MBBR 工藝的研究現狀及在提標改造中的應用

唐 詩 張 硯 尹敬杰 蔣白懿

（1.沈陽建筑大學市政與環境工程學院 遼寧沈陽 110168 2.沈陽光大環保科技股份有限公司 遼寧沈陽 110000 3.鐵嶺市建筑工程施工圖審查辦公室 遼寧 鐵嶺 112000）

0 引言

移動床生物模反應器（MBBR），是一種既有傳統活性污泥法又有生物膜法優點的新型污水處理工藝，其核心就是向曝氣池內投加懸浮填料。在提標改造中，MBBR 工藝能夠與A/O 工藝、A2/O 及其變形工藝、氧化溝等工藝進行組合。利用MBBR 工藝對現有處理構筑物進行改造，能夠提高現有構筑物的處理能力，使出水水質穩定的達到一級A 標準。文章通過一些實際工程和研究成果，對MBBR 工藝的特點和影響因素以及在提標改造中的應用進行了總結。

1 MBBR 工藝特點

MBBR 工藝與其它工藝進行組合，能夠處理造紙廢水、工業廢水、高濃度制藥廢水、煙草廢水、皮革廢水、煉油廢水、屠宰廢水等。并具有如下特點：

①抗沖擊負荷能力強。在相同的水力停留時間和進水濃度的情況下，A/O 與MBBR 工藝的進水COD 濃度小于500mg/L 時，兩工藝對COD的去除率隨著進水濃度的增加而增加；當進水COD 濃度大于500mg/L時，隨著進水濃度的增加MBBR 工藝對COD 的去除率明顯優于A/O 工藝；②提高氨氮的去除能力。在水力停留時間和進水氨氮濃度相同的情況下，A2/O-MBBR 工藝與A2/O 工藝的出水氨氮濃度分別為3.61mg/L 和4.93mg/L，去除率分別為88.8%和84.6%；③具有豐富的微生物種類。在張忠華等人的研究中，利用顯微鏡觀察第25 天填料表面的生物膜，能夠在填料表面發現鐘蟲、纖毛蟲、線蟲以及絲狀菌等微生物；④能夠產生同步硝化反硝化現象。在相關的研究中表明，當填料的填充率為50%、水力停留時間為8h、DO 質量濃度為2mg/L 時，MBBR 工藝能夠通過同步硝化反硝化達到90%以上的脫氮效果。

2 MBBR 工藝影響因素

2.1 溫度

溫度對MBBR 工藝的處理能力影響較小，但主要體現在對填料上的硝化菌和反硝化菌的影響。硝化菌和反硝化菌的適宜溫度分別為20℃～30℃和20℃～40℃，溫度小于15℃時硝化菌和反硝化菌的活性均降低，溫度為5℃時完全停止。祁偉樂等人的研究表明，在25℃時MBBR 工藝對COD、NH3-N、TN 的去除率分別為95%、96%、95%，在10℃時的去除率分別為95%、91%、90%。與好氧顆粒污泥工藝相比，MBBR 工藝的處理能力受溫度影響較小。

2.2 填充率

填料的填充率越高，生物量就越大。但填充率過高，就會導致在曝氣過程中懸浮填料相互碰撞，使生物膜脫落，影響出水水質。相關的研究中表明，當填料的填充率從20%增加到30%時，氨氮的平均去除率從90.51%提高到97.45%，出水氨氮的平均濃度從4.91mg/L 降低到1.32mg/L；當填料的填充率為40%時，出水氨氮的平均去除率和平均濃度分別為97.51%和1.29mg/L；當填料的填充率從50%增加到60%時，氨氮的平均去除率從97.37%下降到93.18%，出水氨氮的平均值從1.36mg/L 升高到3.53mg/L。

2.3 溶解氧

MBBR 工藝的去除效果與溶解氧濃度的高低有密切關系，當溶解氧的濃度充足時有機物的氧化和硝化反應能夠正常進行，當溶解氧的濃度較低時有機物的氧化和硝化效果較差。在相關研究中表明，當DO 的質量濃度為4.5±0.25mg/L 時，氨氮和有機物的去除率分別為95.8%和96.7%；當DO 的質量濃度為3.0±0.25mg/L 時，氨氮和有機物的去除率分別為85.8%和92.4%；當DO 的質量濃度為2.0±0.25mg/L 時，氨氮和有機物的去除率分別為57.9%和80.1%。

2.4 pH 值

MBBR 工藝中氨氮的去除率與pH 值有很大的關系，當pH 值較低時抑制了亞硝化菌的活性且較低的pH 值也不適合水中微生物的生長，導致氨氮的去除率較低。張鵬等人的研究表明，當pH=8 時NH3-N 和TN 的去除率與pH=6 和7 相比，能夠達到最好的效果；當pH＜5 和pH＞9 時，NH3-N 和TN 的去除率呈下降趨勢，在pH＜5 的情況下NH3-N 和TN 的去除率明顯下降。

3 在提標改造中的應用

3.1 在A/O 工藝改造中的應用

山西某污水廠的提標改造工程，將原有A/O 工藝改造成改良A2/O工藝并向好氧池內投加懸浮填料，形成改良A2/O-MBBR 工藝。該污水廠利用MBBR 工藝對現有A/O 工藝進行改造，實現了在無擴建用地下的原池改造，并使好氧區內產生了同步硝化反硝化的現象。呼和浩特某污水廠的提標改造工程，在保證原有A/O 工藝生化池容積不變的情況下，將好氧區部分容積改造成缺氧區，并向好氧區內投加懸浮填料，形成改良A2/O-MBBR 工藝。

3.2 在A2/O 及其變形工藝改造中的應用

團島污水廠的提標改造工程，保留原有改良型A2/O 工藝，并向好氧池內投加懸浮填料，形成改良型A2/O-MBBR 工藝。該污水廠利用MBBR工藝對原有工藝進行改造，施工周期短且污水廠的正常運行不受影響。提標改造完成后，出水水質能夠穩定達到一級A 標準。由于填料表面存在生物膜，在冬季氣溫較低的情況下，氨氮的去除也能夠取得良好的處理效果。蘆村污水廠的提標改造工程，向原有A2/O 工藝的好氧區內投加懸浮填料，形成A2/O-MBBR 工藝。改造后的工藝具有較強的抗沖擊負荷能力，在進水COD 濃度波動較大的情況下，也能夠實現穩定的處理效果。

3.3 在氧化溝工藝改造中的應用

西安第三污水廠的提標改造工程，在原有奧貝爾氧化溝工藝的基礎上，改變原有氧化溝內溝的曝氣方式并向內溝投加懸浮填料，使原有氧化溝工藝的潛能得到充分的發揮。將改造完成的氧化溝按照MBBR 工藝運行，并增加由濾布濾池組成的深度處理工藝，實現出水水質穩定的達到一級A 標準。佛山某污水廠的提標改造工程，將原有A2/O 氧化溝的部分好氧區改造成缺氧區，并向好氧區內投加懸浮填料形成A2/O-MBBR工藝。

4 結語

改造后的工藝在運行中，出水水質能夠穩定的達到一級A 標準；具有較強的抗沖擊負荷能力；好氧區能夠產生同步硝化反硝化的現象；在冬季氣溫較低的情況下，對氨氮的去除能夠取得良好的處理效果。改造后的工藝在使用中，要合理控制溶解氧的濃度，并保持生化反應池的pH值在適當范圍內。