MBBR工艺在农村水污染治理中的应用

MBBR工艺工艺工艺工艺在农村水污染治理在农村水污染治理在农村水污染治理在农村水污染治理中的中的中的中的应用应用应用应用（无锡博美环境工程有限公司）摘要摘要摘要摘要：：：：MBBR好氧移动床生物膜反应器作为一种较新型的污水处理技术，以其低能耗、低投资、维护管理简单的特性在农村水污染治理中被逐步认可并推广。文章结合工程实例，阐述该工艺的工作原理、技术特点及在实际中的应用。关键词关键词关键词关键词：：：：农村水污染治理好氧移动床生物膜反应器新农村建设农村水污染治理与城市和小城镇污水处理相比，主要有以下特点：①规模小且分散；②区域差异大；③水质水量变化大；③管理水平低；④资金短缺；⑤缺乏工艺设计参数。基于以上特点，农村水污染治理急需寻找一种建设周期短、投资省、运行费用低、剩余污泥量少、启动时间短、管理简单方便、集中与分散处理皆适宜的新型污水处理技术。MBBR好氧移动床生物膜反应器很好的解决了这些问题。1、、、、MBBR技术技术技术技术概述概述概述概述及工作原理及工作原理及工作原理及工作原理MBBR好氧移动床生物膜反应器是国家农业部早在80年代初从意大利引进的专用于农村水污染治理的一种高效污水处理技术。因各种特殊原因未能在国内形成产业，直至2004年社会主义新农村建设工作全面展开后，才又重新开始进行此方面的研究，经过近5年的实践应用，解决了固定床反应器需要定期反冲洗，生物流化床反应器需要足够动力使载体流化且不流失，曝气生物滤池因堵塞需要清洗滤料及更换曝气器的复杂操作等问题，不断完善改进，最终形成了今天的MBBR高效污水处理设备。MBBR主要由反应器主体、悬浮生物载体、旋切式微泡曝气机三部分构成。悬浮生物载体比表面积大，生物膜在悬浮载体内外表面大量生长。挂膜后的载体与水的密度接近，始终悬浮在污水中并可自由移动。在旋切式微泡曝气机的曝气和搅拌作用下，悬浮载体在反应器内互相碰撞并做回转或翻转流动，提高了液相有机质的传送，促进了生物膜的更新。污水中的有机物和悬浮物被生物膜截留、吸附，并作为微生物生长的营养源，在微生物繁殖过程中被消化，污染物得以降解。同时，由于反应及沉淀皆在同一个反应器内完成，因此反应器内亦存在着大量悬浮状态的污泥，活性污泥浓度较高。MBBR是高浓度活性污泥法和生物膜法相结合的一种高效生化法污水处理设备。2、、、、MBBR结构结构结构结构图1MBBR结构图Fig.1compositionchartofMBBRA.好氧移动床介质好氧移动床采用的介质是一种纳米级高分子合成材料，这种介质的表面带有某些亲水性基团以及氨基、羧基、环氧基等活性基团，可与微生物肽链氨基酸残基作用形成离子键结合或共价键结合而将微生物及生物酶固定在介质上，介质上的微生物除生长着真菌、丝状菌和菌胶团外，还有多种捕食细菌的原生动物和后生动物，形成了稳定的食物链，因而污泥产生量小。好氧移动床密度接近于水的密度，微生物负载量大，生物量最高可达26.1g/L，容积负荷高达8kgBOD5/m3·d，比表面积为24.8m2/g，这种介质，由于其结构的特点，可使污水、空气和生物膜得到充分掺混接触交换，生物膜不仅能大量地在微生物载体内坐床，保持良好的活性和空隙可变性，而且在运行过程中气体在三维流动的污水带动下，互相碰撞并被处于蠕动状态的微生物载体不断切割成更小的气泡，增加了氧的利用率，可减小曝气量。因此它具有切割气泡能力强，空间体积利用率大、无死区等特点，是MBBR的一大技术优势。B.旋切式微泡曝气机旋切式微泡曝气机完美的应用了流体力学原理，利用水下叶轮的高速旋转，在叶轮区域形成强烈的负压区，从而吸入空气。吸入的空气在离心力的作用下被高速旋转的液体强烈剪切、粉碎、乳化，气泡直径迅速减小，促使空气中的氧分子从气相迅速、充分地扩散到液相中去，形成第一次溶氧过程。气液混合液在叶轮离心力的推动下，通过环流通道加速向反应器内四周扩散，带动反应器内底部少量活性污泥缓慢翻动上升，并与反应区污水均匀混合，从而使氧分子进一步得到扩散和溶解，构成对反应器内水体的二次充氧。由于底部活性污泥经常处在翻动和悬浮状态，增加了物相与气相的接触面，从而达到均匀曝气的目的。同时，曝气叶轮对水体的搅拌以及产生的气泡为好氧移动床层提供了移动的动力，使床体不会粘连、堵塞，不需要反冲洗。3333、、、、工程工程工程工程实例实例实例实例A.工程概况临安市三口镇位于临安市东南方，镇上人口仅有1500余人，整个镇从半山腰处开始往山脚下建设，坡度非常大，几乎没有空旷平整场地可供污水处理站建设，用地非常紧张。因为交通不便，三口镇的经济水平较低，污水处理工程要求投资省、运行费用低，维护管理方便。B.设计指标设计水量：150m3/d；设计进水水质：CODcr≤250mg/l；BOD5≤150mg/l；NH3-N≤30mg/l；SS≤150mg/l；PH=6.0-9.0。设计出水水质：处理后出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级标准，即：CODCr≤100mg/l；BOD5≤20mg/l；NH3-N≤15mg/l；SS≤70mg/l；PH=6～9C.工艺选择将进水水质与出水水质进行对比可知，本项目不仅对COD、BOD有60%、87%的去除要求，对氨氮也有50%的去除要求，因此在选择污水处理工艺的时候必须考虑具有脱氮功能的工艺。本项目采用好氧移动床生物膜反应器实现污水的达标处理。相比其它工艺，MBBR的技术特点有：高效——生活污水经该设备处理后，各主要指标均优于污水综合排放一级标准；节能——吨水电耗约0.12KW/h，运行费用仅为传统工艺的25%；投资小——该设备省去了传统工艺的二沉池及污泥回流设备，有效的降低了工程投资；占地少——占地面积仅为传统工艺的70%；布置灵活——该设备既可设置于地上，也可埋于地下；操作管理方便——全自动运行，无需专人职守。D.工艺流程本项目工艺流程如下：原水曝气格栅池水解酸化池MBBR好氧移动床生物膜反应器达标排放污泥外运填埋图例：污水管路污泥管路空气管路图2工艺流程简图Fig.2Flowchartofthesystem生活污水首先经过格栅去除来水中的漂浮物，后进入水解酸化池(兼做调节池)，在水解酸化池中污染物可以得到部分降解，水质经均化、水解酸化后由泵提升至MBBR设备，经过好氧、兼氧微生物共同作用后，有机污染物得到去除，出水达标排放。由于本工艺产生的剩余污泥量极少，只需每半年或1年进行一次抽吸，并外运填埋处理。E.技术经济指标格栅池：长×宽×高=1.0m×3.0m×1.5m；配置2mm和0.5mm的不锈钢人工细格栅各1套，过水截面积均0.4m2。水解酸化池（兼作调节池）：停留时间4h，有效容积25m3，长×宽×高=3.4m×3.0m×4.0m；内部分为三格，中间一格内布置组合填料，型号φ150×150，6m3；最后一格内配置污水提升泵，2台，一用一备，型号WQ7-10-1.1，流量7m3/h，扬程10m，功率1.1kW。MBBR：好氧移动床介质负荷：4.5kgBOD/m3·d，介质体积4.5m3，沉淀区表面负荷1m3/m2·h，曝气量1.56m3/min，气水比5：1，外形尺寸Φ4200*4100h，处理能力150m3/d，装机功率2.2kw，曝气机运行规律为停2h曝1h，玻璃钢材质，半地下式安装；工程总投资：33.70万元；吨水运行费用：0.12元。F.MBBR处理效果该项目于2007年6月建成使用，8月20日始满负荷运行，于11月中旬通过临安市环保局验收，2007年10月、11月及2008年6月运行监测结果如下：0501001502002503003501357911131517192123252729日期COD(mg/l)进水出水注：此时期正处于调试阶段后期，由于条件限制，仅对COD进行了监测。图32007年10月份监测结果折线图Fig.3PolylinechartofmonitoringresultsinOctober20072007年11月15日（验收当日）由临安市环境保护监测站出具的检测数据：表1进出水水质监测结果Tab.1Theinfluentandeffluentquality序号监测项目进水水质(mg/L)出水水质（mg/L）1pH7.537.162悬浮物118663生化需氧量131174化学需氧量237935氨氮27142008年6月7日临安市环境保护监测站环保抽查检测数据：表2进出水水质监测结果Tab.2Theinfluentandeffluentquality序号监测项目进水水质(mg/L)出水水质（mg/L）1pH7.177.142悬浮物105603生化需氧量123164化学需氧量215905氨氮2915四、结论MBBR好氧移动床生物膜反应器处理效率高，能耗低，出水水质稳定，耐冲击负荷能力强，结构紧凑，体积小，不需要污泥回流，不发生堵塞，不需要反冲洗，维护管理相当简单。尤其适用于农村生活污水处理，具有优异的推广应用前景。参考文献：[1]王乃忠，滕兰珍，水处理理论基础，广州：西南交通大学出版社，1988。[2]杨晓东，白人朴，小城镇环境污染问题及对策，中国农业大学学报，1999。[3]李伟国，刘建峰，浙江省农村生活污水处理技术的选用原则与处理模式，农业环境与发展，2008年5期。[4]浙江省建设厅，浙江省农村生活污水适用技术与实例，2007。