江蘇農業(yè)科學2014 年第42卷第12期一383王京城。MBBR處理生活污水技術研究[J].江蘇農業(yè)科學,2014 ,42(12) :383 -385.doi: 10.15889/j. isn. 1002 - 1302. 2014.12. 128MBBR處理生活污水技術研究王京城(遼寧省環(huán)境科學研究院,遼寧沈陽110161)摘要:針對傳統(tǒng)填料親水性差、附著能力差的缺點,采用新型改性填料,較好地克服了以上缺點。試驗結果表明:移動床生物膜反應器( moving bed biofilm reactor , MBBR )在采用排泥法掛膜時,在溫度為14~18 C、水力停留時間為10h. .曝氣量為320 L/h填料填充率為40%時,出水可達一-級 A標準。關鍵詞: MBBR;生活污水;填料;填充率中圖分類號: X703文獻標志碼: A文章編號:1002 - 1302 (2014)12 -0383 -03.移動床生物膜反應器( moving bed bioflm reactor , MBBR)構會越來越復雜,生物膜會越來越厚,從而變得清晰可見,生作為-一種新型的污水處理技術,以其低能耗、低投資維護管物:量也會越來越多,逐漸達到穩(wěn)定的狀態(tài)。理簡單等特性在農村水污染治理中被逐步認可并推廣川。移動床生物膜反應器的研究方向主要包括生物膜載體的開發(fā)與改良、微生物的附著與膜機理的研究、反應器工藝的改善、動力學研究等[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、無堵塞、親水性好等優(yōu)點,本研究以期/2通過試驗驗證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(水力停留時間)、化學需氧量( 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1一水槽; 2- 蠕動泵; 3- 初沉池; 4- 空氣泵; 5-轉子流量計; 6-二沉池; 7- 填料; 8- 曝氣裝置; 9-篩網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,水質成分為:C0D350 ~450 mg/L,氨氮40~ 70 mg/L,總氮50 ~ 80 mg/L,總磷圖2為不同時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(yǎng)8d后微生物的生長情況,填料表面出上,反應池的長度為40 cm,寬度40 cm,高91 cm,總有效體積現(xiàn)1層薄薄的絮狀體,這是一-些以細菌為養(yǎng)料的微生物逐漸達0. 145 6 m'。初沉池與二沉池均為豎流式沉淀池。曝氣裝增長的結果。圖2-c、圖2-d為生長趨于穩(wěn)定的生物膜,它置采用的是微孔曝氣。MBBR 工藝流程見圖1。們含有各種各樣的微生物，構成- -個完整的生態(tài)群體。1.3啟 動試驗(掛膜階段)移動床生物膜反應器生物膜上細菌的鏡檢結果見圖3,可本試驗采用悶曝自然掛膜法,接種污泥來自于某污水處見生物膜上生長著大量桿菌和球菌類細菌, 它們是生物膜中最理廠曝氣池內活性污泥,接人放有填料的移動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合成自器內,悶曝2 d。試驗用水為化糞池水與自來水的混合,將進身細胞,還可以為其他微生物提供養(yǎng)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舉足輕重的作用。左右，連續(xù)進水,水力停留時間為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。隨著時間的推移，填料上會逐中國煤化工漸出現(xiàn)肉眼能夠看見的生物膜,生物膜中的微生物的種類、結.1MHCNMHG水COD濃度400mg/L、氨收稿日期:2014-02-18氮濃度為40 mg/L曝氣量為320 L/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水力停留時間2012zx07202 - 003)。對COD去除效果的影響。作者簡介:王京城(1981-),男,黑龍江牡丹江人，碩士,工程師,從事由圖4可以看出,水力停留時間為4 ~ 10 h,對C0D去除水污染控制技術研究工作。E - mail: laeswjc@ 163. com。效果的影響很顯著;隨著水力停留時間的延長,出水COD濃- -384 -江蘇農業(yè)科學2014 年第42卷第12期田a.微生物掛膜初期b.培養(yǎng)8d后的生物膜c.生長趨于穩(wěn)定的生物膜d.生長趨于穩(wěn)定的生物膜圖2不同時期微生 物的掛膜情況料填滿，由于水的剪切力作用,懸浮的微生物也較多,說明生物膜量達到穩(wěn)定值;繼續(xù)增加水力停留時間至12h時,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(xù)增加HRT,勢必會造成微生物的碳源不足而影響整個生物膜系統(tǒng)。因此從COD的去除效果和經濟成本考慮,當水力停留時間為10h時最為理想。2.2曝 氣量在以上條件不變的基礎上,將水力停留時間設定為10 h,曝氣量分別選定140 、200、260、320 380 L/h 時,考察溶解氧對C0D去除效果的影響,試驗結果如圖5所示。1 100400t 8(300士帶來。60會200◆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(Lh)500 r圖5曝氣量對 COD的去除效果80_由圖5可以看出,溶解氧對C0OD的去除率并沒有太大的00 t50。影響。但是在不同的曝氣條件下,去除C0D的微生物卻相差r去除率,堡很大:當曝氣量維持在200Lh以內時,溶解氧很低,池內幾乎為缺氧狀態(tài),大量絲狀菌產生,懸浮微生物很多，填料內部20生物膜的絮狀體也非堂松勘進到.二沉池的污水中含有大量結構中國煤化工定效果非常差,進而影響出10水力停留時間(h)水水YHCNMHG料在池內流動緩慢,如果擴圖4水力停 留時間對COD的去除效果大池內靜止填料的區(qū)域范圍,導致溶解氧不能充分利用,反應池中的污水也呈不均勻分布;當曝氣量達到260 L/h以上時，度越來越小，當達到10 h時，出水COD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主要是被生物膜優(yōu)于CB18918--2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中上的微生物去除,懸浮微生物量明顯減少,大部分都是生物膜的一級A標準。此外在試驗過程中也觀察到,微生物已將填上脫落的殘體,它們結構密實,不易被水流打散,隨后會隨著江蘇農業(yè)科學2014 年第42卷第12期一385水流進入二沉池而易于沉淀下來,出水水質較好;當曝氣量在下,生物膜出現(xiàn)大量的脫落現(xiàn)象,且脫落的生物膜體積小,在320 L/h時,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(xù)加大曝氣量,COD的去除效果不是很明顯,如果繼續(xù)加果不理想;當進水C0D為400~600 mg/L時,生物膜又恢復大曝氣量會導致池內的攪拌強度過于激烈,既增加成本又會到原來的量,不但能夠保證微生物厭氧層和好氧層同時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,使得出水水質良好;當進水C0OD濃度在600 mg/L以上在進水COD濃度400 mg/L.氨氮濃度為40 mg/L、曝氣時,盡管去除率略有所下降,但是出水已經有明顯上升趨勢，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,試驗結果見圖6。些微生物經過水和填料的剪切力作用,使得懸浮微生物的體100r積較小，去除效果有所下降。填充率(%)2.5 容積負荷冊80一:在其他條件不變的情況下,考察不同的容積負荷對有機物去除的影響結果見表1。70-表1容積負荷對 COD的去除效果50-容積負荷COD的去除率[kg/(m'. d) ]50io 120. 53178.00. 96089.8水力停留時間(h)圖6填充率對 COD的去除效果1. 50689. 91. 95089.5由圖6可見,在4 ~8 h的水力停留時間下,去除率幾乎2.38688.53. 05187.4為3條平行曲線;隨著微生物水力停留時間的延長,去除率越3. 98284.3來越好,這時起主導作用的是填料的填充率，也就是微生物的5. 176.80. 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,而填料較少時不能保證微生物量,因此剛開始時50%填由表1可見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間短時就好,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越來越少,出水水物膜被攪碎,出水中夾雜細小的生物膜碎片;隨著容積負荷的質也會越來越差。當水力停留時間為10 h時,40%的填料幾加大,去除率越來越好,生物膜量比較穩(wěn)定,當容積負荷超過乎接近50%填料的去除效果,這是因為40%的生物膜量幾乎3.0 kg/(m'. d)時, 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,說明這時填料填充率已經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;當水力停留時間為12h時,30%填料的去除率也開填料質量加大,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 COD濃度在設定水力停留時間為10 h.曝氣量為320. 3 Lh、溫度3結論為14~18 C、填充率為40%的條件下,考察不同COD濃度對研究結果表明，在溫度為14~18 C、水力停留時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,COD去除率200十出水COD濃度100可達89.8%,達到-級A標準。不同容積負荷條件下,COD日180-去除率去除率均維持在較高的水平,說明該系統(tǒng)有較強的抗沖擊負曾160--90荷能力。通過對微生物的生物相觀察顯示,填料.上長有種類140-繁多的微生物,還有各種鐘蟲.鞭毛蟲輪蟲等,生物膜量非常100-80懸大,這對污水處理有較大的幫助。8060-7參考中國煤化工20040000800 1 000[1]張MYH.CN M H G藝在農村水污染治理中的應進水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,李文英移動床生物膜反應器污水處理工藝的研究現(xiàn)狀及展望[J].煤化工,2008 ,36(4):23 -27.圖7表明,在進水C0D濃度為200mg/L時,有機物的去[3]趙江冰.移動床生物膜反應器技術處理廢水研究[D].上海: 上除率為78%,去除效果不是很好,因為在較低的COD濃度海大學,2004.