移动床生物膜反应器技术研究现状与进展

移动床生物膜反应器技术研究现状与进展赵江珠。等移动床生物膜反应器技术研究现状与进展赵江冰，胡龙兴(上海大学环境科学与工程系，上海200072)摘要：移动床生物膜反应器的特性、设计原理和结构，综述了移动床生物膜反应器在含碳有机物去除、硝化与反硝化、除磷和反应动力学等方面的最新研究进展以及实际应用，指出移动床生物膜反应器是符合我国国情的新型生物膜处理技术，应该大力推广这种技术的普及和应用。关键词：移动床生物膜反应器；污水处理；悬浮填料中图分类号：X17文献标识码：A文章编号：1003—6504(2004)02—0103—04移动床生物膜反应器(Moving～bedBiofilmReac—tor，MBBR)是一种革新型生物膜反应器，它能使微生物附着在载体上，漂浮的载体在反应器内随着混合液的回旋翻转作用而自由移动，从而达到处理污水的目的。MBBR不仅克服了活性污泥法占地大、会发生污泥膨胀以及污泥流失等缺点，还解决了固定床生物膜法需定期反冲洗、清洗滤料和更换曝气器等复杂操作问题，克服了流化床使载体流化的动力消耗过大的缺点。MBBR的脱氮除磷功能也十分突出。总之，它具有处理能力高，能耗低，不需要反冲洗，水头损失小，不发生堵塞，出水水质稳定，耐冲击负荷能力强，结构紧凑，占地少，无需污泥回流，维护管理简单的工艺特点。1移动床生物膜反应器技术的特性1．1基本设计思想和结构MBBR的基本设计思想是能够连续运行，不发生堵塞，无需反冲洗，水头损失较小并且具有较大的比表面积。这可以通过生物膜生长在较小的载体单元上，载体在反应器中随水流自由移动来实现。在好氧反应器中，通过曝气推动载体移动；在缺氧／厌氧反应器中，通过机械搅拌使载体移动。为防止反应器中填料的流失，在反应器出口处设一个多孔滤筛。MBBR一般为长方体型或圆柱型结构。长方体型的反应器沿池长方向用板均隔为几格或不分格。水进入池后呈推流态至出水，在每格中由于曝气流化而呈完全混合态。池内填充悬浮填料，穿孔曝气管在一侧曝气，使填料在池内循环流动。圆柱体型结构的反应器底部设有微孔曝气头。另外，有的反应器不仅在池底安装了曝气装置，还安装了搅拌装置，这些搅拌装置可以使反应器方便灵活的应用于缺氧状态下。有时为了防止曝气带来的气提作用和挥发作用，可以在反应器上方加一个盖子。1．2移动床生物膜反应器的填料填料是MBBR的核心。填料的性能好坏，直接影响到挂膜的难易程度、反应器中生物量的多少、反应器处理效果的好坏。而MBBR所使用的填料多为聚乙烯或聚丙烯塑料填料，形状似小圆柱体(直径与高约为10b50ram不等)圆柱体中心有十字支撑，外侧沿不同径向伸展许多尾翅。载体密度略低于水(0．92～0．97g／cm。)，填料比表面积大(160～500m／m)。表面易于生物膜附着生长，而且巧妙的结构设计使填料在使用时不结团、不堵塞，始终具有理想的空隙率，并具有良好的通气、过水性能。国内外几种常见的MB-BR填料的性能分别见表1和表2所示。表1几种国外移动床生物膜反应器填料性能填料KMT填料(K1)KMT填料(K2)AWT填料ANK)X填料表2几种国内移动床生物膜反应器填料性能表型号怒萋t辱作者简介：赵江冰(1978一)，男，在读硕士研究生，主要从事污水生物处理方两的研究。反应器中生物膜比表面积由载体投加数量来控制，装填容积可高达空床反应器容积的70，相应地·103·∞∞弘O7一％OOO姗Ollmm猢瑚一966OOO)径内(烯烯烯乙乙丙聚聚聚UⅢ乙b乙b乙bLLLCCC维普资讯http://www.cqvip.com砣．’与破第27卷第2期2oo4年3月反应器内生物膜比表面积可高达400～500m／m。但由于填料外侧表面比免受强烈水力冲刷的内表面生物膜量少得多，实际可供微生物生长的最大比表面积约为350mm。。在实际运行中，移动床生物膜反应器既不需要反冲洗，也不需要污泥回流，通过反应器的水头损失亦不大。由于填料的密度略小于水，所以悬浮填料在不曝气时浮于水的表面，无须固定支架支撑，这使反应池的安装和维修变得很方便。当曝气时，生长生物膜的填料密度因与水相同，在反应池中随水流化，由此产生的气、水、填料三者间的充分接触和碰撞，一方面使氧的利用率、水中有机污染物的传质效率等大为提高，另一方面使老化的生物膜易于从填料表面脱落，便于膜的更新，使膜保持活性。另外，由于填料较轻，其流化所需的动力消耗也并不很高，一般满足供氧的气量，即能起到良好的搅拌作用，这就使得悬浮载体生物膜法成为处理污水的一种合适方法。2移动床生物膜反应器技术的主要研究内容2．1工艺条件的研究朱文亭等用经过改造的MBBR处理人工配制的葡萄糖废水，对工艺条件进行了研究。结果表明，当进水COD为200~700mg／L、气水比为lO：l、水力停留时间为4h时，COD平均去除率可达88．8。