移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor, MBBR)工艺约25年前在挪威首先得到开发,如今已成为一项成熟且经过验证的紧凑型污水生物处理技术。与活性污泥法类似,MBBR工艺充分利用整个反应池供生物质生长。本文详细讲解MBBR悬浮填料一体化反应器污水处理技术。
1. 流程简介
MBBR工艺的核心是向反应器中投加悬浮填料,通过曝气使填料流化,形成生物膜。典型流程包括进水、反应器、沉淀池等单元。
2. 技术原理
MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高处理效率。由于填料密度接近于水,在曝气时与水呈完全混合状态,微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率。此外,每个载体内外均具有不同的生物种类:内部生长厌氧菌或兼氧菌,外部为好氧菌,这样每个载体都成为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点,是一种新型高效的污水处理方法。它依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态,形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜,从而充分利用整个反应器空间,发挥附着相和悬浮相生物的优越性。与以往的填料不同,悬浮填料能与污水频繁多次接触,因此被称为“移动的生物膜”。
悬浮生物填料上主要附着异养菌和硝化菌,通过硝化作用去除原污水中的氨氮,同时对COD也有很好的去除效果。根据进水水质及出水标准要求,还可以设计成A/O膜反应器或A/O硝化反硝化反应器+MBR。
3. 技术关键
微生物的挂膜培养、合理控制溶解氧与水力停留时间(HRT)、填料填充率是MBBR工艺的关键参数。
4. 技术优点
与活性污泥法和固定填料生物膜法相比,MBBR既具有活性污泥法的高效性和运转灵活性,又具有传统生物膜法耐冲击负荷、泥龄长、剩余污泥少的特点。
(1) 填料特点:填料多为聚乙烯、聚丙烯及其改性材料、聚氨酯泡沫体等制成,比重接近于水,以圆柱状和球状为主,易于挂膜,不结团、不堵塞,脱膜容易。
(2) 良好的脱氮能力:填料上形成好氧、缺氧和厌氧环境,硝化和反硝化反应能够在一个反应器内发生,对氨氮的去除具有良好的效果。
(3) 去除有机物效果好:反应器内污泥浓度较高,一般为普通活性污泥法的5~10倍,可高达30~40 g/L,提高了对有机物的处理效率,同时耐冲击负荷能力强。
(4) 易于维护管理:曝气池内无需设置填料支架,对填料以及池底的曝气装置的维护方便,同时能够节省投资及占地面积。
5. 对MBBR工艺的建议
(1) 悬浮填料的研究和开发:应对填料表面的化学特性及悬浮填料的脱落机制进行深入研究,增加填料的比表面积;应尽可能降低悬浮填料的造价,使其更广泛地应用于污水处理。可采用活性炭、淀粉、明胶等作为生物活性添加剂,促进微生物的生长和繁殖。
(2) MBBR与其它工艺的组合:多级MBBR、MBBR与A/O法联合工艺等都具有各自的优点,应加强研究并进行实际应用。
(3) MBBR工艺反应器的研究:通过对反应器流体力学的研究,确定反应器的形状,以达到最优化的反应器结构,从而避免填料堆积,降低能耗。可以初步研究多级串联连续式悬浮填料移动床反应器的结构型式与操控方案,为项目技术的推广应用奠定基础。