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分段进水多级A/O(MBBR-BAF)生物膜法工艺

为什么要分段进水?

       传统的A/O生物脱氮工艺是前置反硝化,将好氧池末端富含硝态氮的污水回流至前端,利用原水中的探员进行反硝化,以有效的节省外加碳源。为了获得更高的脱氮率,必须增大内回流比,但总有部分硝化液不能返回至前端进行反硝化,且大幅增加了电能的消耗。分段进水多级A/O工艺从形式上看,属于后置反硝化的范畴,且碳源均来自于污水本身,理论上不需要设置内回流。从脱氮方式上看,除末端An段外,其它混合液均参与了反硝化过程,节省能耗的同时可获得更高的反硝化率,脱氮更彻底。

传统A/O生物脱氮工艺





分段进水多级A/O工艺



分段进水工艺特点

1、脱氮效率高:

η=(1-1/N×1/1+r)×%

N为段数;r为污泥回流比

当采用四段进水A/O工艺时,脱氮效率为87.5%(污泥回流比为100%,无内回流),   而采用传统前置反硝化工艺时在400%内回流的情况下,脱氮效率也仅达到83%。

2、平均污泥浓度高:

    由于污水分段进入反应池,回流污泥的稀释被推迟,从空间上形成污泥浓度梯度,前几段污泥浓度显著高于常规活性污泥设计值,至流入二沉池时与常规工艺相同。这一反应特性使得生物反应池在污泥总量和二沉池固体负荷不变的情况下,在局部空间形成高污泥浓度、低底物浓度,降低污泥负荷,使污染物的降解更彻底。达到相同处理效果可减少池体总容积,节省投资。以四段A/O等比例进水为例,设回流污泥浓度为8000mg/l,污泥回流比为100%,则各段污泥浓度为:mg/l

系统平均污泥浓度达到5076mg/l,较相同情况下常规工艺4000mg/l提高27%。

3、节能降耗:

分段进水多级A/O工艺采用后置反硝化工艺脱氮,取消了内回流,有三个好处

避免了内回流带入的大量溶解氧,保证了缺氧区的处理效果,反硝化过程彻底,脱氮效率提高

节省了内回流的能耗

从缺氧区进水充分利用污水中的碳源,对于低碳氮比的城市生活污水来讲可显著节省外加碳源


移动床生物膜反应器MBBR

      该方法通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高反应器的处理效率。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,增加了氧气的利用率。另外,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,外部为好氧菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。


MBBR的主要特点

      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处理方法,依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态,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应器空间,充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性,使之扬长避短,相互补充。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"。

    移动床生物膜反应器工艺(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,适用性强,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处理厂,更可用于现有污水处理厂的工艺改造和升级换代。


MBBR工艺优势

(1)容积负荷高,紧凑省地特别对现有污水处理厂(设施)升级改造效果显著,不增加用地面积仅需对现有设施简单改造,污水处理能力可增加2~3倍,并提高出水水质。

(2)耐冲击性强,性能稳定,运行可靠。冲击负荷以及温度变化对移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加时,生物膜对此承受力很强。(3)搅拌和曝气系统操作方便,维护简单。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,生物池容积得到充分利用,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,从根本上杜绝了生物池的堵塞可能,因此,池容得到完全利用。

(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),而不影响工艺的处理效果。另一方面,可以很灵活的选择不同的填料填充率,达到兼顾高效和远期扩大处理规模而无需增大池容的要求。对于原有活性污泥法处理厂的改造和升级,移动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


MBBR技术亮点及创新点

1、引入了可提高对污染物吸附几率的生物亲水高分子材料,由于该材料表面存在大量的亲水基团-OH(羟基),它们可与水分子之间以氢键缔合从而提高填料的亲水性能,提高了废水与附着在填料上的生物膜接触的几率

2、引入了提高生物活性的物质,不但为微生物提供了适当的营养源,同时还改善了填料的亲水性,更易于微生物生长,加快挂膜启动及提高污水处理效率。

3、引入了含稀有金属的钡铁氧体磁粉,经磁化处理后的填料形成微观强磁场、宏观弱磁场。通过磁场作用,能使水的渗透压和水中溶解氧浓度升高,有利于物质传递扩散和微生物对氧的吸收利用;同时,加快了体系的酶氧化反应和自由基反应等;磁效应还能诱导微生物的酶活性和酶合成,并促进微生物生长挂膜和新陈代谢,另外还可提高微生物细胞膜的通透性。提高微生物及生物酶的活性,加强降解菌在填料表面的吸附作用,进而改善填料在废水处理中的挂膜速度及对废水的降解速度。

4、引入了活性钙作为填充物,显著改散了聚合物填料的力学性能,尤其是冲击强度和韧性;5、为了进一步改善添加物的分散性,防止聚团,活性钙、钡铁氧体磁粉均经过化学包覆表面改性后再与其它组分混合、加工。经改性处理后的无机粉体材料均匀分布在填料内部及表面,使产品使用性能更稳定。


曝气生物滤池BAF

      曝气生物滤池(Biological Aerated Filter, BAF)是一种新型高负荷淹没式三相反应器,它兼有活性污泥法和生物膜法两者优点。曝气生物滤池是普通生物滤池的一种变形形式,也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式,即在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料(可以是陶粒滤料或是火山岩滤料),以提供微生物膜生长的载体,并根据污水流向不同分为下向流或上向流,污水流过滤料层,在滤料层下部鼓风曝气,使空气与污水接触,使污水中的有机物与填料表面生物膜通过生化反应得到降解,填料同时还起到物理过滤作用,将污水中的悬浮物、脱落的生物膜等拦截住,定期进行反冲洗,使其恢复过滤功能。


BAF工艺的特点


MBBR-BAF组合工艺特点(优势

1、生物量巨大,至少可达10g/l以上,较传统活性污泥法(4000mg/l)左右高很多,所需反应池体积至少节省50%以上;

2、无需硝化液内回流、污泥回流等措施,节省运行成本;

3、无须二沉池,不仅节省了土建投入,出水水质堪比超滤;

4、所采用的MBBR填料为改性填料,较传统填料不仅启动挂膜速度快、挂膜更牢固,而且生物活性更高,处理效率更高;

5、整个系统自动控制,运维更平稳高效。

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