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詳細介紹

MBR一體化污水處理設備簡單介紹

MBR一體化污水處理設備是吸收了傳統的流化床和生物接觸氧化法兩者的優點而成的一種高效的污水處理方法。其核心部分就是以比重接近于水的懸浮填料直接投加到曝氣池中作為微生物的活性載體，依靠曝氣池內的曝氣和水流的提升作用處于流化狀態，它是懸浮生長的活性污泥法和附著生長的生物膜法相結合的一種工藝。以以往的填料不同的是，懸浮填料能與污水頻繁多次接觸，因此被稱為“移動的生物膜”。
1.特點
1.1具有生物膜法所具有的優點
由于懸浮填料一般比表面積都較大，附著在填料表面及內部生長的微生物數量大、種類多，因此污泥濃度可達普通活性污泥法的污泥濃度的5-10倍，曝氣池污泥總質量濃度***高可達30-40g/L，能夠處理低濃度的污水；活性污泥處理系統在原污水的BOD值*低于50-60mg/L，將影響活性污泥的絮凝體的形成和增長，凈化功能降低，處理水質下降。生物膜處理法對低濃度污水，取得較好的處理效果。
1.2與活性污泥法及其它生物膜法相比
MBR是活性污泥和生物膜法的聯合工藝，它不需要污泥回流。生物膜在整個反應器內自由流化的載體上生長，在反應器得出流處用格柵將載體截流在反應器內。因為不需要污泥回流，只有剩余的微生物需分離，這就比活性污泥法有很大的優勢。
1.3懸浮填料的特點
在MBR法中，懸浮填料是其核心部分，具有*的優點：
⑴懸浮填料在不曝氣時浮于水的表面，無須固定支架支撐，這是反應池的安裝和維修變得很方便；當曝氣時，生長了生物膜的填料密度因與水接近，填料依靠曝氣的攪拌作用，處于流化狀態，因此，在達到一定的污染物去除率情況下，污水在池內的停留時間更短，同時，即使有了沖擊負荷，也可以很快的恢復處理效果。另外，懸浮填料受到氣流、水流的沖刷，老化的膜能夠自動脫落，保證了膜的活性，促進了新陳代謝，而且在反應池中水流化的填料還可能大量生長絲狀菌，既可利用絲狀菌高效降解有機物的功能，使出水水質改善，又無污泥膨脹之虞。
⑵維護管理方便。由于填料比重與水接近，只需要很少的氣量即可使其均勻懸浮于水中。使用時無需填料支架，只需在曝氣池出水處設置柵網攔截，靠曝氣水流將其回流至池前端，可節省投資，且投配、更新更方便。另外操作者不用像管理活性污泥法系統那樣，擔心污泥回流比、排除剩余污泥量及污泥膨脹等問題，因此，操作簡單，工作量也少。
⑶填充率易選擇。30%-50%（體積比）的填料在曝氣池中流化良好。對于懸浮填料只要沖氧能力許可并保證其自由懸浮，可以根據需要選擇填充比率。

2.MBR工藝原理及特點
2.1 工藝原理
污水連續經過MBR反應器內的懸浮填料并逐漸在填料內外表面形成生物膜，通過生物膜上的微生物作用，使污水得到凈化。填料在反應器內混合液回旋翻轉的作用下自由移動：對于好氧反應器，通過曝氣使填料移動；對于厭氧反應器，則是依靠機械攪拌。

2.2 工藝特點
MBR一體化污水處理設備既具有傳統生物膜法耐沖擊負荷、泥齡長、剩余污泥少的特點，又具有活性污泥法的高效性和運轉靈活性，與其他工藝相比，MBR具有以下特點：
（1）反應器中污泥濃度較高，一般污泥濃度為普通活性污泥法污泥濃度的5～10倍，曝氣池污泥質量濃度可高達30～40g/L。
（2）水頭損失小，不易堵塞，無需反沖洗，一般不需回流。
（3）作為MBR工藝核心的懸浮填料具有好氧和厭氧代謝活性，可良好地脫氮除磷。
2.3處理高負荷污水
MBR工藝在高負荷條件下性能穩定，可多級聯用處理污水。如可將3個MBR連接使用處理肉類加工廢水，*個反應器的COD負荷高達10kg/m3,HRT約為4h，TCOD去除率為50%～75%；第二個和第三個反應器的總HRT為4～13h，TCOD去除率為75%、SCOD去除率為70%～88%，有機物去除率與有機負荷呈線性關系。
在進水COD為5300～20140mg/L、COD容積負荷為5.38～20.62kg/m3·d、HRT為0.98d的操作條件下，COD去除率>90％。
2.4 處理低負荷污水
有些將生活污水與沖洗水混合排放，導致生活污水中有機物濃度較低，不適合普通的活性污泥法處理。具體工藝流程為調節池－MBBR－沉淀池－纖維球過濾罐－活性炭過濾罐。進水水質為COD76mg/L、BOD37mg/L，在水力停留時間為2.4h、氣水比為4∶1的情況下，出水各項水質指標均可達到國家環保冷卻水回用標準要求。

2.5脫氮
MBR中生物膜主要固著在填料上，污泥停留時間與水力停留時間無關，硝化菌、亞硝化菌等生長世代時間較長、比增長速率很小的微生物都可以在填料上生長，從而增強了脫氮能力。脫氮過程分為硝化和反硝化兩個階段，分別由硝化菌和反硝化菌完成。MBR可以實現硝化菌與反硝化菌在空間上相對獨立生長，從而優化了兩種菌群的生長條件。

3.MBR工藝在運行中易出現的問題
3.1 MBR反應器的流化態
反應器中的填料依靠曝氣和水流的提升作用處于流化狀態，在實際操作中，經常出現由于整個池內進氣分布不均勻而導致局部填料堆積的現象。因此需通過池型作水力特性計算來改進進氣管路的布置和優化池內曝氣頭的分布，再根據實際的曝氣情況調節各曝氣頭上緊固橡皮墊的螺母松緊程度，調節單個曝氣頭的曝氣量。除保證池內出水端具有較大曝氣量，以便使整個池內填料呈均勻流化狀態外，還可以采用穿孔曝氣管，便于使池四邊和四角進氣分布均勻。反應器的構造在很大程度上決定了它的水力特性。試驗表明，反應器的長深比為0.5左右時有利于填料*移動，或者通過導流板的強制循環來解決池內死角的問題，這樣能使氣水比降到4：1左右。在實際工程設計時應通過大量試驗來優化反應器的構造和水力特性，降低能耗，進一步提高MBR的經濟效益。
3.2 填料格柵板
為了防止填料隨處理水流失，移動床生物膜反應池的出水口要設置格柵板。但在運行調試過程中易出現格柵堵塞的問題，在實驗室采用鉆孔塑料板作格柵時也出現了大團懸浮污泥將出水格柵板堵死的情況。雖然通過加強對出水區格柵處進行曝氣，可以防止填料對格柵的堵塞，但對于懸浮污泥的附著問題，只能從格柵的材料和間距上解決，如選擇光滑吸附性小的材料，間隙在保證能截留填料的前提下盡量加大，使其不易被懸浮物質附著等，這需要在實驗和實際工程操作中不斷改進，以避免該問題影響整個污水處理系統的正常運行。
4.MBR一體化污水處理設備與其它工藝的組合
多級MBR反應器、MBR和A/O法聯合工藝、生物膜-活性污泥聯合工藝、MBR和SBR聯合工藝等組合工藝都具有各自的優點，對這些組合工藝應加強研究并進行實際應用。
工業廢水不僅水量和水質波動大，而且一些廢水的營養物質缺乏或含有毒或有害物質，對廢水處理工藝的要求高。研究者或以懸浮填料生物膜工藝為主體處理單元，或作為生物預處理手段，分別在紙漿廢水、有機中高濃度污水、化工、制藥、油田等行業的水處理領域獲得試驗或應用成功。可見，懸浮填料生物膜工藝作為生物處理主體，除污染效率和負荷率均顯著優于普通活性污泥法。相同工況的懸浮填料生物膜工藝對有機物的去除能力優于SBR，且出水的水質穩定。此外，MBR工藝在高含氮污泥發酵上清液、垃圾滲濾液的硝化反硝化以及原尿高NH3-N濃度的硝化穩定等方面也表現出良好的性能，***大反硝化負荷率達到了55gN/m3.h效果。
可見，MBR所需的HRT很低，大大了節省了處理構筑物的面積；工藝的適應范圍廣，能夠勝任高含鹽、高溫或低溫條件的工業廢水生物處理。懸浮填料生物膜工藝作為中高濃度工業廢水的預處理手段或與其它工藝組合應用的研究表明，工藝可快速降解溶解性有機物污染物，有機負荷率高達30～45kgCOD/m3.d，單位填料的面積負荷率達到了53g/m2填料.d。預處理的***短tHRT僅有6h。廢水經過預處理后大大降低了后續處理的難度，提高了污泥的沉降性能，出水的水質優于傳統方法。
流動床生物氧化工藝又稱懸浮填料生物膜工藝，是微生物載體在廢水中處于運動狀態的生物接觸氧化法。工藝簡單，提高了污水廠的脫氮效率，改善了運行效果。
5.總結
MBR一體化污水處理設備工藝適用于中小型生活污水和工業有機廢水處理，特別是一體化和地埋式污水處理裝置。
MBR工藝其吸收了傳統流化床和生物接觸氧化法兩種工藝的優點，具有良好的脫氮除磷效果。目前，該工藝在國外已成功應用于工業廢水和生活污水的處理，但在我國應用還較少。