MBBR設(shè)計要點探討

鎮(zhèn)祥華　陳才高　李樹苑　雷培樹

（中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司湖北武漢430015）

MBBR設(shè)計要點探討

鎮(zhèn)祥華陳才高李樹苑雷培樹

（中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司湖北武漢430015）

本文從設(shè)計規(guī)范、計算方法、填料選擇、填料填充率選取、溶解氧和水力停留時間等關(guān)鍵參數(shù)對MBBR在設(shè)計中遇到的常見問題進行了探討。

MBBR；設(shè)計規(guī)范；填料填充率；溶解氧；水力停留時間

移動床生物膜反應(yīng)器（MBBR：Moving Bed Bio-film Reactor）是一種開放的水處理工藝，可以形成多種復(fù)合、組合工藝，比如可以和活性污泥法復(fù)合成HYBAS工藝，將填料固定形成曝氣生物流化池污水工藝（ABFT），以及與A2/O，SBR等形成組合工藝。由于MBBR的設(shè)計彈性大，本文重點探討MBBR在設(shè)計中遇到的常見問題。

1　設(shè)計規(guī)范

目前國家沒有對此制定具體的MBBR規(guī)范，但是可以參考其他類似生物膜反應(yīng)器的規(guī)范，比如《曝氣生物流化池設(shè)計規(guī)程（CECS209-2006）》。

2　計算方法

國內(nèi)設(shè)計院目前實際做法是將填料生物量折算為混合液MLSS，然后再按常規(guī)的活性污泥法計算生物池；國際上是按照容積負(fù)荷和有效表面積負(fù)荷計算，以上方法均是基于廠家供應(yīng)商的經(jīng)驗方法，可以采用多種方法計算比較然后選用較為合理的數(shù)值。

3　填料選擇

填料的選擇主要是，強度大、化學(xué)和生物穩(wěn)定性好、比表面積大、空隙率大、水流阻力小、與水的密度相差不大、價廉易得、運輸儲存和安裝方便、不易堵塞等。

4　填料填充率選取

填料填充率的選取是決定MBBR工藝成敗的關(guān)鍵，MBBR工藝成本很大一部分來源于填料的成本，而且填料填充率的多少對MBBR的處理效率有著至關(guān)重要的影響。填充率過低會造成膜上的微生物不足，使得處理出水水質(zhì)不達標(biāo)；而填充率過高會大幅提高工程造價，同時會對反應(yīng)器內(nèi)的攪拌、充氧能力等提出更高要求。從實際運行情況來看，MBBR填料填充率適宜的取值范圍為30%～60%，對于氨氮去除要求較高時，填充率宜取較高值。

5　溶解氧

溶解氧的設(shè)定和諸多因素相關(guān)，對于去除基質(zhì)不同，溶解氧的控制濃度不同，設(shè)計中應(yīng)明確是以去除COD為主，還是脫氮為主，另外和填料填充率也有很大關(guān)系，高填充率會導(dǎo)致氧的利用率降低。另外如果溶解氧過高的話，也會使運行能耗過高，在經(jīng)濟上是不適宜的。

有研究表明［1］，在反應(yīng)器填料投加率為50%、水力停留時間為8h時，要維持高效穩(wěn)定的COD去除效果，反應(yīng)池中DO質(zhì)量濃度應(yīng)保持在2mg/L，此時MBBR工藝中氨氮的去除效果良好，且僅伴隨較低質(zhì)量濃度的硝氮和亞硝氮產(chǎn)生，TN的去除效果非常好，MBBR工藝可通過同步硝化反硝化實現(xiàn)90%以上的脫氮效果。

6　水力停留時間

合適的水力停留時間（HRT）是確保凈化效果和工程投資經(jīng)濟性的重要控制因素，針對不同的污水類型找出經(jīng)濟而合理的HRT是非常關(guān)鍵的問題之一，在實際設(shè)計中可以參考同類型水質(zhì)選取，對于較為復(fù)雜的水質(zhì)，可以通過小試試驗來確定。

王學(xué)江等人［2］應(yīng)用MBBR處理上海石油化工股份有限公司的石化廢水，在HRT分別為10h、8h和6h三種條件下COD去除率分別為80.1%、78%和72%。廖維等人［3］采用移動床生物膜反應(yīng)器—膜生物反應(yīng)器深度處理模擬廢水及工業(yè)園區(qū)綜合廢水，結(jié)果表明：MBBR—MBR串聯(lián)系統(tǒng)脫碳脫氮的效果良好，HRT的改變對系統(tǒng)的去除效果有一定的影響，隨著總HRT由17.50h變?yōu)?1.75h，模擬廢水中COD的去除效果降低，但氨氮、硝態(tài)氮和TN的去除效果基本不受影響。師永健等人［4］應(yīng)用移動床生物膜反應(yīng)器處理人工配制的苯酚廢水，結(jié)果表明，在水力停留時間為24h、苯酚進水濃度從200mg/L逐漸上升至1400mg/L以及苯酚進水濃度1000mg/L、水力停留時間從32h逐漸降至16h的條件下，苯酚均能夠被完全去除，對沖擊負(fù)荷，MBBR具有較強的承受能力。

7　設(shè)計需要注意的其他問題

7.1填料補充率

在實際使用中，填料由于磨損、部分老化破損、少量填料穿透截留網(wǎng)隨出水流失掉，長期運行會導(dǎo)致填料越來越少，最終影響到處理效果。因此，定期按填料流失率補充填料是保證工藝正常運行的重要因素，一般可按照每年5%的填料補充率考慮。

7.2行進流速

設(shè)計時必須考慮高峰流量通過MBBR時的峰值行進流速（流量除以反應(yīng)器截面積）。行進流速較小（比如20m/h），載體就能在反應(yīng)器內(nèi)均勻分布。行進流速過大（比如＞35m/h），載體就會堆積在截留側(cè)處.產(chǎn)生較大的水頭損失。此外，反應(yīng)器的長寬比也是一個因素。總的來說，長寬在1以下有助于減少峰值流量下載體向截留網(wǎng)漂移，使載體更加均勻地分布在反應(yīng)器內(nèi)。

7.3防止填料流失

在MBBR實際運行中，一部分填料不可避免的會被水流帶走，為了防止這種情況發(fā)生，可以在反應(yīng)器的出口設(shè)置多孔濾篩或格柵板，同時在此處進行曝氣，以避免填料在篩網(wǎng)處堵塞。保證MBBR系統(tǒng)能正常運行。

7.4避免填料堆積

由于水流不暢或者攪拌功率不足，生物池中容易出現(xiàn)局部填料堆積的現(xiàn)象，為了盡量避免這一問題，可以優(yōu)化曝氣管路及曝氣器的布置，盡量把曝氣裝置分散均勻，同時在角落和邊緣處增加曝氣頭數(shù)量，或者在適當(dāng)?shù)牡胤讲贾脭嚢柩b置，這些措施有利于保證整個池內(nèi)的填料呈均勻流化狀態(tài)，減少死角區(qū)域，防止填料堆積。參考文獻

［1］王學(xué)江，夏四清，陳玲，等.DO對MBBR同步硝化反硝化生物脫氮影響研究［J］.同濟大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2006，34（4）：514-518.

［2］王學(xué)江，夏四清，張全興.用移動床生物膜反應(yīng)器處理石化廢水［J］.化工環(huán)保，2001，21（6）：333-336.

［3］廖維，陳婷婷，李慧強，等.移動床生物膜反應(yīng)器—膜生物反應(yīng)器深度處理模擬廢水及工業(yè)園區(qū)綜合廢水［J］.環(huán)境污染與防治，2015，37（6）：24-33.

［4］師永健，張耀斌，全燮，等.移動床生物膜反應(yīng)器用于苯酚廢水處理的性能研究［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2013，33（01）：30-35.

鎮(zhèn)祥華（1977—），男，高級工程師，研究方向為水污染控制理論及應(yīng)用方向。