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    • MBBR应用范围与工艺特点
    • 发布时间: 2019-10-14 点击量:318次
    • MBBR广泛应用于市政和工业废水处理,其中工业废水涵盖包括石化、印染、皮革、制药、造纸、工业园区综合废水等类型,市政污水包括提标、提量、提标同时提量等项目;MBBR广泛应用于各等级水量,包括小型、中型、大型和特大型污水厂,应用时不受规模限制,目前涌现出MBBR用于一体化设备的工程;MBBR既可应用在地上污水厂,也可用于半地下、全地下污水处理厂。

      MBBR在国内的典型工程应用具有如下特点:

      1)强化脱氮除磷:泥膜复合工艺能够实现氮磷的同步强化去除,山东某污水厂生化段出水TP可<1mg/L,生化段TP去除率超过90%,氨氮及TN生化段稳定达标;市政改造项目均稳定达到一级A标准,部分项目已实现了地表IV类水达标;山东某污水厂提标采用Bardenpho五段+MBBR工艺,出水NH3-N由1.55mg/L降至0.54mg/L,氨氮去除率高达99.3%,出水TN由23.23mg/L降至8.04mg/L,去除率提高23.5%,突破原有A2/O工艺对TN去除的限制;

      2)负荷高占地省:绝大多数案例均实现了原池提标,甚至是跨级提标、提量、提标同时提量,可提量超过100%;浙江某污水厂改造中,水量由5wt/d提至10wt/d,提量100%;华东某污水厂扩容,于2018年实施,水量由10wt/d扩容至12wt/d,扩容20%;也用于工业废水预处理强化有机物去除,负荷是传统工艺的2-3倍以上;王晓云等[12]人采用两级MBBR串联工艺处理某半导体厂有机生产废水,在容积负荷为12.5kgBOD5/(m3·d),总HRT=12h,滤料填充率为30%的条件下,COD去除率可达60%-85%;MBBR除污效率和负荷率均显著优于普通活性污泥法;

      3)抗冲击负荷能力强:由于MBBR微生物中,尤其是硝化菌群,有部分或全部以附着态存在,硝化菌群受冲击影响小,能够抵抗较强的冲击,且在超过设计负荷(含变化系数)冲击过后,能够快速恢复效果;钱晓辉等人采用MBBR处理化工园区废水,当进水COD从130mg/L剧增至845.5mg/L时,出水COD从97.1mg/L升至132.1mg/L,之后一直平稳;当水量从15971m3/d升至27891m3/d时,出水COD自80.5mg/L升至119.1mg/L,之后一直平稳,表明MBBR进水水量、水质变化剧烈时仍能保持较好的出水水质;山东某污水厂,由于进水中工业废水比例高,水质水量变化大,经常受到冲击,冲击后氨氮数周不能恢复达标,严重需要数月时间方能恢复,采用三级MBBR串联改造后,处理效果稳定达标,不受进水波动影响;

      4)耐受低温、贫营养、高毒性、高氯离子等极端水质:MBBR生物膜泥龄长,一般超过30d,有利于硝化菌群的富集,尤其是有利于特殊水质条件下相关高效菌种的筛选;北方、长江沿线污水厂饱受低温困扰,MBBR可实现6℃下低温处理,最低可实现3℃低温处理;无锡芦村污水处理厂是MBBR工艺在国内大型污水处理厂首次应用,王翥田等人[3]在A2O好氧段投加SPR-I悬浮载体,改造完成后出水水质稳定达标,COD、NH3-N去除率达到85%,在冬季低水温(<12℃)有很好的处理效果,改善了活性污泥法冬季处理效果差的问题;乌拉特中旗的实践也表明,MBBR工艺在6℃水温下脱氮能力仍然可观,总氮去除率可到90%;山西某水厂,在6-8℃时悬浮载体硝化负荷可达0.15-0.20kgN/m3/d[16];污水厂深度脱氮工艺进水或南方污水厂,水质浓度低或经常处于贫营养状态,MBBR可用于C/N较低的污水处理或微污染水处理,如用于二沉池出水的深度处理,强化TN去除;沿海城市海水倒灌污水氯离子含量高,MBBR可满足氯离子超过5000-10000mg/L脱氮处理;这些情况均是活性污泥工艺难以处理的情形,而MBBR在此表现出优异的性能,解决了相关难题;

      5)可持续升级:由于MBBR所用悬浮载体,有不同有效比表面积及填充率,可通过悬浮载体换代或投加量的增加,填充率可在10-68%;山东某污水厂2010年进行一级A提标改造,采用MBBR的SPR-I型悬浮载体,2015年原池提量时增加了悬浮载体,实现了原池提量22%;

      6)投资省:MBBR投资主要来源于悬浮载体,而悬浮载体的用量与水量、水质、出水标准、温度等多种因素相关,MBBR吨水投资指标规律性较弱,市政污水从100-800元/(m3/d)不等,典型值200-500元/(m3/d);且寿命超过15年,无需更换悬浮载体,无后续追加费用;

      7)运行费用低:MBBR悬浮载体流化无需额外曝气,正常曝气即可满足悬浮载体流化要求,且随着悬浮载体填充率的提升,悬浮载体对气泡有切割作用能够增大气液接触面积,悬浮载体存在延长了气泡的溢出时间,提高了氧转移效率,降低了曝气能耗;优化池型可省去循环流动池型中的推流器,可进一步降低运行能耗[9-10]。

      MBBR改造具有如下特点:

      1)镶嵌式改造:通过泥膜复合MBBR工艺的实施,MBBR可以跟A2/O、SBR、氧化沟、Biolake以及上述活性污泥工艺的变形工艺相结合,实现镶嵌式改造,无需新建和扩建;戴志刚将呼和浩特某污水处理厂CASS工艺改造为SBR+MBBR工艺,实现COD、BOD5、NH3-N、TN在生物池内即可达到一级A标准;石建会将奥贝尔氧化沟内沟改造成填料区,填充率10%~20%,在进水TP4.67mg/L、内回流比75%时,仅氧化沟生物除磷即满足一级A标准,无需辅助化学除磷;可与各类池型结合,包括圆形、方形、长条形、环沟型等;

      2)曝气方式灵活:主要采用穿孔管曝气,同时也可与微孔曝气、悬链曝气相结合,不影响工艺使用;李玉庆对朝阳污水厂进行一级A提标改造,将MBBR与原有工程的悬挂链式曝气相结合,改造后脱氮率提高15%以上;

      3)项目实施周期短:一般每组池子在7-14d,主要由于施工安装简单,MBBR改造土建量少甚至没有,MBBR组件多为预制,可直接安装,可实现不停水改造;

      4)运行管理方便:MBBR应用,贯彻了镶嵌的理念,能够延续已有运行人员对工艺的运行管理经验,且工艺无特殊维护需求,运行管理简单。

      地下式污水厂具有社会环境效益好、占地省、噪音少等优点,是现在污水厂的发展趋势。目前国内地下污水厂主流工艺为MBR与MBBR,但MBR投资成本可达MBBR两倍且运行维护繁琐。此外,MBBR通过填料的追投可解决地下污水厂升级的难题,由于原池可实现提标提量,建设时不需预留远期土建,节约初期投资成本,兼具环保效益与长期经济效益。青岛高新区为新建全地下污水处理厂,设计规模18wt/d,采用MBBR有效降低生化池池容。

      当前MBBR主要应用于污水集中处理,而对分散式污水处理如农村生活污水还处于起步阶段。基于MBBR的一体化设备,由于能够适应分散污水处理特点,占地省、耐冲击、耐低温、污泥产量低、运行维护简单等,在部分地区已开始应用,获得了良好效果,分散型点源污染处理已逐步从装置时代迈向效果时代。


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