MBBR工艺介绍和优缺点

MBBR工艺介绍和优缺陷MBBR是移动床生物膜反映器MBBR工艺原理是通过向反映器中投加一定数量的悬浮载体，提高反映器中的生物量及生物种类，从而提高反映器的解决效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增长了氧气的运用率。此外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反映器，使硝化反映和反硝化反映同时存在，从而提高了解决效果。MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水解决方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提高作用使载体处在流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反映器空间，充足发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，互相补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。MBBR的重要特点是：①解决负荷高；②氧化池容积小，减少了基建投资；③MBBR工艺中可不需要污泥回流设备，不需反冲洗设备，减少了设备投资，操作简便，减少了污水的运营成本；④MBBR工艺污泥产率低，减少了污泥处置费用；⑤MBBR工艺中不需要填料支架，直接投加，节省了安装时间和费用。生物流化床（MovingBedBiofilmReactorProcess简称MBBR法）是生长生物膜的载体层在废水中不断流动的生物接触氧化法。载体是聚乙烯中空圆柱体，长5～7mm，直径10mm，内部有十字支撑，外部有翅片，密度0.95g／cm2，空隙率88％，可供生物膜附着的比表面积约800m2／m3，能给微生物提供良好的生长环境；填充率可高达67%，可在好氧操作下以空气搅拌，或在兼/厌氧操作下以机械搅拌，使生物接触材在水中均匀的悬浮流动。这种载体的特殊形状使微生物在有保护的载体内表面生长而去除废水中的BOD5。

生物流化床运用生物膜法的基本原理，并结合了传统活性污泥法的优点，而又超越了活性污泥法及生物膜法的缺陷及限制。聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜的应用取代传统活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达成了泥水分离的目的。膜的高效截留作用，可以使生物池中的菌种浓度大大提高，使生化效率大大增强，有效去除氨氮、磷及难于降解的大分子有机物。

生物流化床系统有如下优点：

①省地：占地仅为传统方法的五分之一至十分之一，并取消了二沉池。将传统的“初沉、生化及二沉”三个环节合为一个环节；

②省时：比传统方法快一倍，只需2~6小时；

③无须污泥回流或循环反冲洗；污泥产量很少；

④操作简朴：过程可实现自动化，易于操作和控制；

⑤不会堵塞：载体生物（Biomass）在紊流中不断脱落，避免堵塞。

⑥稳定的生物膜系统，生物易恢复活力：生物在改变温度和pH值，超负荷或受毒害作用下也能不久恢复活力，使解决效果稳定。

⑦配置灵活：生化池的设计弹性大，可根据解决规定和空间大小采用不同的配置方式；

⑧已建污水系统的改造、升级及扩充十分方便；

⑨投资费用及运营成本更低；

⑩水质更稳定，不受系统中水质波动的影响；出水更洁净，产水悬浮物和浊度接近于零，可以直接回用。mbbr流化床生物膜反映器MBBR（MovingBedBiofilmReactor）MBBR工艺原理是运用生物膜法的基本原理，充足运用了活性污泥法的优点，有克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺陷。该方法通过向反映器中投加一定数量的悬浮载体，提高反映器中的生物量及生物种类，从而提高反映器的解决效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增长了氧气的运用率。此外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反映器，使硝化反映和反硝化反映同时存在，从而提高了解决效果。MBBR的重要特点MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水解决方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提高作用使载体处在流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反映器空间，充足发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，互相补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。流化床生物膜反映器工艺（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填料，它具有有效比表面积大，适合微生物吸附生长的特点，合用性强，应用范围广，既可用于有机物去除，也可用于脱氮除磷；既可用于新建的污水解决厂，更可用于现有污水解决厂的工艺改造和升级换代。流化床生物膜反映器工艺优势（1）容积负荷高，紧凑省地特别对现有污水解决厂（设施）升级改造效果显著，不增长用地面积仅需对现有设施简朴改造，污水解决能力可增长2-3倍，并提高出水水质。流化床生物膜工艺占地20-30%。（2）耐冲击性强，性能稳定，运营可靠。冲击负荷以及温度变化对流动床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长时，生物膜对此受力很强。（3）搅拌和曝气系统操作方便，维护简朴。曝气系统采用穿孔曝气管系统，不易堵塞。搅拌器采用香蕉型的搅拌叶片，外形轮廓线条柔和，不损坏填料。整个搅拌和曝气系统很容易维护管理。（4）生物池无堵塞，生物池容积得到充足运用，没有死角。。由于填料和水流在生物池的整个容积内都能得到混合，从主线上杜绝了生物池的堵塞也许，因此，池容得到完全运用。（5）灵活方便。工艺的灵活性体现在两个方面。一方面，可以采用各种池型（深浅方圆都可），而不影响工艺的解决效果。另一方面，可以很灵活的选择不同的填料填充率，达成兼顾高效和远期扩大解决规模而无需增大池容的规定。对于原有活性污泥法解决厂的改造和升级，流化床生物膜工艺可以很方便的与原有的工艺有机结合起来，形成活性污泥-生物膜集成工艺或流化床活性污泥组合工艺。（6）使用寿命长。优质耐用的生物填料，曝气系统和出水装置可以保证整个系统长期使用而不需要更换，折旧率低。流化床生物膜反映器工艺特性生物填料在反映器中的填充率可达67%；在好氧反映器中，曝气使生物填料随反映器中水团在整个反映器中流动（或悬浮）；在厌氧反映器中，搅拌使生物填料随反映器中水团在整个反映器中流动（或悬浮）；工艺物理要素：池体（各种形状和材质），填料，混合设施（曝气或潜水混合），出水装置（各种形式的筛网）。为使污水通过一定方法解决后，达成设定的某些标准，排入水体、排入某一水体或再次使用等的采用的某些措施或者方法等。

现代污水解决技术，按解决限度划分，可分为一级、二级和三级解决。

一级解决，重要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理解决法大部分只能完毕一级解决的规定。通过一级解决的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级解决属于二级解决的预解决。

二级解决，重要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达成排放标准。

三级解决，进一步解决难降解的有机物、氮和磷等可以导致水体富营养化的可溶性无机物等。重要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子互换法和电渗分析法等。

整个过程为通过粗格删的原污水通过污水提高泵提高后，通过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，通过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级解决(即物理解决)，初沉池的出水进入生物解决设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反映器有曝气池，氧化沟等，生物膜法涉及生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物解决设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水通过消毒排放或者进入三级解决，一级解决结束到此为二级解决，三级解决涉及生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子互换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物解决设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，通过脱水和干燥设备后，污泥被最后运用。

各个解决构筑物的能耗分析

1．污水提高泵房

进入污水解决厂的污水通过粗格删进入污水提高泵房，之后被污水泵提高至沉砂池的前池。水泵运营要消耗大量的能量，占污水厂运营总能耗相称大的比例，这与污水流量和要提高的扬程有关。

2．沉砂池

沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥解决构筑物的解决条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。

沉砂池中需要能量供应的重要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。

3．初次沉淀池

初次沉淀池是一级污水解决厂的主题解决构筑物，或作为二级污水解决厂的预解决构筑物设在生物解决构筑物的前面。解决的对象是SS和部分BOD5，可改善生物解决构筑物的运营条件并减少其BOD5负荷。初沉池涉及平流沉淀池，辐流沉淀池和竖流沉淀池。

初沉池的重要能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响，初沉池的能耗是比较低的。

4．生物解决构筑物

污水生物解决单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相称大的比例，它和污泥解决的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上。活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能，其基本上是联系运营的，且功率较大，否则达不到较好的曝气效果，解决效果也不好。氧化沟解决工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备。生物膜法解决设备和活性污泥法相比能耗较低，但目前应用较少，是以后需要大力推广的解决工艺。

5．二次沉淀池

二次沉淀池的能力消耗重要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上，能耗比较低。

6．污泥解决

污泥解决工艺中的浓缩池，污泥脱水，干燥都要消耗大量的电能，污泥解决单元的能量消耗是相称大的，这些设备的电耗功率都很大。

针对各个解决构筑物的节能途径

1．污水提高泵房

污水提高泵房要节省能耗，重要是考虑污水提高泵如何进行电能节约，对的科学的选泵，让水泵工作在高效段是有效的手段，合理运用地形，减少污水的提高高度来减少水泵轴功率N也是有效的办法，定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以减少电耗。

2．沉砂池

采用平流沉砂，避免采用需要动力设备的沉砂池，如平流沉砂池。采用重力排砂，避免使用机械排砂，这些措施都可大大节省能耗。

3．初次沉淀池

初次沉淀池的能耗较低，重要能量消耗在排泥设备上，采用静水压力法无疑会明显减少能量的消耗。

4．生物解决构筑物

国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物解决工艺流程,他们认为解决设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,因而节能应从提高全厂功率因数、选择高效机电设备及减少高峰用电规定等方面入手。他们提出的节能措施既涉及改善电机的电气性能,也涉及解决运转的工艺问题,还涉及污水厂产物中的能量回收(Energy

Recovery)。

曝气系统的能耗相称大，对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新。新型的曝气设备虽然层出不穷,但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法,第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法。微孔曝气，曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施。在传统活性污泥解决厂曝气池中辟出前端厌氧区,用淹没式搅拌器混合的节能、生物除磷方案。这一简朴的改造可以节省近20%的曝气能耗,假如算上混合用能,节能也达成12%。自动控制系统的应用于污水解决节能，曝气系统进行阶段曝气，溶解氧存在浓度梯度，既减少了能耗，又可以改善解决效果，减少污泥量。

生物膜法解决工艺采用厌氧解决可以明显减少能量的消耗。

5．二次沉淀池

二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是减少能耗的有效方法。

6．污泥解决

污泥解决系统节能研究重要集中于污泥解决的能量回收。从污水污泥有机污染物中回收能量用于解决过程早在上世纪初就已投入实践,但能源危机之前一直不受重视。目前有两种回收途径:一是污泥厌氧消化气运用,一是污泥焚烧热的运用。

消化气性质稳定、易于贮存,它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能,废热还可回收于消化污泥加热。因此运用消化气能解决污水厂不同限度的能量自给问题。林荣忱等人比较了沼气发电机和燃料电池两种运用形式,认为燃料电池能量运用率高,具有很好的发展前程。对消化气的最大化运用是提高能效的重要方式。沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例,是大型污水解决厂的沼气综合运用的可行途径。

此外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水解决厂旁,将固废与污水污泥一起焚烧,获得的电能用于解决厂的运转。

城市污水解决的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水解决能量平衡分析方法研究的欠缺,节能措施的制订和实行经常超前。而多数节能途径和手段经常由解决厂的操作管理人员结合各解决设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能合用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂;另一方面,从广义上说,污水解决学科领域的技术创新、新材料和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力,因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。

国内外城市污水解决厂发展概况

水是经济发展和社会可连续发展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增长，水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要因素，是制约许多城市可连续发展的重要因素之一。“环境保护”是我国的基本国策，中国可连续发展的战略与对策制定的2023年治理目的，规定城市污水集中解决率达20%。目前，我国正处在城市污水解决事业的大发展时期，特别随着国家西部大开发战略的实行，中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。

城市生活污水解决自22023前工业革命以来，越来越受到人们的重视。城市污水解决率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近22023来，城市污水解决已从原始的自然解决、简朴的一级解决发展到运用各种先进技术、深度解决污水，并回用。解决工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（涉及CCAS工艺）等多种工艺，以达成不同的出水规定。我国城市污水解决相对于国外发达国家、起步较晚，目前城市污水解决率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，特别是本地实际情况，探索适合我国实际的城市污水解决系统。

结合我国实际情况，参考国外先进技术和经验，建设城市污水解决厂应符合以下几个发展方向：

（1）总投资省。我国是一个发展中国家，经济发展所需资金非常庞大，因此严格控制总投资对国民经济大有益处。

（2）运营费用低。运营费用是污水解决厂能否正常运营的重要因素，是评判一套工艺优劣的重要指标之一。

（3）占地省。我国人口众多，人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。

（4）脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实行的国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）也明确规定了合用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着此后绝大多数城市污水解决厂都要考虑脱氮除磷的问题。

（5）现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，特别是计算机技术和自控系统设备的出现和完善，为环保工程的发展提供了有力的支持。目前，国外发达国家的污水解决厂大都采用先进的计算机管理和自控系统，保证了污水解决厂的正常运营和稳定的合格出水，而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水解决厂发展的方向。

结论

污水解决是能源密集(energyintensity)型的综合技术。一段时期