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小编:随着现代化工业的进程和人口急剧的膨胀,水污染问题已成为社会重点之一,目前废水处理的方式主要有活性污泥法和生物膜法两类:活性污泥法从20世纪初英国开创以来,经过几十年

  随着现代化工业的进程和人口急剧的膨胀,水污染问题已成为社会重点之一,目前废水处理的方式主要有活性污泥法和生物膜法两类:活性污泥法从20世纪初英国开创以来,经过几十年的发展革新已经拥有多种运行方式,同时鉴于其极好的废水处理效果而逐步成为大家认可的比较成熟的工艺;生物膜法是利用附着在填料上的生物对水体进行净化的一种工艺,近些年来也得到迅速的发展和提升。

  从长期的运行实践来看,活性污泥法虽比较成熟,但也存在比较多的缺点和不够,如曝气池容积大、占地面积高、基建成本高等,同时对水质、水量变化的适应性较低,运行效果易受水质、水量变化的影响等。鉴于以上因素,这种废水处理方式逐步被后来的生物膜法所取代。生物膜法弥补了活性污泥法的比较多不够,如它的性能稳定、承受有机负荷和水力负荷冲击的能力强、无污泥膨胀、无回流,对有机物的消除率高,反应装置的体积小、废水处理厂占地少等亮点。但是生物膜法也有其特殊的缺陷,如生物滤池中的滤料易堵塞、需周期性反清洗、同时固定填料及其填料下曝气设备的更换较麻烦、生物流化床反应装置中的载体颗粒仅有在流化情况下才能发挥作用、工艺的稳定性较差…等。

  MBBR工艺原理是经过向反应装置中投加一定数量的悬浮载体,提升反应装置中的生物量及生物类别,因而提升反应装置的处理效率。由于填料密度接近于水,因此在曝气的时候,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,增加了氧气的使用率。另外,每个载体内外均拥有不同样的生物类别,内部生长一些厌氧菌或兼氧菌,外部为好养菌,如此每个载体都为一个微型反应装置,使硝化反应和反硝化反应同时存在,因而提升了处理效果。

  MBBR法的技术关键在于比重接近于水、轻微搅拌下容易随水自由运动的生物填料。一般填料由聚乙烯塑料制成,每一个载体的外形为直径10mm、高8mm的小圆柱体,圆柱体中有十字支撑,外壁有突出的竖条状鳍翅,填料中空部分占整个体积的0.95,即在一个充满水和填料的容器中,每一个填料中水占的体积为95%。鉴于填料旋转及其总容器容积,填料的填充比被定义为载体所占空问的比重,为了达到好的混合效果,填料的填充比大为0.7。理论上填料总的比表面积是根据每一单位体积生物载体比表面积的数量来定义的,通常为700m2/m3。当生物膜在载体内部生长时,实际有效利用的比表面积大概在500m2/m3。

  此类型的生物填料有助于微生物在填料内侧附着生长,产生较稳定的生物膜,并且容易产生流化状态。当预处理要求较低或废水中包括大量纤维物质时,比如在市政废水处理中不采用初沉池或者在处理包括大量纤维的造纸废水时,采用比表面积较小、尺寸较大的生物填料,当已有不错的预处理或者用于硝化时,采用比表面积大的生物填料。

  MBBR工艺兼顾传统流化床和生物接触氧化法两者的优势,是一种新型的废水处理方式,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,继而产生悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜,这就导致移动床生物膜使用了整个反应装置空间,充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优势,让其扬长避短,互相补充。与之前的填料不同样的是,悬浮填料能与废水频繁多次接触因此被叫作“移动的生物膜”。

  王学江等对DO在MBBR中同步硝化一反硝化生物脱氮流程中的影响机理进行了详细分析,认为DO浓度是影响同步硝化一反硝化的一个重要的限制因素。经过对DO浓度的控制,可使生物膜的不同部位产生好氧区或缺氧区,如此便拥有了实现同步硝化一反硝化的物理条件。从理论上讲,当DO质量浓度过于高时,DO能穿透到生物膜内部,让其内部很难产生缺氧区,大量的氨氮被氧化为盐和亚盐,导致出水TN仍然较大;反之,如果DO浓度很低,就会导致生物膜内部很大比重的厌氧区,生物膜反硝化能力提升(出水硝氮和亚硝氮浓度都很低),然而,由于DO供应不够,MBBR工艺硝化效果不佳,导致出水氨氮浓度上升,因而导致出水TN上升,影响终的处理效果。经过研究终得出了MBBR法处理城市生活废水DO的一个佳值:当DO质量浓度在2mg/L以上时,DO对MBBR硝化效果的影响较小,氨氮的消除率达到97%-99%,出水氨氮都能保持在1.0mg/L以下;DO质量浓度在1.0mg/L左右时,氨氮的消除率在84%左右,出水氨氮浓度有明显上升。另外,曝气池内DO也不能过高,溶解氧过高可以导致有机污染物分解过快,因而使微生物缺少营养,活性污泥容易老化,结构松散。另外,DO过高,过量耗能,在经济上也是不适合的。

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