MBBR 處理生活污水技術(shù)研究

江蘇農業(yè)科學(xué)2014 年第42卷第12期-383王京城MBBR處理生活污水技術(shù)研究[J].江蘇農業(yè)科學(xué),2014 ,42(12):383 -385.doi: 10.15889/j. isn. 1002 - 1302. 2014.12. 128MBBR處理生活污水技術(shù)研究王京城(遼寧省環(huán)境科學(xué)研究院.遼寧沈陽(yáng)110161)摘要:針對傳統填料親水性差、附著(zhù)能力差的缺點(diǎn),采用新型改性填料,較好地克服了以上缺點(diǎn)。試驗結果表明:移動(dòng)床生物膜反應器(movingbedbioflmreactor,MBBR)在采用排泥法掛膜時(shí),在溫度為14~18C、水力停留時(shí)間為10h .曝氣量為320 L/h填料填充率為40%時(shí),出水可達一-級A標準。關(guān)鍵詞:MBBR;生活污水;填料;填充率中圖分類(lèi)號: X703文獻標志碼: A文章編號:1002 - 1302 (2014)12 -0383 -03 :移動(dòng)床生物膜反應器( moving bed bioflm reactor , MBBR)構會(huì )越來(lái)越復雜，生物膜會(huì )越來(lái)越厚,從而變得清晰可見(jiàn),生作為一種新型的污水處理技術(shù),以其低能耗、低投資維護管物量也會(huì )越來(lái)越多,逐漸達到穩定的狀態(tài)。理簡(jiǎn)單等特性在農村水污染治理中被逐步認可并推廣田。移動(dòng)床生物膜反應器的研究方向主要包括生物膜載體的開(kāi)發(fā)與改良、微生物的附著(zhù)與膜機理的研究、反應器工藝的改善、動(dòng)力學(xué)研究等[2-3]。本試驗采用的新型填料具有比表面積大、粗糙度高、易掛膜、無(wú)堵塞、親水性好等優(yōu)點(diǎn),本研究以期通過(guò)試驗驗證MBBR處理污染物的能力,探索該工藝處理生活污水的運行參數，包括HRT(水力停留時(shí)間)、化學(xué)需氧量( COD)去除能力、曝氣量、填料填充率等,從而為中試試驗及工程應用提供基礎資料。1材料與方法1-水槽; 2-蠕動(dòng)泵; 3-初沉池; 4-空氣泵; 5一轉子流量計: 6-二沉池; 7- 一填料; 8- 曝氣裝置; 9- -篩網(wǎng)1.1試驗用水圖1 MBBR試驗裝 置以某單位化糞池污水為處理對象,水質(zhì)成分為:COD350 ~450 mg/L,氨氬40~ 70 mg/L, 總氮50 ~ 80 mg/L,總磷圖2為不同時(shí)期內微生物的掛膜情況,圖2 -a為微生物4~8 mg/L,pH值6.8~7.6。掛膜初期,填料上只有部分低等微生物附于填料表面,它們主1.2試驗裝置要是作用在填料表面形成黏膜，用肉眼還不能夠看清這些微研究用試驗裝置主體結構由有機玻璃制成,固定在鐵架生物;圖2-b為培養8d后微生物的生長(cháng)情況，填料表面出上,反應池的長(cháng)度為40 cm,寬度40 em,高91 cm,總有效體積現1層薄薄的絮狀體,這是--些以細菌為養料的微生物逐漸達0.1456 m。初沉池與二沉池均為豎流式沉淀池。曝氣裝增長(cháng)的結果。圖2-c、圖2-d為生長(cháng)趨于穩定的生物膜,它置采用的是微孔曝氣。MBBR 工藝流程見(jiàn)圖1。們含有各種各樣的微生物,構成--個(gè)完整的生態(tài)群體。1.3 啟動(dòng)試驗(掛膜階段)移動(dòng)床生物膜反應器生物膜上細菌的鏡檢結果見(jiàn)圖3,可本試驗采用悶曝自然掛膜法,接種污泥來(lái)自于某污水處見(jiàn)生物膜上生長(cháng)著(zhù)大量桿菌和球菌類(lèi)細菌,它們是生物膜中最理廠(chǎng)曝氣池內活性污泥,接人放有填料的移動(dòng)床生物膜反應小的微生物群體,不但自身能夠利用污水中的有機物質(zhì)合成自器內,悶曝2 d。試驗用水為化糞池水與自來(lái)水的混合,將進(jìn)身細胞,還可以為其他微生物提供養料，在填料掛膜上也作為水C0D的濃度調到約400mg/L左右,氨氮濃度為40mg/L最基本的條件,因此在構成生物膜中起著(zhù)舉足輕重的作用。左右，連續進(jìn)水,水力停留時(shí)間為12 h,曝氣量逐漸從220 L/h2不同因素對COD去除效果的影響分析提高到300L/h,水溫為18 C。隨著(zhù)時(shí)間的推移,填料上會(huì )逐漸出現肉眼能夠看見(jiàn)的生物膜,生物膜中的微生物的種類(lèi)、結2.1水力停 留時(shí)間試驗采用連續進(jìn)水方式，在進(jìn)水C0D濃度400 mg/L、氨收稿日期:2014-02 -18氮濃度為40 mg/L曝氣量為320 I/h、填料填充率為40%、溫基金項目:國家水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項(編號:度為14-18 C的條件下，考察4.6 8、10、12 h水力停留時(shí)間2012zx07202 - 003)對C0D去除效果的影響。一384一江蘇農業(yè)科學(xué)2014 年第42卷第12期a.微生物掛膜初期b.培養8d后的生物膜c.生長(cháng)趨于穩定的生物膜d.生長(cháng)趨于穩定的生物膜圖2不同時(shí)期微生 物的掛膜情況料填滿(mǎn)，由于水的剪切力作用,懸浮的微生物也較多，說(shuō)明生物膜量達到穩定值;繼續增加水力停留時(shí)間至12h時(shí),COD的去除率變化幅度趨于平緩,水中的有機物去除達到平衡,如繼續增加HRT,勢必會(huì )造成微生物的碳源不足而影響整個(gè)生物膜系統。因此從COD的去除效果和經(jīng)濟成本考慮,當水力停留時(shí)間為10h時(shí)最為理想。2.2曝氣量在以上條件不變的基礎上,將水力停留時(shí)間設定為10h,曝氣量分別選定140、200、260、320、380 L/h時(shí),考察溶解氧對C0D去除效果的影響,試驗結果如圖5所示。5007 100400t 8(30060200◆一去除率+ 40100t 20100 150 200 250 300 350 400圖3生物 膜細菌的鏡檢結果曝氣量(L/h)圖5曝氣量對 COD的去除效果400 t80昌由圖5可以看出,溶解氧對C0D的去除率并沒(méi)有太大的00 t。進(jìn)李影響。但是在不同的曝氣條件下,去除COD的微生物卻相差士重-去除率神很大:當曝氣量維持在200L/h以?xún)葧r(shí),溶解氧很低,池內幾乎為缺氧狀態(tài),大量絲狀菌產(chǎn)生,懸浮微生物很多，填料內部20生物膜的絮狀體也非常松散,進(jìn)到.二沉池的污水中含有大量結構松散的微生物,使二沉池的沉淀效果非常差,進(jìn)而影響出10水力停留時(shí)間(h)水水質(zhì),較小的曝氣量也會(huì )導致填料在池內流動(dòng)緩慢,如果擴圖4水力停留時(shí)間對COD的去除效果大池內靜止填料的區域范圍，導致溶解氧不能充分利用,反應池中的污水也星不均勻分布;當曝氣量達到260L/h以上時(shí)，度越來(lái)越小，當達到10 h時(shí),出水C0D的濃度低于50 mg/L,池內的微生物幾乎都存在于生物膜上, COD主要是被生物膜江蘇農業(yè)科學(xué)2014 年第42卷第12期一385水流進(jìn)人二沉池而易于沉淀下來(lái),出水水質(zhì)較好;當曝氣量在下,生物膜出現大量的脫落現象,且脫落的生物膜體積小,在320 L/h時(shí)，出水達到最佳值,溶解氧濃度約為3.7 mg/L;當二沉池內不易沉降,導致出水含有較多的微生物,因此去除效繼續加大曝氣量，C0D的去除效果不是很明顯,如果繼續加果不理想;當進(jìn)水C0D為400~600 mg/L時(shí),生物膜又恢復大曝氣量會(huì )導致池內的攪拌強度過(guò)于激烈,既增加成本又會(huì )到原來(lái)的量,不但能夠保證微生物厭氧層和好氧層同時(shí)消耗使水的剪切力加大,造成生物膜嚴重脫落。水中的碳源，而且生物膜大塊脫落，在二沉池中能夠快速沉2.3 填充率降,使得出水水質(zhì)良好;當進(jìn)水C0D濃度在600 mg/L以上在進(jìn)水COD濃度400 mg/L.氨氮濃度為40 mg/L、曝氣時(shí),盡管去除率略有所下降,但是出水已經(jīng)有明顯上升趨勢，量為320.3 L/h、溫度為14~ 18 C條件下,設置填料填充率分這是因為較高的碳源會(huì )使池內的的微生物大量繁殖,尤其是別為30%、40%、50%，研究不同水力停留時(shí)間下填充率對懸浮微生物,它們雖然能夠吸收大量的有機物但是在池內這C0D去除效果的影響,試驗結果見(jiàn)圖6。些微生物經(jīng)過(guò)水和填料的剪切力作用,使得懸浮微生物的體100-積較小，去除效果有所下降。填充率(%)2.5客積負 荷。90F在其他條件不變的情況下,考察不同的容積負荷對有機冊80-物去除的影響,結果見(jiàn)表1。70-表1容積負荷對 COD的去除效果50一容積負荷COD的去除率[kg/(m'. d)]%)50號io 120.53178.0水力停留時(shí)間(h)0. 96089. 8圖6填充率對COD的去除效果1.50689.91. 95089.5由圖6可見(jiàn),在4 ~8 h的水力停留時(shí)間下,去除率幾乎2. 38688.53.05187.4為3條平行曲線(xiàn);隨著(zhù)微生物水力停留時(shí)間的延長(cháng),去除率越3. 98284.3來(lái)越好，這時(shí)起主導作用的是填料的填充率,也就是微生物的5.17680.8量決定去除效果,因為池內含有的有機物越多, 生物膜量就越多,而填料較少時(shí)不能保證微生物量，因此剛開(kāi)始時(shí)50%填由表1可見(jiàn)容積負荷對有機物的去除率的影響,在容積料的去除率占較大優(yōu)勢。但是填料填充得越多也并不是在水負荷較低的情況下，去除效率相對較低,主要是原因可能是碳力停留時(shí)間短時(shí)就好，這也取決于曝氣量,因為生物膜越多，源不足，微生物量少,填料較輕,受到水的沖刷力較大，脫落生曝氣量的消耗就越大,池內溶解氧含量就會(huì )越來(lái)越少,出水水物膜被攪碎，出水中夾雜細小的生物膜碎片;隨著(zhù)容積負荷的質(zhì)也會(huì )越來(lái)越差。當水力停留時(shí)間為10 h時(shí),40%的填料幾加大，去除率越來(lái)越好,生物膜量比較穩定，當容積負荷超過(guò)乎接近50%填料的去除效果,這是因為40%的生物膜量幾乎3.0kg(m'. d)時(shí)，去除率略有下降,但是下降幅度不大,主接近50%填料的生物膜量,說(shuō)明這時(shí)填料填充率已經(jīng)不能起要原因可能是因為池內懸浮的微生物較多，池內溶解氧不足，主導作用;當水力停留時(shí)間為12h時(shí),30%填料的去除率也開(kāi)填料質(zhì)量加大,攪拌強度下降,但是仍然能夠保證80%的去除始逐漸靠近40% .50%填料。綜合考慮,選40%填充率。率,說(shuō)明生物膜法的抗沖擊負荷能力相對活性污泥法占優(yōu)勢。2.4 C0D濃度在設定水力停留時(shí)間為10 h.曝氣量為320. 3 L/h、溫度3結論為14~ 18 C、填充率為40%的條件下,考察不同C0D濃度對研究結果表明,在溫度為14 ~18 C、水力停留時(shí)間為有機物的去除效果,試驗結果如圖7所示。10h,曝氣量為320L/h、填料填充率為40%時(shí),COD去除率200100可達89.8%,達到一級A標準。不同容積負荷條件下,C0D180-士出水COD濃度8O一去除率去除率均維持在較高的水平,說(shuō)明該系統有較強的抗沖擊負曾160-9荷能力。通過(guò)對微生物的生物相觀(guān)察顯示，填料上長(cháng)有種類(lèi)140-繁多的微生物，還有各種鐘蟲(chóng)鞭毛蟲(chóng)、輪蟲(chóng)等,生物膜量非常80冊大，這對污水處理有較大的幫助。80-集60-7參考文獻:200400600800 1 000[1]張 亮,王冬梅,騰新君. MBBR工藝在農村水污染治理中的應進(jìn)水COD濃度( mg/L)用[J]中國給水排水,2009 ,25(16):50-52.圖7有機物濃度對COD的去除效果[2]荊潔穎，李文英移動(dòng)床生物膜反應器污水處理工藝的研究現狀及展望[J].煤化工,2008 ,36(4):23 -27.