[科普中國]-移動床生物膜反應器

簡介

MBBR的基本設計思想是能夠連續(xù)運行，不發(fā)生堵塞，無需反沖洗，水頭損失較小并且具有較大的比表面積。這可以通過生物膜生長在較小的載體單元上，載體在反應器中隨水流自由移動來實現(xiàn)。在好氧反應器中，通過曝氣推動載體移動；在缺氧/厭氧反應器中，通過機械攪拌使載體移動。為防止反應器中填料的流失，可在反應器出口處設一個多孔濾篩(圖1)。MBBR一般為長方體型或圓柱形結構。長方體型的反應器沿池長方向用隔板均勻分為幾格或不分格。從總體上看，水流在反應器中呈推流態(tài)，而在每格中，由于曝氣流化，水流呈完全混合態(tài)。池內填充比重接近于水、比表面積大的聚乙烯或聚丙烯懸浮填料，反應器內的生物膜附著表面可達500m2/m3，實際比表面積(填料的內表面)達350m2/m3。穿孔曝氣管在一側曝氣，使填料在池內循環(huán)流動。圓柱體型結構的反應器底部設有微孔曝氣頭。另外，有的反應器不僅在池底安裝了曝氣裝置，還安裝了攪拌裝置。這些攪拌裝置可以使反應器方便靈活地應用于缺氧狀態(tài)下。有時為了防止曝氣帶來的氣提作用和揮發(fā)作用，可以在反應器上方加一個蓋子。

在國外，應用MBBR進行了處理生活污水和某些工業(yè)廢水的小試、中試及生產性研究，均取得了較好的效果。試驗表明，移動床生物膜污水處理工藝適用于中、小型生活污水和工業(yè)有機廢水處理。其中，一體化或地埋式污水處理裝置在我國擁有很好的推廣應用前景。 然而，移動床生物膜反應器也仍有一些問題，例如，填料在反應器內的移動狀態(tài)不均衡，池內不同程度地存在死區(qū)。如何改善反應器內的水力流動特性并降低運行能耗，是移動床生物膜反應器研發(fā)中值得深入探討的問題。以SBR的運行方式來操作MBBR，是對MBBR技術的一種改進，這種反應器被稱為移動床序批式生物膜反應器(Moving．Bed Sequencing BatchBiofilm Reactor，MBSBBR)，MBSBBR兼有MBBR和SBR的優(yōu)點。另一種改進是讓填料隨水流在反應器內循環(huán)移動，這種反應器被稱為循環(huán)移動載體生物膜反應器，它兼有MBBR和內循環(huán)反應器的優(yōu)點。

MBBR的基本特征MBBR是一類新型的生物膜反應器，是在固定床反應器、流化床反應器和生物濾池的基礎上發(fā)展起來的一種改進的新型復合生物膜反應器。它克服了固定床反應器需要定期反沖洗，流化床反應器需要使載體流化，淹沒式生物濾池堵需清洗濾料和更換曝氣器的復雜操作的不足，又保留了傳統(tǒng)生物膜法抗沖擊負荷、污泥產量少、泥齡長的特點。與活性污泥法相比，由于泥齡較長，可保持較多的硝化細菌，具有更好的脫氮效果。其主要原理是利用污水連續(xù)流過反應器填料載體后，在載體上形成生物膜，微生物在生物膜上大量繁殖生長的同時降解污水中的有機污染物，從而起到凈化污水的作用1。

MBBR處理制漿造紙污水的研究和發(fā)展前景自MBBR反應器誕生至今，由于該工藝集中了生物濾池、固定床和流化床的優(yōu)點，引起了世界各國專家學者的廣泛興趣，特別是它建造簡單、操作方便、有機物去除效率高、除磷除氮能力強，尤其適合中小型企業(yè)污水的深度處理和有機污水的處理。

1991年Rusten等人用MBBR處理中性亞硫酸鹽制漿污水，在CODcr高達20～30kg/(m3·d)、載體填充率為70%的條件下，CODcr總去除率為70%，BOD5去除率為96%，當CODcr逐漸增至高達50kg/(m3·d)時，去除率基本保持恒定，總去除率為60%--70%。

Broch等人采用中試規(guī)模的MBBR處理新聞紙廠污水，當水力停留時間在4～5h時，CODcr和BOD5去除率分別為65%～75%和85%～95%；適當延長水力停留時間，CODcr和BOD5去除率可分別提高到80%和96%。

Chandler等人采用塑料填料，應用兩級MBBR對造紙廠污水進行中試，結果表明，水力停留時間為3h，出水BOD5r可減少93%，平均濃度達到7.83mg/L。

四川理工學院李文俊等采用混凝一MBBR法，對某廠中段污水(包括洗篩污水、漂白污水和剩余白水等)進行實驗。該廠以慈竹為原料，采用KP法蒸煮，CEH三段漂白。其主要水質指標為：CODcr1640mg/L，SS 1330mg/L，色度187倍，pH6.9，顏色為黃褐色。經(jīng)過混凝處理，在最佳條件下出水CODcr，為780mg/L左右，再經(jīng)MBBR生化處理，出水色度為23倍，CODcr130mg/L，SS