[科普中國(guó)]-移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器

簡(jiǎn)介

MBBR的基本設(shè)計(jì)思想是能夠連續(xù)運(yùn)行，不發(fā)生堵塞，無(wú)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(zhǎng)在較小的載體單元上，載體在反應(yīng)器中隨水流自由移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在好氧反應(yīng)器中，通過曝氣推動(dòng)載體移動(dòng)；在缺氧/厭氧反應(yīng)器中，通過機(jī)械攪拌使載體移動(dòng)。為防止反應(yīng)器中填料的流失，可在反應(yīng)器出口處設(shè)一個(gè)多孔濾篩(圖1)。MBBR一般為長(zhǎng)方體型或圓柱形結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)方體型的反應(yīng)器沿池長(zhǎng)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(yīng)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(nèi)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(yīng)器內(nèi)的生物膜附著表面可達(dá)500m2/m3，實(shí)際比表面積(填料的內(nèi)表面)達(dá)350m2/m3。穿孔曝氣管在一側(cè)曝氣，使填料在池內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。圓柱體型結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器底部設(shè)有微孔曝氣頭。另外，有的反應(yīng)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(yīng)器方便靈活地應(yīng)用于缺氧狀態(tài)下。有時(shí)為了防止曝氣帶來(lái)的氣提作用和揮發(fā)作用，可以在反應(yīng)器上方加一個(gè)蓋子。

在國(guó)外，應(yīng)用MBBR進(jìn)行了處理生活污水和某些工業(yè)廢水的小試、中試及生產(chǎn)性研究，均取得了較好的效果。試驗(yàn)表明，移動(dòng)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(jī)廢水處理。其中，一體化或地埋式污水處理裝置在我國(guó)擁有很好的推廣應(yīng)用前景。 然而，移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器也仍有一些問題，例如，填料在反應(yīng)器內(nèi)的移動(dòng)狀態(tài)不均衡，池內(nèi)不同程度地存在死區(qū)。如何改善反應(yīng)器內(nèi)的水力流動(dòng)特性并降低運(yùn)行能耗，是移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器研發(fā)中值得深入探討的問題。以SBR的運(yùn)行方式來(lái)操作MBBR，是對(duì)MBBR技術(shù)的一種改進(jìn)，這種反應(yīng)器被稱為移動(dòng)床序批式生物膜反應(yīng)器(Moving．Bed Sequencing BatchBiofilm Reactor，MBSBBR)，MBSBBR兼有MBBR和SBR的優(yōu)點(diǎn)。另一種改進(jìn)是讓填料隨水流在反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)移動(dòng)，這種反應(yīng)器被稱為循環(huán)移動(dòng)載體生物膜反應(yīng)器，它兼有MBBR和內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)。

MBBR的基本特征MBBR是一類新型的生物膜反應(yīng)器，是在固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器和生物濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種改進(jìn)的新型復(fù)合生物膜反應(yīng)器。它克服了固定床反應(yīng)器需要定期反沖洗，流化床反應(yīng)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(fù)雜操作的不足，又保留了傳統(tǒng)生物膜法抗沖擊負(fù)荷、污泥產(chǎn)量少、泥齡長(zhǎng)的特點(diǎn)。與活性污泥法相比，由于泥齡較長(zhǎng)，可保持較多的硝化細(xì)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(yīng)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(zhǎng)的同時(shí)降解污水中的有機(jī)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(yīng)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(diǎn)，引起了世界各國(guó)專家學(xué)者的廣泛興趣，特別是它建造簡(jiǎn)單、操作方便、有機(jī)物去除效率高、除磷除氮能力強(qiáng)，尤其適合中小型企業(yè)污水的深度處理和有機(jī)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(dá)20～30kg/(m3·d)、載體填充率為70%的條件下，CODcr總?cè)コ蕿?0%，BOD5去除率為96%，當(dāng)CODcr逐漸增至高達(dá)50kg/(m3·d)時(shí)，去除率基本保持恒定，總?cè)コ蕿?0%--70%。

Broch等人采用中試規(guī)模的MBBR處理新聞紙廠污水，當(dāng)水力停留時(shí)間在4～5h時(shí)，CODcr和BOD5去除率分別為65%～75%和85%～95%；適當(dāng)延長(zhǎng)水力停留時(shí)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(yīng)用兩級(jí)MBBR對(duì)造紙廠污水進(jìn)行中試，結(jié)果表明，水力停留時(shí)間為3h，出水BOD5r可減少93%，平均濃度達(dá)到7.83mg/L。

四川理工學(xué)院李文俊等采用混凝一MBBR法，對(duì)某廠中段污水(包括洗篩污水、漂白污水和剩余白水等)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該廠以慈竹為原料，采用KP法蒸煮，CEH三段漂白。其主要水質(zhì)指標(biāo)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