3 MBBR填料在污水处理中的应用
目前,MBBR 在中小型城市污水[6 ] 、旅游区生活污水、以及食品废水、造纸废水、石油化工废水、制药废水等工业废水中得到了较为广泛的应用。MBBR 的应用形式主要有以下几类: 单独的MBBR 工艺,MBBR 与活性污泥共池的工艺,MBBR 与其他工艺的组合工艺。
3. 1 单独的MBBR 工艺
单独的MBBR 工艺完全由单个或多个MBBR 串联或并联组合而成,主要用于新建城市污水、工业废水处理厂和已有污水厂的升级改造,其目的是用于废水中COD、BOD 的去除、脱氮除磷等。Odegarrd 等认为,用MBBR 工艺处理城市污水时,在填料的填充比例为67 %、水温为15 ℃的情况下,有机负荷可设计到2. 528 kg。在低负荷时,BOD 的去除率高达90 .295 % ,而在高负荷时,去除率为70 .280 %。厌氧MBBR 与好氧MBBR 结合用来处理高浓度的有机废水和难降解废水,如Jahren用高温厌氧-好氧MBBR 组合工艺处理甜菜制汤废水,在厌氧MBBR 的有机负荷（SCOD）为30 kg/ （ m3 •d） 和好氧MBBR 的有机负荷（BOD7 ） 为27 kg/ （m3•d） 的情况下,SCOD 的去除率达到84 %。在对水中磷比较敏感的地区,可在MBBR 后,增加化学加药和混凝沉淀设备, 以达到去除磷的目的。如挪威的Steinsholt 污水处理厂,在有机负荷（BOD7 ） 为2215 kg/ （m3•d）的情况下, BOD、COD 和总磷的去除率分别达到97. 4 %、94. 4 %和95. 8 %。3 个（或3 个以上）MBBR 串联起来,主要用于废水中氮的去除。根据反硝化与硝化作用的先后顺序,将MBBR 脱氮工艺又分成前置反硝化、后置反硝化、前置反硝化和后置反硝化相结合3 种形式。据Odegarrd 等资料,后置反硝化速率大于前置反硝化,而且后置反硝化工艺易于控制,所需反应器的体积小,但后置反硝化的缺点是需要外加易分解的碳源。为了减少碳源的需求量,也可采用前、后置反硝化相互结合的形式。MBBR 中的填料能起到增加污泥量和污泥停留时间的作用, 所以MBBR 非常适合用于废水的硝化作用。挪威的Lillehammer 污水处理厂采用前置与后置反硝化相结合的MBBR 组合工艺,在运行温度6. 3 ℃的条件下,N的去除率达92 % ,出水中氮为3. 1 mg/ L ,其中前置反硝化仅占整个反硝化的16 % 。
3. 2 MBBR 与活性污泥共池的工艺
流化床填料MBBR与活性污泥共池的工艺主要用于废水中BOD、COD 的去除,氨氮的硝化、反硝化。悬浮填料生物膜工艺工艺的结构形式是:1 个MBBR 分成2 段,第1 段不曝气,为缺氧部分,属活性污泥法,主要进行反硝化,反硝化率可达到50 %;第2 段曝气,为好氧部分,好氧段主要用于去除大量的有机物和氨氮硝化。好氧段增加的污泥,在提高填料上污泥数量的同时,也提高了活性污泥的泥龄,进而促使生长缓慢的硝化菌生长。通过改变填料的填充比,可有效地调控硝化菌的数量。如美国科罗拉多州的Broomfield 城市污水厂的改建中就采用了MBBR 与活性污泥共池的工艺,在温度为13 ℃、水力停留时间为4. 5 h、污泥龄小于4. 5 d 的条件下,BOD、COD、氨氮和总氮的去除率分别达到91 %、89 %、96 %、80 %以上。
3. 3 MBBR 与其他工艺的组合工艺
将MBBR 放在活性污泥、氧化沟、SBR 等处理单元的前面,以消减大部分有机负荷,提高后续处理单元的处理效果。如美国Wisc***in 和Valley Pride Pack 肉类加工厂就采用两级MBBR 加活性污泥法的串联工艺处理肉类加工废水,用MB2BR 作为前处理,代替了原有工艺的化学前处理和厌氧处理系统,在MBBR 总体积为264. 99 m3 、水力停留时间为10 h、填料填充率为50 %的情况下, BOD 从1 367 mg/ L 降到59 mg/ L ,氨氮从202 mg/ L 降到61 mg/ L。也可以将MBBR 放在UASB 等工艺的后面,作为工艺的把关设备。大连某水产公司应用气浮和MBBR 的组合工艺处理水产品生产废水[9 ] ,实践证明,在进水CODCr ≤2 g/ L ,BOD5 ≤900 mg/ L ,SS ≤600 mg/ L 的条件下,经过气浮2MBBR 处理后的出水水质达到《污水综合排放标准》一级标准, 出水的CODCr < 100 mg/ L ,BOD5 < 30 mg/ L ,SS < 50 mg/ L。流化床填料***新的研究进展有MBBR 和膜过滤的组合工艺,膜污染是其存在的主要问题,还有待于进一步研究。