MBBR基本工艺设计专业资料.doc
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1、MBBR工艺背景介 随着当代化工业进程和人口急剧膨胀,水污染问题已经成为社会焦点之一,当前污水解决办法重要有活性污泥法和生物膜法两大类:活性污泥法从20世纪初英国开创以来,通过几十年发展革新已经拥有各种运营方式,同步由于其极好污水解决效果而逐渐成为人们承认比较成熟工艺;生物膜法是运用附着在填料上生物对水体进行净化一种工艺,近年来也得到迅速发展和提高。从近年运营实践来看,活性污泥法虽较为成熟,但也存在诸多缺陷和局限性,如曝气池容积大、占地面积高、基建费用高等,同步对水质、水量变化适应性较低,运营效果易受水质、水量变化影响等。鉴于上述因素,这种污水解决办法逐渐被日后生物膜法所取代。生物膜法弥补了活
2、性污泥法诸多局限性,如它稳定性好、承受有机负荷和水力负荷冲击能力强、无污泥膨胀、无回流,对有机物去除率高,反映器体积小、污水解决厂占地面积小等长处。但是生物膜法也有其特有缺陷,如生物滤池中滤料易堵塞、需周期性反冲洗、同步固定填料以及填料下曝气设备更换较困难、生物流化床反映器中载体颗粒只有在流化状态下才干发挥作用、工艺稳定性较差等。介于以上两种工艺缺陷和局限性,移动床生物膜反映器(moving-bed-biofilm-reactor,简称MBBR)应运而生。MBBR法在80年代末就有所简介并不久在欧洲得到应用,它吸取了老式活性污泥法和生物接触氧化法两者长处而成为一种新型、高效复合工艺解决办法。其
3、核心某些就是以比重接近水悬浮填料直接投加到曝气池中作为微生物活性载体,依托曝气池内曝气和水流提高作用而处在流化状态,当微生物附着在载体上,漂浮载体在反映器内随着混合液回旋翻转作用而自由移动,从而达到污水解决目。作为悬浮生长活性污泥法和附着生长生物膜法相结合一种工艺,MBBR法兼具两者长处:占地少在相似负荷条件下它只需要普通氧化池20%容积;微生物附着在载体上随水流流动因此不需活性污泥回流或循环反冲洗;载体生物不断脱落,避免堵塞;有机负荷高、耐冲击负荷能力强,因此出水水质稳定;水头损失小、动力消耗低,运营简朴,操作管理容易;同步合用于改造工程等。在过去十几年研究中,MBBR法已经作为一种成熟工艺
4、广泛应用于造纸废水、食品工业废水、屠宰废水、炼油废水等工业废水中,同步也可以解决都市生活污水以及都市废水与工业废水混合污水。许多工程实例表白,用MBBR法解决污水效果良好。MBBR工艺原理更新时间:09-4-22 08:52 MBBR工艺原理是通过向反映器中投加一定数量悬浮载体,提高反映器中生物量及生物种类,从而提高反映器解决效率。由于填料密度接近于水,因此在曝气时候,与水呈完全混合状态,微生物生长环境为气、液、固三相。载体在水中碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增长了氧气运用率。此外,每个载体内外均具备不同生物种类,内部生长某些厌氧菌或兼氧菌,外部为好养菌,这样每个载体都为一种微型反映器,
5、使硝化反映和反硝化反映同步存在,从而提高了解决效果。MBBR工艺兼具老式流化床和生物接触氧化法两者长处,是一种新型高效污水解决办法,依托曝气池内曝气和水流提高作用使载体处在流化状态,进而形成悬浮生长活性污泥和附着生长生物膜,这就使得移动床生物膜使用了整个反映器空间,充分发挥附着相和悬浮相生物两者优越性,使之扬长避短,互相补充。与以往填料不同是,悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动生物膜”。MBBR工艺影响因素分析更新时间:09-4-22 08:54 1填料对MBBR法影响MBBR法技术核心在于比重接近于水、轻微搅拌下易于随水自由运动生物填料。普通填料由聚乙烯塑料制成,每一种载体外形为直
6、径10mm、高8mm小圆柱体,圆柱体中有十字支撑,外壁有突出竖条状鳍翅,填料中空某些占整个体积0.95,即在一种布满水和填料容器中,每一种填料中水占体积为95%。考虑到填料旋转以及总容器容积,填料填充比被定义为载体所占空问比例,为了达到最佳混合效果,填料填充比最大为0.7。理论上填料总比表面积是按照每一单位体积生物载体比表面积数量来定义,普通为700m2/m3。当生物膜在载体内部生长时,实际有效运用比表面积约为500m2/m3。此类型生物填料有助于微生物在填料内侧附着生长,形成较稳定生物膜,并且容易形成流化状态。当预解决规定较低或污水中具有大量纤维物质时,例如在市政污水解决中不采用初沉池或者在
7、解决具有大量纤维造纸废水时,采用比表面积较小、尺寸较大生物填料,当已有较好预解决或用于硝化时,采用比表面积大生物填料。2溶解氧(DO)对MBBR法影响王学江等对DO在MBBR中同步硝化一反硝化生物脱氮过程中影响机理进行了详细分析,以为DO浓度是影响同步硝化一反硝化一种重要限制因素。通过对DO浓度控制,可使生物膜不同部位形成好氧区或缺氧区,这样便具备了实现同步硝化一反硝化物理条件。从理论上讲,当DO质量浓度过于高时,DO能穿透到生物膜内部,使其内部难以形成缺氧区,大量氨氮被氧化为硝酸盐和亚硝酸盐,使得出水TN依然很高;反之,如果DO浓度很低,就会导致生物膜内部很大比例厌氧区,生物膜反硝化能力增强
8、(出水硝氮和亚硝氮浓度都很低),但由于DO供应局限性,MBBR工艺硝化效果下降,使得出水氨氮浓度上升,从而导致出水TN上升,影响最后解决效果。通过研究最后得出了MBBR法解决都市生活污水DO一种最佳值:当DO质量浓度在2mg/L以上时,DO对MBBR硝化效果影响不大,氨氮去除率可达97%-99%,出水氨氮都能保持在1.0mg/L如下;DO质量浓度在1.0mg/L左右时,氨氮去除率在84%左右,出水氨氮浓度有明显上升。此外,曝气池内DO也不适当过高,溶解氧过高可以导致有机污染物分解过快,从而使微生物缺少营养,活性污泥易于老化,构造松散。此外,DO过高,过量耗能,在经济上也是不适当。由于MBBR法
9、重要是通过悬浮填料来实现最后污水解决,因此DO对悬浮填料影响也是影响整个解决成果核心。曹占平等对MBBR法充氧能力进行了实验研究,成果表白反映器充氧能力在一定范畴内随着悬浮填料填充率增大而增大。在曝气作用下,水随填料一起流化,水流紊动限度较无填料时大,加速了气液界面更新和氧转移,使氧转移速率提高。随着填料数量增多,填料、气流和水流三者之间这种切割作用和紊动作用不断加强。但加入填料量为60%时,填料在水中流化效果变差,水体紊动限度也减少,使得氧传递速率下降,氧运用率减少。因此针对不同类型水质,控制好DO量对整个工艺最后解决成果是至关重要。3水力停留时间对MBBR工艺影响适当水力停留时间(HRT)
10、是保证净化效果和工程投资经济性重要控制因素。水力停留时间长短将直接影响到水中有机物与生物膜接触时间,进而影响微生物对有机物吸附和降解效率,因此针对不同污水类型找出经济而合理HRT是非常核心问题之一。国内外对HRT研究并没有局限于研究HRT自身影响,而是通过实验去宏观把握。SHHosseini等副在用MBBR法对含酚类工业废水进行了实验研究,成果表白:在普通状况下,随着HRT逐渐延长,出水COD浓度会逐渐减少。但同步她也发现了一种更重要影响因素,即废水中酚类物质COD浓度与总COD浓度比值(CODph/CODtot),当这一比值达到0.6(即CODDph浓度为480mg/L)时,COD去除效率最
11、高并不受水力停留时间影响。国内实验大多以为出水COD平均浓度随着水力停留时间延长而减少,若要缩短水力停留时间可通过加大填料投加比例(高达70%)来实现,当对出水水质规定不高时可减少填料投加比例引。此外尚有实验成果表白:在中低氨氮负荷条件下,随HRT减少,氨氮填料表面负荷逐渐升高,同步去除率维持原有水平或有一定增长;当氨氮负荷升至高水平后,随着HRT减少,氨氮去除率逐渐减少。这些针对HRT实验研究成果为此后MBBR法推广应用奠定了基本,但同步也有许多需要改进之处,例如实验只是单纯考虑HRT自身影响,没有把其她因素与HRT关系有机结合起来,而SHHosseini等在酚类废水解决研究中将HRT和其她
12、因素有机结合起来进行探讨,不但找到实验最重要影响因素,同步实验过程中各因素之间互相影响、互相制约关系也得到了较好地体现。因此针对影响因素研究咱们需要更全面更综合考虑。4水温对MBBR法影响在影响微生物生理活动各项因素中,温度作用非常重要。温度适当,可以增进、强化微生物生理活动;温度不适当,可以削弱甚至破坏微生物生理活动。温度不适当还可以导致微生物形态和生理特性变化,甚至也许使微生物死亡。而微生物最适温度是指在这一温度条件下,微生物生理活动强劲、旺盛,体当前增殖方面则是裂殖速度快、世代时间短。MBBR法重要是通过生物膜中各种类型微生物新陈代谢来达到对污水中有机污染物降解,因此生物膜生长好坏将直接
13、关系到废水解决最后成果,特别对于硝化菌、反硝化菌而言,它们生长周期长,且对环境变化非常敏感,硝化菌适当温度是20-30,反硝化菌适当温度是20-40,温度低于15时,这两类细菌活性均减少,5C是完全停止,因此温度变化将直接影响此类细菌生长。有关实验成果表白,氨氮填料表面负荷变化基本与水温变化趋势一致。水温低时填料表面负荷低,水温高时填料表面负荷约达到水温低时15倍。由此可见,硝化细菌受温度影响大,低温条件下活性较弱。5pH值对MBBR法影响微生物生理活动与环境酸碱度密切有关,只有在适当酸碱度条件下,微生物才干进行正常生理活动。pH值过大偏离适当数值,微生物酶系统催化功能就会削弱,甚至消失。不同
14、种属微生物生理活动适应pH值,均有一定范畴,在这一范畴内,还可分为最低pH值、最适pH值和最高pH值。在最低或最高pH环境中,微生物虽然可以成活,但生理活动薄弱,易于死亡,增殖速率大为减少。参加污水生物解决微生物,普通最佳pH值范畴,介于6.5-8.5之间。MBBR法作为生物膜法与活性污泥法相结合工艺,同样依赖于微生物生长以达到有机物降解目。因此保持微生物最佳pH范畴是获得良好污水解决效果必要条件,当污水(特别是工业废水)pH值变化较大时,需要考虑设调节池,使污水pH值调节到适当范畴后再进行曝气。6其她因素对MBBR法影响依照每一种详细实验条件不同,还会有许多不同影响因素。如气水比普通控制在(
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