生物强化技术对移动床生物膜反应器启动过程中挂膜的影响

第41卷第1期2017年3月地质学刊JournalofGeologyVo1．41No．1Mar．．2017生物强化技术对移动床生物膜反应器启动过程中挂膜的影响朱点钰，朱津苇。朱颖楠，陈年浩，任静华(1．南京大学环境学院，江苏南京210046；2．江苏省地质调查研究院，江苏南京210018)摘要：分析了移动床生物膜反应器(MBBR)的工艺原理及目前研究存在的缺陷，提出MBBR的挂膜过程对反应器的启动时间、生物相及废水处理效果有重要的影响。生物强化技术可以增强对特定污染物的降解能力，改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能。在简介生物强化技术作用机制及影响因素的基础上，探讨将生物强化技术应用于MBBR启动过程中的必要性和可能性，对提高污水处理能力具有一定的参考价值，可以带来良好的经济和环境效益。关键词：移动床生物膜反应器；生物强化技术；启动；挂膜；废水处理中图分类号：X505文献标识码：A文章编号：1674-3636(2017)01-0112-050引言移动床生物膜反应器(Moving．bedBiofilmReac—tor，MBBR)是近年来广泛应用的一种新型生物膜反应器，主要是为解决固定床反应器需要定期反冲洗、流化床需要使载体流化、淹没式生物滤池堵塞需清洗滤料和更换曝气器的复杂操作而发展起来的(Rusteneta1．，1995)。MBBR兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，处理负荷高、氧化池容积小、产泥率低。近20年来，MBBR被认为是简单而强大、灵活和可行性高的污水处理反应器(Khaneta1．，2012)。迄今为止，国内外诸多研究机构或污水处理厂应用MBBR进行生活污水和工业废水处理的小试、中试和生产性试验，均取得了良好的效果。据McQuarrie等(2011)报道，截止2009年，全球50个国家总共拥有600多个以MBBR为主要工艺的污水处理厂。目前，MBBR在处理生活污水及食品废水、造纸废水、石油废水、制药废水等工业废水中得到了广泛的应用(邢秀娟等，2013；罗倩仪等，2014；廖维等，2015)。移动床生物膜反应器的启动不仅影响启动时间，而且对反应器中的生物相及处理功能有影响，故研究MBBR的挂膜启动过程具有重要意义。随着现代合成工业的发展，大量难降解化合物进入工业废水和城市污水中，这些化合物会抑制生化系统中的微生物活性，导致活性污泥的吸附性能和沉降性能降低。另一方面，由于新型污染物的出现，例如POPs和PPCPs，导致环境中能降解转化污染物的土著微生物种类和数量减少，从而导致出水水质差和系统运行不稳定等一系列问题(郭静波等，2011)。因此，有必要将生物强化技术应用于MBBR启动过程中。以下分析移动床生物膜反应器的工作原理及特点、目前在运行中存在的主要问题，在分析生物强化技术作用机制及影响因素的基础上，探讨将两者结合的必要性和可能性，以期为提高污水处理能力提供指导。l移动床生物膜反应器技术1．1工艺原理MBBR工艺原理是向反应器中投加密度接近于水的悬浮填料，利用在一定的条件下悬浮填料上挂膜附着生长的大量微生物，同时在反应器中营造出合适的溶氧量、气水比、水力停留时间、营养盐等一收稿日期：2016—11—07；修回日期：2016—12—12；编辑：徐旭峰侯鹏飞基金项目：国土资源部公益性行业科研专项“县一乡域重金属超标农用地综合分区与快速调查技术研究”(201511082—04)作者简介：朱点钰(1995一)，女，环境科学专业，E—mail：847499653@qq．COIII第41卷第1期朱点钰等：生物强化技术对移动床生物膜反应器启动过程中挂膜的影响113系列有利于悬浮填料上生长的好氧、厌氧以及兼性微生物的生长条件，对连续通人反应器中的污水进行生物处理，使得污水达标出水的一种新型处理工艺(廖榆敏等，2011)。MBBR在好氧条件与厌氧条件下均可运行，其原理结构如图1所示。：“回。落＼．接o．触。区进(a)好氧移动床反应器(b)厌氧／缺氧移动床反应器图1移动床反应器原理示意图Fig．1Schemesshowingprocessprinciplesofmoving-bedreactor(a)aerobicmoving-bedreactor；(b)anaerobicmoving—bedreactor图1a所示的好氧移动床反应器在曝气与水流冲击下，维持反应器内部流体的活跃；图lb所示的厌氧移动床反应器则是借助于机械搅拌，完成流体的提升与回落。1．2MBBR的特点及优越性移动床生物床反应器填料的可移动性规避了传统污水处理技术中固定填料堵塞、生物膜结团降低净化效率、水损高、需定期冲洗和更换曝气装置等问题(张忠华等，2012)。移动床生物膜反应器性能优越，在去除污水中的COD、氮、磷等物质有着较好的效果。MBBR具有下列3个