污水廠中MBBR填料的流化問題
2025-05-13 09:42
近年來，由于我國各地區(qū)水環(huán)境改善的環(huán)境目標(biāo)的不斷提升，各地市對市政污水處理廠的出水都提出了更嚴(yán)格出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，市政污水處理廠水處理廠也在不斷地進(jìn)行升級，以符合更嚴(yán)格的排放要求。在一些難以擴充廠區(qū)土地的地區(qū)，采用MBBR（移動床生物膜反應(yīng)器）的工藝在污水廠的生物池進(jìn)行原位改造，可以在一定程度上提升出水水質(zhì)。因此MBBR工藝在近年來的污水廠中有了一定的使用。隨著MBBR工藝的實際投用后一段時期后，在一些污水廠中也出現(xiàn)了一些MBBR的運行的問題，給污水廠的運行人員也帶了新的工藝管理難點，主要存在的運行問題有：
1、原有生物池泡沫問題，投加填料后，原有的生物池存在的問題并沒有得到徹底的改善，由于保持高濃度造成污泥老化導(dǎo)致的生物泡沫問題依然存在，并且生物泡沫疊加了MBBR填料上浮的問題，使泡沫堆積情況更加復(fù)雜。
2、攔截網(wǎng)的堵塞問題，填料不至于四處流動造成污水處理流程中構(gòu)筑物內(nèi)設(shè)備損壞就必須在合理的位置安裝攔截網(wǎng)，攔截網(wǎng)和水流方向成垂直布置，這會造成生物池內(nèi)填料和混合液對攔截網(wǎng)的直接壓力，部分水廠也出現(xiàn)了攔截網(wǎng)的損壞造成MBBR填料逃逸到后續(xù)構(gòu)筑物的情況。
3、MBBR填料的掛膜效果問題，填料設(shè)計的合理性決定了填料內(nèi)部掛膜的效果，掛膜厚度和可脫落的膜層決定了MBBR內(nèi)部的生物小環(huán)境的形成和保持，曝氣池內(nèi)的水力條件，推流攪拌的效果，進(jìn)水有機物負(fù)荷都對MBBR填料的掛膜效果有很大的影響。
4、曝氣的平衡問題，在生物池曝氣區(qū)添加MBBR填料后，需要有足夠的攪拌動力來維持填料的懸浮狀態(tài)，會增加大氣泡的曝氣裝置，這種裝置和原有的微孔曝氣器的空氣擴散阻力不同，大氣泡和微氣泡的比表面積也不同，造成氧的轉(zhuǎn)移效率不同，造成鼓風(fēng)曝氣設(shè)備的能源過度消耗，特別是重污染水質(zhì)的情況下，很難維持硝化反應(yīng)所需要富氧環(huán)境，造成出水氨氮的超標(biāo)。
5、填料的破損問題。在經(jīng)過幾年的運行以后，一些采用質(zhì)量較差的MBBR填料的污水廠出現(xiàn)了填料破損問題，填料碎片開始在二沉池及深度處理單元出現(xiàn)，甚至進(jìn)入到污泥處理段，這些都對生產(chǎn)運行造成了潛在的威脅。
6、水質(zhì)改善效果不明顯。MBBR設(shè)計初衷是在原有單一的活性污泥基礎(chǔ)上進(jìn)行原位提升，進(jìn)一步提升處理水質(zhì)，但是多數(shù)污水廠在改造初期，外部管網(wǎng)的改造并沒有同步實施，進(jìn)水水質(zhì)在MBBR添加前后改變不大，進(jìn)水有機負(fù)荷變化不大，原有的活性污泥基本就能處理達(dá)到出水水質(zhì)要求，MBBR填料的工藝改善能力得不到體現(xiàn)。
在實際運行MBBR污水廠中還有更多的問題出現(xiàn)，今后會更多的收集和整理，對前面列舉的這些問題，其中比較重點的是MBBR工藝中的填料流化以及衍生出來的問題。
MBBR工藝主要的特點是在污水廠的生物反應(yīng)池中投加一定比例的懸浮填料，這些懸浮填料上成為微生物固著的載體，這些載體上的微生物增加了曝氣池內(nèi)的生物量和生物種類，從而提高污水廠曝氣池的處理效率。由于投加的MBBR填料的密度與水接近，曝氣時與水完全混合，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用使氣泡變小，提高了氧氣的利用率。另外，每個載體內(nèi)外都有不同的生物種類，內(nèi)部生長有一些厭氧菌或兼性細(xì)菌，外部有良好的培養(yǎng)菌，使每個載體都是一個微反應(yīng)器，使硝化和反硝化反應(yīng)同時進(jìn)行，從而提高生物池內(nèi)的脫氮效果。
從生物反應(yīng)理論上看，MBBR工藝的優(yōu)勢較為明顯，但是從工程上應(yīng)用主要的問題還是在市政污水廠中，以活性污泥為主要介質(zhì)的生物反應(yīng)池內(nèi)，增加了這種懸浮的塑料填料以后，出現(xiàn)的填料不能均勻分布的問題。
填料的均勻分布首先解決的就是填料的流態(tài)化問題，這個問題需要將填料在固定區(qū)域內(nèi)形成環(huán)流，如果在氧化溝內(nèi)投加填料，可以很好的利用氧化溝內(nèi)的循環(huán)流，但是在混合液是推流式的生物池內(nèi)（A2O）營造填料環(huán)流的狀態(tài)就非常復(fù)雜，要考慮的因素就很多，很多MBBR工藝包廠家也提出了很多解決方案，由于缺乏更多的工程案例和現(xiàn)場復(fù)雜的水力條件的精準(zhǔn)模擬，多數(shù)解決方案并不能有效的改善MBBR填料的流態(tài)化解決，有些甚至影響了正常的活性污泥工藝運行。
比如上述的曝氣問題，一些污水廠將MBBR的輔助曝氣系統(tǒng)和微孔曝氣系統(tǒng)沒有進(jìn)行分離，而是采用了同一趟主氣管進(jìn)行供氣，就造成因為曝氣器阻力不同導(dǎo)致的曝氣不均衡問題，特別是停電停產(chǎn)以后的重新啟動，使曝氣恢復(fù)平衡需要反復(fù)的調(diào)整達(dá)到穿孔曝氣和微孔曝氣之間的平衡，污水廠在初期建設(shè)時也不太可能為每一根曝氣支管設(shè)置氣體流量計，運行人員只能依靠溶氧儀的檢測和閥門開度的經(jīng)驗值來進(jìn)行調(diào)節(jié)，難度和工作量都非常大。
比如攔截網(wǎng)處的吹掃和氣提回流是在推流式系統(tǒng)中進(jìn)行填料環(huán)流的重要措施，利用鼓風(fēng)機的高壓氣體確實是一種簡便的工程手段，但是沒有和活性污泥的主供氣系統(tǒng)分離帶來了和輔助曝氣系統(tǒng)一樣的問題，氣量分布的不均衡造成主曝氣系統(tǒng)的供氣量不足導(dǎo)致系統(tǒng)溶解氧下降，繼而氨氮超標(biāo)的情況出現(xiàn)，這也成為了MBBR現(xiàn)階段運行的主要問題。
MBBR作為污水廠原位改造的工藝，解決了部分污水廠應(yīng)對出水提標(biāo)的問題，但是在改造中沒有將主曝氣系統(tǒng)和輔助、環(huán)流曝氣系統(tǒng)分離的措施，造成了實際運行中出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的流態(tài)化問題，這需要污水廠對輔助和環(huán)流曝氣系統(tǒng)進(jìn)一步的改造使其和主曝氣系統(tǒng)進(jìn)行分離，以達(dá)到更好的運行效果，降低管理難度。
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