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MBBR填料挂膜技术

一、概述

由于移动生物膜反应器MBBR具有诸多优点,如耐冲击性强,性能稳定,运行可靠,冲击负荷以及温度变化对该工艺的影响要远远小于对活性污泥法的影响,当污水成分发生变化或污水毒性增加时,生物膜的耐受力很强因此MBBR工艺在各种废水的生化指标处理中具备很强的应用前景。

MBBR技术的关键在于研究开发了比重接近于水、轻微搅拌下易于随水自由运动的生物悬浮填料,现今市面上进行生产和应用的MBBR填料主要都是以聚乙烯等高分子材料或在此基础上改性制成的中空圆柱形填料,然而该类填料表面不够粗糙,其在工业废水等低有机负荷废水中使用时较难积累足够的生物膜而如果在填料生产过程进行表面粗糙处理,其投入成本会大幅度提高,因此不利于该项技术的推广与实际应用。

、挂膜的目的

使具有代谢活性的微生物污泥在生物处理系统中的填料上固着生长的过程称为挂膜。挂膜也就是生物膜处理系统膜状污泥的培养和驯化过程。MBBR填料作为微生物栖息的场所,是生物膜的载体。

MBBR填料刚开始投运时需要挂膜,有两方面目的:

1)使微生物生长繁殖直至填料表面布满生物膜,其中微生物的数量能满足污水处理的要求;

2)使微生物逐渐适应所处理污水的水质,即对微生物进行驯化。挂膜过程中回流沉淀池出水和池底沉泥,可促进挂膜的早日完成。

、挂膜的方法

挂膜过程使用的方法一般有直接挂膜法和间接挂膜法两种,在各种形式的生物膜处理设施中,生物接触氧化池、厌氧池、缺氧池由于具有曝气系统和搅拌,或搅拌而且填料量和填料空隙均较大,可以使用直接挂膜法;而普通生物滤池和生物转盘等设施需要使用间接挂膜法。

1、直接自然挂膜法

直接挂膜法分为初次启动自然挂膜法和已有微生物污泥挂膜法。

1)自然挂膜法

在合适的水温、溶解氧等环境条件及合适的pHBOD5C/N等水质条件下,让处理系统连续进水正常运行。对于生活污水、城市污水或混有较大比例生活污水的工业废水可以采用直接自然挂膜法,一般经过15-20微生物就可以生长附着在填料表面,完成挂膜过程。

2已有微生物污泥挂膜法

一般指已有活性污泥法池中已生长了污泥加入MBBR填料后微生物即可在填料表面挂膜比启动时微生物挂膜快一般7-10天就可在填料表面看到微生物膜

2、间接挂膜法

1)接种挂膜法

对于不易降解的工业废水,尤其是使用普通生物滤池和生物转盘等设施处理时,为了保证挂膜的顺利运行,可以通过预先培养和驯化相应的活性污泥,然后再投加到生物膜处理系统中,进行挂膜,也就是分布挂膜。通常的做法是先将生活污水或其与工业废水的混合污水培养出活性污泥,然后将该污泥或其它类似污水处理厂的污泥与工业废水一起放入一个循环池内,再用泵投入生物膜法处理设施中,出水和沉淀污泥均回流到循环池。循环运行形成生物膜后,通水运行,并加入要处理的工业废水。可先投配20%的工业废水,经分析进出水的水质,生物膜具有一定处理效果后,再逐步加大工业废水的比例,直到全部都是工业废水为止。也可以用掺有少量(20%)工业废水的生活污水直接培养生物膜,挂膜成功后再逐步加大工业废水的比例,直到全部都是工业废水为止。

2)表面处理挂膜法

对于表面光滑的填料,因自然挂膜时间长,而污水处理需要快速启动、或某些工业废水处理难度大,需要微生物快速挂膜及良好的活性,就需要对填料的表面进行特殊处理,达到挂膜快、微生物活性高、微生物量增长快的目的。

挂膜的影响因素

1)滤料

滤料对细菌的亲和性越强、比表面积越大,那么这种滤料的生物功能就容易启动,挂膜就相对容易。填料本身的构造决定其对好氧环境中水力剪切力的适应能力。滤料表面粗糙,更有利于生物膜的附着和生长。

滤料的房间(即滤料形成的空洞)越多,比表面积越大,曝气生物滤池的硝化性能越好。但是房间过小也会带来负面的影响,如滤料不易清洗,反冲洗水量增多,反冲洗时滤料的流失等。因此,选择滤料粒径的时候,应综合考虑多方面的因素。

2)温度

水温是微生物的重要生存因子,在适宜的水温范围内微生物可大量生长繁殖。主要是利用微生物的氧化、吸附和过滤作用进行有机物的净化,当其在低温运行时,净化效果受到严重影响。水温改变使参与净化的微生物种属、生物量及生化反应速度等均发生改变。

温度是影响微生物正常代谢的重要因素之一,每一种微生物都有一个最适生长温度,在一定温度范围内,大多数微生物的新陈代谢活动都会随着温度的升高而增强,随着温度的下降而减弱。好氧微生物的适宜温度范围是1035℃。水温对硝化菌的生长和硝化速率有较大的影响。大多数硝化菌合适的生长温度是2530℃之间,当温度低于25℃或者高于30℃硝化菌生长减慢,10℃以下硝化菌的生长及硝化作用显著减慢。

3)进水CODCr浓度

挂膜过程中氨氮的去除是硝化菌作用的结果,而硝化菌是化能自养菌,其生理活动不需要有机营养物质,它从CO2获取碳源,从无机物的氧化中获取能量,有机物浓度不是它的生长限制因素。但进水有机物浓度过高,会使增殖速度较高的异氧菌迅速繁殖,这虽然成功的使有机物得到有效去除,但影响自养硝化菌成为优势菌种,从而影响硝化反应的进行。

硝化菌的世代期较异养菌长得多,生长繁殖速度缓慢,产率较低,若进水中有机污染物(COD)大大超过氨氮时,异养菌大量繁殖,并在与硝化菌竞争中占优势,逐渐成为优势菌种,从而降低反应器的硝化效率。

4)水力停留时间

为确保反应器中存活并维持一定数量和性能稳定的硝化菌,反应器须有足够的HRT。适宜的HRT是挂膜的重要影响因素,硝化菌的产率低,比增长速率小,过短的HRT不足以满足挂膜阶段微生物生长的需要,而过长的HRT使硝化菌长期处于内源呼吸和减数增长期,使生物膜生长停滞,甚至老化脱落,影响出水水质。

5)气水比

如果充气量过高,造成水流对填料的剪切力过大,即使挂上的膜量小,也容易加速生物细胞的老化。因为填料上的生物膜不是靠悬浮态微生物的粘附,而是填料上固着态微生物自身生长的结果。实验表明,氨氮的去除率随气水比增大逐步提高,表明硝化作用对溶解氧质量浓度的依赖性,在气水比较低条件下,仍有较高的氨氮去除率则表明氨氧化细菌对氧的亲和力非常大,但气水比从1:1增加到3:1的过程中,氨氮的去除率增加较快,而气水比从3:1增加到6:1的过程中,氨氮去除率增加非常缓慢,表明在低溶解氧的质量浓度下,溶解氧含量成为硝化过程的限制因素。

6)搅拌方式

在好氧反应器中,一般采用空气搅拌。由于好氧反应中污泥的产量高、增殖较快,所以,填料的挂膜较为容易。考虑到好氧微生物对氧气的需求,故多采用连续搅拌的方式,曝气量的大小要能满足好氧微生物对O2的需求程度,同时又不会因搅动强度太大而使填料上的生物膜大量脱落。

在厌氧反应器中,采用机械搅拌。机械搅拌时反应器的运行效果有时要比气体搅拌好,搅拌方式可采用间歇或连续两种方式。在厌氧消化反应中,污泥的产量低、增殖慢。因而,在厌氧反应器挂膜的初期,可采用间歇搅拌的方式。在间歇搅拌的厌氧移动床生物膜反应器中,当填料运动时,反应器属厌氧移动床反应器,而当填料不运动时,反应器中的填料因比重较轻而上浮动或因比重较重而下沉,此时的反应器实际上就成了厌氧滤床,上浮或下沉的填料能阻止部分污泥的流失,进而提高反应器中污泥的浓度,缩短了厌氧挂膜启动的时间。

7)填料填充率

MBBR填料的填充密度大微生物附着量大有利于有机物的去除如果填充率过大填料在池中的活动受限微生物的新陈代谢受到抑制,影响去除效果。根据污水中微生物的量、池容状况等因素确定填充量,一般在10%-30%(体积比),超过40%填料的活动受到影响

8PH

MBBR挂膜适宜的PH 值为6.5-8PH过高和过低都会影响微生物的活性

本公司挂膜技术优势

1、自然挂膜

对于比较偏僻的污水处理厂,没有接种污泥的情况下,采用自然挂膜法。应用我公司快速挂膜的技术优势,在生物池中加入我公司特有的微生物营养物,使得微生物快速繁殖,并且控制曝气量、DO浓度温度PH值等相关参数达到快速挂膜出水指标在短期内达标

2、接种挂膜

利用现有污水处理厂污泥,作为新建污水处理厂接种污泥,按照一定的比列配置污泥溶液,控制曝气等参数,填料外壁带竖条状鳍翅,挂膜能力强,微生物数量增长快,活性好,出水各项指标逐渐在短期内达标。

3、专利技术支持——表面处理挂膜

对于较难处理的工业废水或需要快速启动的污水处理厂为达到快速挂膜尽快出水达标的要求,公司有表面处理快速挂膜技术。应用我公司专利产品,一种强化MBBR填料挂膜能力的反应器(专利号:2018221307850),对MBBR填料进行表面处理,强化填料挂膜能力。这种填料投放到生物池中后,微生物极易在填料表面固着生长,在极短的时间内,填料挂膜成功,污水处理达标。

 
 
 
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