动床生物膜反应器既具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少、无污泥膨胀现象发生的特点，又具有活性污泥法的高效性和运转灵活性。另一方面，温度变化对移动床生物膜工艺的影响要远远小于对活性污泥法的影响，当温度、污水成分发生变化或污水毒性增加时，移动床生物膜反应器的耐受力很强。

5、填料上形成好养、缺氧和厌氧环境，硝化和反硝化反应能够在一个反应器内发生，对氨氮的去除具有良好的效果。

5、反应器内污泥浓度较高，一般污泥浓度为普通活性污泥法的5～10倍，可高达30～40g/L。提高了对有机物的处理效率，同时耐冲击负荷能力强

五、MBBR工艺的影响因素控制和过程控制    

MBBR影响因素控制：

1、 温度         生物膜反应器系统宜在 15℃～35℃下运行。

2、 溶解氧        溶解氧是影响有机物去除效果的重要因素。   特别是在以除磷脱氮为目的的情况下， 溶解氧的浓度控制显得尤为重要。   在不同的生物膜反应器工艺类型中，混合液以各种形式在生物反应池内形成好氧、缺氧及厌氧段。   反应池各段 DO 的控制范围为：   厌氧段在 0.2mg/L 以下，缺氧段在0.2mg/L～0.5mg/L 之间，好氧段溶解氧浓度宜不小于 2mg/L。

3、 MLSS        MBBR 好氧区（池）污泥浓度宜控制在 3000mg/L～20000mg/L。   一般来说，当料液中污泥浓度增加时，由于污泥浓度过高，污泥易在生物膜表面沉积形成厚的污泥层。   但是，料液中污泥浓度也不能太低，否则污染物质降解速率低，同时活性污泥对溶解性有机物的吸附和降解能力减弱，使得混合液上清液中溶解性有机物浓度增加。   因此，应当维持料液中适中的污泥浓度，过高或过低都会使水通量减小。

4、 pH值       M   BBR反应池进水 pH 值宜为 6～9。

MBBR生化过程控制：

1、进水水温低于 8℃时，活性污泥的活性受到一定的影响，此时要适当降低出水量，保证污水中有机物在反应池内得到充分的降解，从而确保出水水质。

2、在气温发生突变的季节中尤其要注意观察出水水质，如出水水质有突变时，要减少适当出水量、增加曝气时间。

3、正常运行时，应极力避免对微生物新陈代谢有抑制作用的消毒液、消毒剂混入生物反应池中。防止设备中微生物的正常生物机理受到破坏，导致出水恶化。

4、当污水中含有大量的合成洗涤剂或其他起泡物质时，生物膜反应池会出现大量泡沫，此时可采取喷水的方法解决，但不要向反应池内加入含有油性物质的消泡剂来去除泡沫。也不可使用硅胶系列消泡剂。

六、MBBR填料的判别指标    

1、生物膜的附着性  

生物膜的附着能力-评价填料优劣的最重要指标生物附着量=受保护的表面积(与填料的设计运行状态构有关)× 单位表面积的生物附着量(与填料的性能有关)

2、填料表面性能

a、表面构造:一般认为表面粗糙度大，挂膜速度快。

b、表面电位:一般微生物带负电荷，填料表面为正电荷适宜微生物生长。

c、亲水性:微生物为亲水性粒子，填料亲水性好适合微生物生长挂膜状态。

3、填料水力学性能

a、孔隙率:填料占用的体积，孔隙率高好。

b、形状尺寸:影响水流、气流的流态。  

c、流化性能:与填料的密度有关。   填料的密度应为0.97-1.03，较小的曝气或搅拌即可实现流化。  

4、挂膜成熟判别

肉眼判断:

生物膜均匀分布于载体表面，越靠近载体表面越致密，反之越松散，同时载体颜色变深，标志着载体挂膜进入了成熟期。

镜检判断:  

生物膜结构致密，微生物种类多样化，固着型纤毛虫、钟虫、累枝虫等数量居多，有少量轮虫、游泳型纤毛虫出现标志着生物膜的成熟。

 

七、MBBR工艺在工程应用中的常见问题    

1、冬季低温调试，填料挂膜时间需多长时间？

在一个月就能够很好的一个实现达标。如果挂膜的话它实际上是一个过程，我们把挂膜分成两个角度，第一个是我们的肉眼能看到填料上有明显的生物膜，这个时间是需要七天；第二个就是达标的时间，这个时间在冬季的话大概就是在一个月之内；第三个就是生物膜完全成熟的时间，这个就会比较长，因为从专业的角度，生物膜完全成熟至少要经历一个冬夏的交替，它上面的菌落才能最终的实现稳定。总结，虽说从学术的一个角度，我们的稳定大概就是过了一个冬夏，从我们效果的角度是在三十天之内出水能够达标，从肉眼识别的角度大概在七天。

2、MBBR工艺需要另外投加生物菌剂吗？

MBBR是在严格意义上来说是不需要投加菌剂的，那么它是通过合理的优化参数，它是能够去自然富集，比如说我们的硝化细菌或者反硝化细菌，因为它的这种生物膜的条件就有利于相关细菌的附着，比如说厌氨化也是，在特定的条件下有利于我们的厌氨化菌的附着，那么在特殊水质条件下比如说有一些难降解水质或者水质的来源比较单一的，有一些专性的菌剂是有特殊效果，这样可以做菌剂的投加作为初次的接种，后续是不需投加的。概括起来说，在生活污水条件下是不需要的，在一些特定废水条件下，可以作为一个研究性的命题去做相关的研究。

3、MBBR需要反硝化冲洗吗？

MBBR最大的好处，是它和传统生物膜相比就是它是不需要反冲洗的，因为他的生物膜是自动脱落的，从我们的研究中发现当你的生物膜活性比较强，它的胞外聚合物的分泌物就会多，它的粘性就会强。那么当它老化，胞外分泌物减少，它的粘性减弱，就会在流化的过程中自动脱落，然后会有新的生物膜长上来，所以说它是不需要冲洗的。

4、MBBR的核心是什么？

MBBR的核心就是两个，一个是填料，另一个是流化，填料是作为载体，现在还没有一个统一的研究说明它的性能有多大的影响，但它的形状对流化是会有影响的，所以说从国内外看应用最多的还是扁圆柱状填料，那么关于填料的研究一直在继续，大家可以去尝试看看各种不同的填料，哪种效果最好。但是从工程化的角度看，要评价的维度比如说性能、挂膜速度、最终稳定效果、寿命、耐磨性等等，所以从现在来看，悬浮载体的核心还是在流化上。

5、MBBR系统的填充率问题？

目前已经验证的极限填充率是67%，在工程能做到的最大的好氧区是60%，缺氧区是50%。

6、MBBR的填料必须是改性的吗？

我认为填料是不需要改性的，现有填料是没有问题的，思普润通过众多的工程实践证明填料依然能够达到很好的效果，在我眼里，填料改性还是一个研究的范畴，还到不了工程范畴。

7、水温在3度情况下MBBR还能运行吗？

目前实践过的案例在新疆地区，水温7到8度左右是能稳定运行的。水温3度在国内还没有遇到，但是据了解国外的挪威Nordheim污水厂（它是为冬奥会服务的）的进水是冰雪融水，水温就是3度，经过实践是能稳定达标的。

8、无锡芦村污水厂的曝气和推流器是同时存在的吗？

无锡芦村污水厂中国第一家执行一级A标准的水厂，也是第一家采用大型IFAS/MBBR系统的水厂，芦村是循环流动池型，它类似于传统的底部曝气氧化沟的模式，既有推流器又有曝气，但是在安装的时候推流器附近不能有曝气。

9、填料会不会容易产生污泥膨胀？  

污泥膨胀形成的原因主要是丝状菌，那么从国外的报道显示，填料有助于削弱污泥膨胀，因为它能够在污泥系统中把“绵长状”的丝状菌给打碎，如果是正常污泥絮体，而污泥絮体的尺寸远小于填料的尺寸，它不会打碎污泥，所以从国外的研究看MBBR是有利于提高污泥沉降性的，而从我们的工程实践上看也没有发现采用MBBR的系统有明显污泥膨胀的特点。

八、MBBR、MBR、FBR的区别      

    

MBBR          是移动床生物膜反应器的缩写，它使用自由漂浮的塑料膜介质使微生物进行附着生长。其中的塑料薄膜介质需要保持悬浮状态，所以材料需要密度接近于水的密度，并持续曝气使污染物与附着的生物膜之间的良好接触，从而有效去除BOD。  

MBBR的特点：

1、建造简单、操作方便。

2、有机物去除效率高，脱氮除磷效果好。

3、不易堵塞，无需定期反冲洗。

4、处理结束后需要沉淀过程。

MBR       代表膜生物反应器，是一种将离子交换膜技术与活性污泥相结合的工艺。大部分的膜生物反应器是浸没在污水中，通过附着生长在膜表面的微生物处理污水中的有机物。

MBR的特点：

1、能够在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。

2、反应器内能维持高MLSS浓度，处理装置容积负荷高，从而减少占地面积。

3、高微生物量需要足够的曝气量，因此运营能耗也更高。

4、容易造成膜污染，需要定期进行膜清洗或反冲洗。

FBR       固定床生物膜反应器，它的工作原理与MBBR相似，区别在于生物膜附着在固定的固体物料块上。在固体物料块下方进行曝气为生物膜提供生长所需的氧气，并控制膜块的清洗。

FBR的特点：

1、能适应进水水量、有机物含量变化较大的废水。

2、比MBBR操作更方便，能耗更低（因为直接在底部曝气）。

三种工艺优缺点对比表：

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