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污水处理MBBR工艺移动床生物膜反应器介绍
发布者:皓泉水处理 发布日期:2021-08-11 浏览

污水处理MBBR工艺移动床生物膜反应器介绍,污水处理MBBR什么是MBBR?污水处理MBBR工艺的原理及特点,污水处理MBBR工艺填料的判别指标,污水处理MBBR工艺在工程应用中的常见问题。

移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactorMBBR由挪威Kaldnes MiljϕTeknolgi公司(KMT)、挪威科技大学(NTNU)及挪威工业与技术研究基金会(SINTEF)在20世纪80年代合作开发的新工艺,通过在普通活性污泥池中投加特定的悬浮填料,提高污水处理容积负荷率和出水指标,强化系统对高盐度、有毒有害化合物的耐受性。MBBR结合传统的活性污泥法和生物接触氧化法的优点,而又超越了活性污泥法及生物膜法的缺点及限制,反应器中悬浮填料因搅拌在水中自由运动,污水连续经过装有移动填料的反应器时,在填料上生长形成生物膜,通过系统悬浮活性污泥和载体生物膜的吸附、生物氧化等作用,净化水质。


一、污水处理MBBR什么是MBBR

MBBR工艺是运用生物膜法的基本原理,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。

运行中的MBBR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,外部为好氧菌,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。

二、污水处理MBBR工艺的原理及特点

1MBBR工艺的原理

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。

MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点,是一种新型高效的污水处理方法,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。与以往的填料不同的是,悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。

2、污水处理MBBR工艺的优点

与活性污泥法和固定填料生物膜法相比,MBBR既具有活性污泥法的高效性和运转灵活性,又具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少的特点。

1)填料特点

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)良好的脱氮能力

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。

3)去除有机物效果好

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510倍,可高达3040g/L。提高了对有机物的处理效率,同时耐冲击负荷能力强。

4)易于维护管理

曝气池内无需设置填料支架,对填料以及池底的曝气装置的维护方便,同时能够节省投资及占地面积。

3、污水处理MBBR工艺缺点

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。

三、污水处理MBBR工艺填料的判别指标

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、填料性能

填料性能-评价填料生物附着量的最重要指标

(1)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。

(2)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。

(3)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。

3、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。

四、污水处理MBBR工艺的快速启动

1、填料投放阶段

(1)填料投加时,观察是否出现堆积现象,一旦出现堆积停止投放。等第二天继续观察再投加。

(2)投放填料时,采用间歇式曝气,夜间可持续曝气,但是需要减少曝气量。

(3)运行24小时后,连续进水2-3小时,再继续上述曝气,运行48小时后,观察填料上的挂膜情况,并加大进水量延长进水时间,检查池内溶解氧状况,最好保持在1.5-2.0mg/L左右。运行72小时后,联系进水并逐步加到设计要求,根据常规检查进水出水的水质值班,预计7天左右可到设计水质要求。

2、生物膜的培养阶段

所谓生物膜的培养就是通过一定的手段,使处理系统中产生并积累一定量的微生物、使填料上的生物膜达到一定厚度,其培养方式主要有静态培养和动态培养。

(1)静态培养

所谓的静态培养是:为了防止新生微生物随水流走,尽可能的提供微生物与填料层的接触时间,为加快生物膜的形成,开始阶段为了避免由于废水营养单一,故每天一次以CNP=100:5:1比例投加尿素、二胺、白糖等营养底物。首先将接种污泥(10%生化有效体积)和废水泵打入生化池内,然后开始曝气培养。生化池内填料的堆放体积按反应池有效容积35%~40%。静置4-5h不曝气,使固着态微生物接种到填料上,然后曝气1h,再静置2h,曝气1h,重复操作,4-5天后,填料表面已全部挂上生物膜,第6天开始连续小水量进水。

(2)动态培养

经过6天的闷曝培养,填料表面已经生长了薄薄一层黄褐色生物膜,故改为连续进水,进行动态培养,调整进水量,控制溶解氧在2~4mg/L之间(用溶氧仪测定溶解氧)。约15天之后,填料上有一些变形虫、漫游虫(用生物显微镜观察),手摸填料有粘性、滑腻感,在20天以后出现鞭毛虫、钟虫、草履虫游离菌等原生动物。在经过20天的培养出现轮虫、线虫等后生动物,标志生物膜已经长成。可以开始连续工业运行。

3、生物膜的驯化阶段

驯化的目的是选择适应实际水质情况的微生物,淘汰无用的微生物,对于有脱氮除磷功能的处理工艺,通过驯化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成为优势菌群。具体做法是首先保持工艺的正常运转,然后,严格控制工艺控制参数,DO平均应控制在2~3mg/l之间,好氧池曝气时间不小于5小时,在此过程中,每天做好各项水质指标和控制参数的测定,当生物膜的平均厚度在0.2-0.5mm左右生物膜培养即告成功,直到出水BOD5SSCODCr等各项指标达到设计要求。

五、污水处理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。

2MBBR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。

3MBBR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。

4MBBR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污水处理MBBR工艺系统的填充率问题?

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%

6MBBR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、污水处理MBBR工艺水温在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78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、污水处理MBBR工艺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。

六、MBBRMBRFBR的区别

MBBR是移动床生物膜反应器,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,是一种将分离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)。

国外对MBBR的研究应用现状

MBBR是在20世纪90年代中期得到开发和应用的,其兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点,是一种新型高效的污水处理方法。迄今为止,国外已应用MBBR进行生活污水处理、工业废水的小试、中试及生产性实验研究,均取得了较好的效果。

其中,美国的Captor工艺和德国的Linpor工艺是目前两种比较成熟的多孔悬浮载体系统。在完全混合反应器中加入聚氨酯泡沫块供微生物附着生长,用于处理城市生活污水处理,研究了其对BOD的去除和硝化作用。
  
结果表明,硝化细菌优先附着生长在载体上,硝化活性达0.33mgN/h•块载体(载体体积为8cm³/),在4h内,BOD可完全去除,并继而发生硝化作用,硝化作用可在10h内完成。在过去的l0年中,移动床生物膜技术在挪威得到了发展,现已有100多个基于此技术的污水处理厂在l7个国家中投入使用或在建造之中,它们主要用于去除市政污水或工业废水中的有机物及氨氮。

微生物赖以栖息的新型载体的研制开发是移动生物膜法处理污水的关键技术之一,其性能直接影响着污水的处理效果和投资费用。科研工作者以改进填料为突破口,不断推动移动生物膜法的发展。目前的悬浮填料大多是由聚乙烯、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,长了生物膜以后,在正常的曝气强度下极易达到全池流化翻动。悬浮填料的形状通常为球状、圆筒状或粒状,一般认为球状有良好的水力学特性,是最理想的形状。但受到生产技术的限制,有时将材料作成球状很困难;而圆筒状填料当其长径比为1时接近于球状,因此悬浮填料一般选择圆筒状。另外,填充在生物膜反应器的填料的比表面积多在100500m2/m3。之问。由聚乙烯制成的悬浮填料分两种:一种为Φ10×7(mm)、比表面积为335m2/m3,另一种为Φ15×15(mm)、比表面积为235m2/m3;由聚丙烯制成的悬浮填料,密度为0.94g/cm3,形状为有波纹的圆柱体,尺寸为Φ1520(mm)×2030(mm)

国内对MBBR的研究现状

近年来,我国不少学者也进行了MBBR工艺的研究,但大多仍处于试验性研究阶段。其关键技术在于对悬浮填料的研究,如同济大学的专利产品为中Φ50×50(mm)的圆筒状悬浮填料,比表面积为278m2/m3,材料为改性的聚乙烯;李峰报道的悬浮填料由聚丙烯塑料制成,为Φ50×50(mm)的圆筒状,比表面积为350m2/m3。一般来说,国内使用的载体外形尺寸比国外的要大,这主要是受整个工艺和出水格栅的限制。

总体而言,我国目前对悬浮填料的研究才刚刚起步,新型悬浮填料在我国污水处理工程中的应用具有广泛的发展空间。目前,国内常用的填料有蜂窝填料、软性填料、半软性填料及复合填料等固定型填料,但这些填料在使用中常会遇到堵塞、结团、布气布水不均匀等问题,影响了生物处理效果。另外,上述填料均需安装在辅助支架上,这就给填料的安装、更换等造成诸多不便,使工程投资和运行管理费用相对提高。

从经济、实用、高效的角度出发,高性能的新型填料在材质方面,应具有价格低廉、使用寿命长、易挂膜等特点;在结构方面,设计的比表面积应尽可能地大,并可以制造一些功能区,适应不同要求的厌氧、好氧微生物的生长,又兼顾易脱膜的特点。同时,应尽可能地降低悬浮填料的造价,最大程度发挥其优点,使悬浮填料能更广泛地应用到污水处理中。

目前,国内对MBBR工艺的应用多为一些小型工程,在技术参数方面多为探索阶段。 

污水处理MBBR工艺的应用概况

目前,国内外已对MBBR工艺进行了多项试验性研究,并在实际应用中取得了较好的效果。由于MBBR可减少现有污水处理系统的体积,易于在现有污水处理厂基础上升级,且处理效果好,欧洲、美国、日本、新西兰以及我国均建有MBBR型污水处理厂。

1、处理高负荷污水

MBBR工艺在高负荷条件下性能稳定,可多级联用处理污水。如可将3MBBR连接使用处理肉类加工废水,第一个反应器的COD负荷高达10kg/m3HRT约为4hTC0D去除率为50%-75%{第二个和第三个反应器的总HRT413hTCOD去除率为75%SCOD去除率为70%88%,有机物去除率与有机负荷呈线性关系。

季民等采用厌氧复合床生物膜反应器处理高浓度有机废水实验,取得了良好效果。在进水C0D530020140mg/LCOD容积负荷为5.3820.62kg/m3.dHRT0.98d的操作条件下,COD去除率>90%。垃圾渗滤液的成分复杂,有机物浓度较高,是一种很难处理的废水,M.X.Loukidou采用MBBRSBR联合工艺对垃圾渗滤液进行了处理,载体使用聚亚胺酯和颗粒活性炭,该工艺对污染物同时具有物理、化学和生物降解作用,可有效去除垃圾渗滤液的有机物、色度和浊度。 

2、处理低负荷污水

有些单位将生活污水与冲洗水混合排放,导致生活污水中有机物浓度较低,不适合普通的活性污泥法处理。张兴文等利用MBBR工艺处理中国石化抚顺乙烯有限公司厂区内生活污水及冲洗水的混合排放污水。

具体工艺流程为调节池-MBBR-沉淀池-纤维球过滤罐-活性炭过滤罐。进水水质为COD76mg/LBOD37mg/L,在水力停留时间为2.4h、气水比为41的情况下,出水各项水质指标均可达到国家环保冷却水回用标准要求。

马建勇等研究了MBBR技术在低负荷生活污水处理时启动和运行的性能和特点,发现闭路循环法比排泥挂膜法启动稍慢,但运行初期的处理效果比后者好。同时还考察了悬浮污泥与填料生物膜之间的关系,发现悬浮污泥对填料生物有抑制作用,不利于反应器的长期稳定运行。

3、脱氮效果

MBBR中生物膜主要固着在填料上,污泥停留时间与水力停留时间无关,硝化菌、亚硝化菌等生长世代时间较长、比增长速率很小的微生物都可以在填料上生长,从而增强了脱氮能力。脱氮过程分为硝化和反硝化两个阶段,分别由硝化菌和反硝化菌完成。MBBR可以实现硝化菌与反硝化菌在空间上相对独立生长,从而优化了两种菌群的生长条件。

MBBR用于生物脱氮取得了较好的效果。RustenNFREVAR废水处理厂使用KaldneSKI填料中试进行废水的脱氮处理,进水为预处理过的生活污水,温度为4.8℃~20℃。结果表明,10℃时,硝化速率达190gTNK/m2.d,反应器的pH>7。前期脱氮效果主要受水中易降解有机物浓度和MBBR缺氧区进水中溶解氧浓度的影响。该设计将MBBR与前硝化、后脱氮、絮凝剂最后的固体分离系统结合使用,如进水为25mgTN/L,总氮的去除Ng70%,空床HRT可达4-5h

23-二甲基苯胺是一种环状结构且有毒不易降解的有机物,在生产染料和甲灭酸工厂排出的废水中,含有大量该物质。邢国平等采用循环MBBR对该废水进行处理,当HRT较短时,氨氮的去除率较大,因为主要发生的是微生物的耗氧,且氨氮的去除率与其容积负荷成反比。

MBBR工艺在运行中易出现的问题

MBBR反应器的流化态

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,在实际操作中,经常出现由于整个池内进气分布不均匀而导致局部填料堆积的现象。因此需通过池型作水力特性计算来改进进气管路的布置和优化池内曝气头的分布,再根据实际的曝隋况调节各曝气头上紧固橡皮垫的螺母松紧程度,调节单个曝气头的曝气量。除保证池内出水端具有较大曝气量,以便使整个池内填料呈均匀流化状态外,还可以采用穿孔曝气管,便于使池四边和四角进气分布均匀。反应器的构造在很大程度上决定了它的水力特性。试验表明,反应器的长深比为0.5左右时有利于填料完全移动,或者通过导流板的强制循环来解决池内死角的问题,这样能使气水比降到41左右。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、填料格栅板

为了防止填料随处理水流失,移动床生物膜反应池的出水口要设置格栅板。但在运行调试过程中易出现格栅堵塞的问题,在实验室采用钻孔塑料板作格栅时也出现了大团悬浮污泥将出水格栅板堵死的情况。虽然通过加强对出水区格栅处进行曝气,可以防止填料对格栅的堵塞,但对于悬浮污泥的附着问题,只能从格栅的材料和间距上解决,如选择光滑吸附性小的材料,间隙在保证能截留填料的前提下尽量加大,使其不易被悬浮物质附着等,这需要在实验和实际工程操作中不断改进,以避免该问题影响整个生活污水处理系统的正常运行。

MBBR工艺的建议

1、悬浮填料的研究和开发

应对填料表面的化学特性及悬浮填料的脱落机制进行深入的研究,增加填料的比表面积;应尽可能地降低悬浮填料的造价,使悬浮填料能更广泛地应用于污水处理。可采用活性炭、淀粉、明胶等作为生物活性添加剂,使悬浮填料能够促进微生物的生长和繁殖。

MBBR与其它工艺的组合

多级MBBRMBBRA/O法联合工艺等都具有各自的优点,对这些组合工艺应加强研究并进行实际应用。

3 MBBR工艺反应器的研究

通过对反应器流体力学的研究,确定反应器的形状,以达到最优化的反应器结构,从而避免填料堆积,降低能耗。可以初步研究多级串联连续式悬浮填料移动床反应器的结构型式与操控方案,为项目技术的推广应用奠定基础。

目前,MBBR工艺在国外应用较多,在国内应用较少。MBBR工艺运行稳定可靠,抗冲击负荷能力强,脱氮效果好,是一种经济高效的污水处理工艺。在生活水污处理方面,有机物和氨氮的去除率相对传统生物膜AO工艺可以提高10%以上。MBBR工艺具有很大的研究价值和应用前景。 

MBBR调试方案

一、调试内容及目的

1、曝气系统及进出水管路保证完好畅通,并经清水调试合格;

2、进污水,将MBBR反应池三格进水至出水口位置后,停止进水,在曝气的同时加入悬浮生物填料。

3、第一池投加总量760袋(约90立方),逐袋投加,观察填料的悬浮状态,以不出现堆积为要求,出现堆积则停止投加,待第二天后继续观察并投加。

4、第二、第三次也可在第一池投加的同时,第二池投加360袋,第三池投加319袋,并观察悬浮状态。

5、在此过程中曝气采用间歇曝气,培养生物膜。曝气2小时停止1小时,夜间可采用连续曝气,但是减少曝气量。运行24小时后,连续进水23小时,再继续上述曝气。

6、运行48小时后,观察填料上的挂膜情况,并加大进水量延长进水时间,检查池内溶解氧状况,最好保持在1.5-2.0mg/L左右。

7、运行72小时后,联系进水并逐步加到设计要求,根据常规检查进水出水的水质值班,预计7天左右可到设计水质要求。

二、调试的主要主要内容

1、带负荷试车,解决影响连续运行可能出现的各种问题,为下一步工作打好基础;

2、生物膜的培养,从城市污水处理厂或相类似厂引入活性污泥;生物培养基;

3、生物膜的培养、驯化,其目的是选择、培养适应实际水质的微生物;

4、确定符合实际进水水质水量的运行控制参数,在确保出水水质达标的前提下,尽可能简单化控制规程,以便于今后的运行指导。

三、具体调试方法

(一)准备工作:

1.人员准备

a.工艺、化验、设备、自控、仪表等相关专业技术人员各一人。

b.接受过培训的各岗位人员到位,人数视岗位设置和可以进行轮班而定。

2.其他准备工作:

a.收集工艺设计图及设计说明、自控、仪表和设备说明书等相关资料。

b.检查化验室仪器、器皿、药品等是否齐全,以便开展水质分析。

c.检查各构筑物及其附属设施尺寸、标高是否与设计相符,管道及构筑物中有无堵塞物。

d.检查总供电及各设备供电是否正常。

e.检查设备能否正常开机,各种阀门能否正常开启和关闭。

f.检查仪表及电控系统是否正常。

g.检查维修、维护工具是否齐全,常用易损件有无准备。

(二)带负荷试车

开启水处理设施、管道中所有阀门和闸阀,启动进水泵送水,根据各构筑物进水情况,沿工艺流程适时启动其他设备。在此过程中应做好以下几方面工作:

1、检查进线总电流是否符合要求,变配电设备工作是否正常,各种设备工作情况是否正常以及能否满足设计要求,仪器仪表工作是否正常,自控系统能否满足设计要求。

2、用容积法校核进、出水流量计计量是否准确,校核在线监测仪,检测进、出水水质,流速,测量并记录设备的电压、电流、功率和转速。

3、及时解决试车过程中发现的问题。

4、编制设备操作规程。

(三)生物膜的培养

生物膜的培养实质就是在一段时间内,通过一定的手段,使处理系统中产生并积累一定量的微生物、使生物膜达到一定厚度,其培养方式主要有静态培养和动态培养。

1.静态培养

所谓的静态培养是:为了防止新生微生物随水流走,尽可能的提供微生物与填料层的接触时间,为加快生物膜的形成,开始阶段为了避免由于废水营养单一,故每天一次以BOD5NP=10051比例投加尿素、二胺、白糖等营养底物。首先将接种污泥(10%生化有效体积)和废水泵打入生化池内,然后开始曝气培养。生化池内填料的堆放体积按反应池有效容积35%40%。静置4-5h不曝气,使固着态微生物接种到填料上,然后曝气1h,再静置2h,曝气1h,重复操作,45天后,填料表面已全部挂上生物膜,第6天开始连续小水量进水。

2.动态培养

经过6天的闷曝培养,填料表面已经生长了薄薄一层黄褐色生物膜,故改为连续进水,进行动态培养,调整进水量,控制溶解氧在24mg/L之间(用溶氧仪测定溶解氧)。约15天之后,填料上有一些变形虫、漫游虫(用生物显微镜观察),手摸填料有粘性、滑腻感,在20天以后出现鞭毛虫、钟虫、草履虫游离菌等原生动物。在经过20天的培养出现轮虫、线虫等后生动物,标志生物膜已经长成。可以开始连续工业运行。

(四)生物膜的驯化

驯化的目的是选择适应实际水质情况的微生物,淘汰无用的微生物,对于有脱氮除磷功能的处理工艺,通过驯化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成为优势菌群。具体做法是首先保持工艺的正常运转,然后,严格控制工艺控制参数,DO平均应控制在23mg/l之间,好氧池曝气时间不小于5小时,在此过程中,每天做好各项水质指标和控制参数的测定,当生物膜的平均厚度在0.2-0.5mm左右生物膜培养即告成功,直到出水BOD5SSCODCr等各项指标达到设计要求。

(五)工艺控制参数的确定

设计中的工艺控制参数是在预测水量、水质条件下确定的,而实际投入运行时的污水处理工程其水量、水质往往与设计有适当的差异,因此,必须根据实际水量水质情况来确定合适的工艺运行参数,以保证系统正常运行和出水水质达标的的同时尽可能降低能耗。

1.工艺参数内容:

需确定的重要工艺参数有进水泵站的水位控制,初沉池、二沉池池排泥周期,生物氧化池溶解氧DO、温度、PH值、生物膜厚、微生物的生长状态及种类等。

2.确定方法:

进水泵站水位在保证进水系统不溢流的前提下尽可能控制在高水位运行。用每天排除大泥量的体积和集泥容积对比来确定排泥周期,排泥量体积小于集泥容积。生物池DO一般控制在24mg/l之间、不需污泥回流、常温控制、PH值在6.87.2之间,微生物的生长状况及种类可由生物显微镜观察。

(六)工艺控制规程:

工艺操作规程主要是用来指导系统运行的,是工艺运行的主要依据,其主要包含以下几方面的内容:1,各构筑物的基本情况;2,各构筑物运行控制参数;3,设施设备运行方式;4,工艺调整方法;5,处理设施维护维修方式。工艺操作规程应在运行工艺参数稳定确定后编制。

(七)调试中的其他工作:

污水厂要正常稳定的运行,还应有一套完善的制度,其主要包括管理制度、岗位职责、操作规程、运行记录、设备、设施维护工作档案记录等,在调试过程中可分步完成上述工作。

流动床生物膜反应器工艺及在市政污水处理中的应用

流动床生物膜反应器工艺基于生物膜工艺的基本原理,又利用活性污泥工艺中生物量悬浮生

长的特性。本文试图总结该工艺的主要特点和优势,总结该工艺在市政污水处理中去除有机物和脱氮除磷方面的研究和工程应用。

 1 简介

生物膜广泛存在于自然界和人类活动中。例如,自然界中,土壤中的微生物吸附在土壤颗粒表面,形成生物膜,当从土壤的空隙流过的水中污染物(或基质)与土壤表面的生物膜接触,污染物被生物降解,因而污水被净化。生物膜一般具有很长的固体停留时间(SRT)。这有利于在不断的液流流过和基质利用过程中形成较为致密又布满孔隙的生物膜的微型空间结构。管生物膜的致密程度由于各方面因素(液流流速,基质浓度,供氧状态等)不同而异,其共同的非整形(FRACTAL)结构特征已被广泛认同。非整形的空隙孔径分布使得不同颗粒粒径的污染物(基质)都能够被生物膜通过不同的途经被捕获和生物降解。生物分解的产物也通过空隙传输到生物膜以外,进入水流中。当生物膜厚度达到基质难以进入最内层时,营养不足将导致生物膜本身被内源分解。这样,生物膜的厚度将随其生长的外部条件的变化而变化,并处于动态平衡。由于单位体积的生物膜量很大,生物反应器容积则可以很小,达到高效紧凑的工艺流程目标。

然而,在自然界的生物膜和固定式生物膜反应器中,被处理的污染物不很容易扩散到生物膜的内部,在好氧状态,氧分子也不很容易均匀扩散到生物膜内。同时,老化的生物膜和生物降解产物也不易于传送到生物膜外。这样,固定式生物膜反应器在理论上的优越性并没有得到充分的发挥。加上采用的挂膜材料(生物填料)可能易于变形和垮塌,使固定式生物膜反应器的应用受到很大的影响。生物流化床工艺利用流化的颗粒填料,很好地解决了脱落的生物膜堵塞反应器的问题。流化床中采用的填料是颗粒填料,如砂,或其他人工烧结的以黏土为骨料的轻质填料。粒径小的颗粒填料虽易于流化,也易于被水流带走,颗粒大的填料不易于流化,需要很高的流化速度。为使填料保留在反应器中,适当的结构措施(如斜板)是必要的。

为达到流化的目的,流化床反应器的结构设计必然较为复杂。当流化速度大时,生物膜不易于附着在颗粒填料表面,所以,颗粒填料的巨大表面积并没有得到充分利用。多孔型轻质填料虽然使有效表面积增加,但并不能根本改变这一局面。此外,当采用好氧生物流化床时,曝气充氧不易于与流化过程结合起来。 

活性污泥法在二十世纪初应用于污水处理以来得到很大的发展,主要是由于其系统相对简单,处理效果在系统运行稳定情况下比较好。但长期以来,活性污泥经受负荷冲击,温度变化(特别是低温),毒性影响,污泥膨胀的脆弱性困扰。污泥流失和系统效率低下是许多污水处理厂经常面对的问题。 

一种能结合生物膜法的较高的污泥浓度,长泥龄和不需污泥回流,以及活性污泥法的无堵塞和配水及混合均匀的特点的生物处理工艺将使生物处理变得高效,稳定,和容易维护管理。流动床生物膜反应器工艺很好地反映了这样的要求。由AnoxKaldnes集团完成的采用MBBRTM工艺的市政和工业污水处理项目已达350多个,广泛应用于包括中国在内的全球43个国家。

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