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    • MBBR工艺系统与基本概念
    • 发布时间: 2019-10-15 点击量:292次
    • 典型的MBBR工艺系统包括悬浮载体、拦截筛网、流化系统(曝气、搅拌推流等),整个系统通过优化设计,实现填料的流化与拦截。

      悬浮载体是微生物栖息的场所,是生物膜的载体,其性能关系到MBBR工艺的效果。悬浮载体应比重接近于水、有效比表面积大、空隙率高,理化参数符合《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体》(CJ/T461-2014)行业标准(以下简称《行业标准》),高密度聚乙烯扁圆柱状悬浮载体已成为应用主流,在国外已应用超过25年,国内最长也超过10年,取得了良好的效果,如图1所示。

       


      1高密度聚乙烯悬浮载体

      比表面积,即自然堆积的悬浮载体,单位体积能够为微生物提供挂膜的面积,单位为m2/m3。 

      有效比表面积,即比表面积中,能够为微生物挂膜提供保护且传质传氧良好的部分,一般指悬浮载体内部及外部的内凹区域,外部的外凸部分不能作为有效比表面积,传质传氧不能满足要求的区域也不能作为有效比表面积,一般所述的比表面积均指有效比表面积,典型的为450-1200m2/m3,《行业标准》列出了常见悬浮载体的相关参数,作为界定标准。 

      表面负荷,又称膜面负荷,即单位有效表面积单位时间内能够降解的污染物量,单位为g/m2/d;作为悬浮载体投加量的设计参数。《行业标准》中规定了,在20℃时,硝化负荷应>0.5gN/m2/d,有机物负荷应>10gCOD/m2/d,并给定了测定条件及方法。工程中,15℃硝化负荷典型值为0.5-1.2gN/m2/d,取值受有机物浓度、出水浓度、溶解氧、反应分级、pH、抑制性物质等多种因素影响,宜根据工程经验取值或现场实测。 

      材质上,综合考虑材料密度、耐老化性、耐候性、热塑精密性、抗压、压缩回弹、耐磨性等,应选用纯HDPE作为悬浮载体材质;外观设计上,以空心圆柱状为代表的悬浮载体工程实践效果好。 

      填充率,即悬浮载体投加量(按自然堆积立方数计)占悬浮载体投加区域池容的比例;填充率不作为设计参数,只作为流化、能耗、可持续升级的校核参数。从流化角度考虑,一般要求填充率<67%;从运行能耗及运维管理角度,一般要求填充率>15%,最好>30%;从今后进一步提标提量角度,填充率应控制在30-45%,为提标提量留有一定余地。当填充率过大,可扩大填充区域池容,反之亦然;或者通过更换具有不同有效比表面积的悬浮载体,实现填充率的增减。 

      拦截筛网功能上与格栅类似,对确定尺寸的悬浮载体能够有效拦截,防止悬浮载体流失。对于拦截筛网,一般采用不锈钢材质,制作工艺及产品形式较多,样式上包括冲孔板、栅条等,形状上包括平板型、滚筒型等。对于拦截筛网,最大挑战即是堵塞。水中纤维、毛发均可能在筛网处缠绕,逐步降低过水面积,轻则形成水位差,严重则悬浮载体翻越筛网或筛网垮塌,需配合流化设计,防止筛网污堵。拦截筛网污堵本质上属于悬浮载体流化问题,也是MBBR工艺能否避免失败的最关键问题。 

      所谓流化,理想状态下,悬浮载体能在生化池内均匀分布;实际工程中,只要能够满足悬浮载体在池内不产生堆积,也不成团运动,而是相对均匀在池内分散,能够满足悬浮载体微生物传质传氧要求,即可认为流化均匀。流化是MBBR技术核心所在,也是MBBR区别于其他工艺的最本质特征,一方面流化承担起生物膜的传质传氧,是MBBR效果表达的关键;一方面悬浮载体流化是避免悬浮载体堵塞和筛网堵塞的唯一途径。流化设计需要水力模型辅助,或者拥有丰富的水力学工程经验方能满足要求,流化设计需考虑曝气的布置、池型设计、进出水设计、悬浮载体填充率的影响等,设备上具体包括曝气系统、进出水系统、导流、推流搅拌器等。搅拌应采用低速搅拌器及香蕉型搅拌叶片,外形轮廓线条柔和,不损坏悬浮载体;曝气主要采用穿孔曝气管进行布局,也可与微孔曝气结合。 

      悬浮载体和流化二者相互影响。悬浮载体在池内数以亿计,动力带动下,流化过程会产生碰撞,要求悬浮载体抗压、耐磨、回弹良好且寿命长;同时,悬浮载体比重应设计合理,保证挂膜后与水的比重尽可能接近,减少流化能耗;悬浮载体有效比表面积越高,流道往往越狭窄,对流化要求越高,方能满足传质传氧条件;流化对悬浮载体微生物的选择、淘汰具有重要作用,水力剪切能够保证悬浮载体微生物活性及控制生物膜厚度,防止生物膜过厚引起传质传氧困难,影响处理效果。

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