移动床膜生物反应器在废水处理回用工程中的应用研究

介绍了移动床膜生物反应器(MBBR)的工作原理、特点以及在钢厂综合废水治理中的首次应用情况。运行实践表明,MBBR具有较强的抗负荷冲击能力,水质水量的剧烈波动不会引起出水水质的较大变化。软化处理后的钢厂综合废水经MBBR处理后,出水COD保持在10 mg/L左右,氨氮低于1 mg/L,pH值稳定在7～8,SS<5 mg/L,且对碱度的贡献约30 mg/L,保证了回用水水质。

DO及絮凝剂对移动床膜生物反应器运行效果影响的研究

移动床膜生物反应器(MBBR)是一项高效的污水处理与回用新技术,具有出水水质好、运行稳定、控制灵活、占地面积小等优点,在污水处理与中水回用领域已得到广泛的应用。本文针对DO及投加PAFC对MBBR反应器的影响展开研究,结果表明:当DO=3.5 mg/L,PAFC-MBBR和普通MBBR的COD平均浓度分别为9.72 mg/L、15.66 mg/L;DO对NH4+-N去除影响较大,DO=3.5 mg/l,NH4+-N的去除率最高,可达85%以上;在相同溶解氧下,PAFC-MBBR的COD去除效果要高于普通MBBR,且投加PAFC可减小溶解氧较低对NH4+-N去除的影响,有利于NH4+-N的去除。

移动床生物膜反应器内典型水质因素对氧转移能力的影响

在污水处理节能降耗与“双碳”战略背景下,为进一步实现污水处理环节的提质增效与节能降碳,从提高氧转移能力的角度出发,在移动床生物膜反应器内,开展了水质因素对氧转移能力的影响研究,并从气泡Sauter平均直径、气泡平均上升速度和气含率等方面,定量分析了氧转移能力影响机制。结果表明:当十二烷基硫酸钠(SDS)浓度由0增大至10 mg/L时,不同载体填充率条件下的氧转移能力均降低;但当SDS浓度由12增大为20 mg/L时,氧转移能力逐渐提高;生物膜载体的存在削弱了SDS对氧转移能力的影响。当总溶解性固体(TDS)值由2000增大至12000 mg/L时,提高了氧转移能力;当TDS值大于12000 mg/L后,氧转移能力趋于不变。随着pH值增大,提高了氧转移能力。在实际污水处理过程中,根据不同水质条件下的氧转移能力变化,通过调节曝气强度等方式,可降低污水处理环节的能耗与成本。

人工海水条件下移动床生物膜反应器快速挂膜启动试验

海水循环水产养殖系统中,生物膜反应器的挂膜时间通常较长。为实现人工海水条件下移动床生物膜反应器(moving-bed biofilm reactor,MBBR)滤片的快速挂膜,通过搅拌滤片,采用低成本的海水配方、专用营养液以及选择多样化的菌种等方法和措施进行了试验,并建立了以氨氮、亚硝酸盐氮水平、滤片颜色和孔隙生成物为指标的评估体系。试验结果表明,相比于化学营养组的56 d,发酵营养组经过46 d即完成了挂膜。挂膜过程中氨氮质量浓度最高为20.36~25.12 mg/L,亚硝酸盐氮质量浓度最高为45.28~53.20 mg/L。

中国城镇供水排水协会关于发布团体标准《城镇污水移动床生物膜反应器处理技术规程》的公告 中水协标字[2024]第6号

现批准《城镇污水移动床生物膜反应器处理技术规程》为团体标准,编号T/CUWA50057-2024,自2024年6月1日起实施。本标准由中国城镇供水排水协会组织中国计划出版社出版发行。

聚乙烯填料序批式移动床生物膜反应器工艺处理低温市政污水效能研究

针对北方地区冬季低温脱氮效率低的问题,采用序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)对低温市政污水进行处理,并对不同规格的聚乙烯填料进行比较分析。结果表明,在水温9~12℃、pH 7~8、水力停留时间(HRT)48 h的条件下,SBMBBR在64 d启动成功,白色、黑色两种聚乙烯填料在运行7 d后有显著的生物膜,运行31 d后投加白色聚乙烯填料的反应器中化学需氧量(COD)、氨氮、总磷(TP)的去除率分别为83.6%、74.4%、60.8%,所以白色聚乙烯为最佳填料。优化参数后,确定反应器最佳缺氧时间为3 h,好氧时间为7 h;好氧段溶解氧(DO)保持在>6.0~7.5 mg/L,无填料反应器中HRT为82 h时最佳,而投加黑色聚乙烯填料的反应器和投加白色聚乙烯填料的反应器中HRT为42 h时最佳。

曝气量对移动床生物膜反应器中微生物硝化活性的影响

移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor,MBBR)兼具活性污泥和生物膜两者的优点,硝化和反硝化能同步进行。为研究曝气量对MBBR运行效果的影响,分别设置曝气量为0.3 L/min、0.4 L/min和0.5 L/min,培养5 d后测定反应器中NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N浓度变化,分析不同曝气量下反应器生物膜中微生物的硝化活性差异。结果表明,在COD浓度为350 mg/L、NH_(4)^(+)-N浓度为45 mg/L时,曝气量为0.4 L/min的微生物硝化活性最佳,结果为以后高效运行MBBR提供依据。

移动床生物膜反应器的启动及影响因素的研究

采用配制模拟废水进水,研究移动床生物膜反应器(MBBR)的启动挂膜,结果表明,在悬浮填料填充率为40%,pH为6.3～7.6,温度为20～30℃,m(C)/m(N)/m(P)=100:5:1的条件下,ρ(DO)=3 mg/L,HRT=6 h时挂膜速度快,COD、NH3-N去除效率可达到90%。当ρ(DO)=1.5 mg/L时前5天COD去除率略高于ρ(DO)=3 mg/L时,此后COD、NH3-N去除率均稳定在80%左右,ρ(DO)=5mg/L时紊动剧烈,不利于挂膜;HRT=6h和HRT=8h时COD、NH3-N去除率比较接近,且远高于HRT=4 h和HRT=12 h时。在试验范围内,COD、NH3-N处理效率均随着DO、HRT值增大而增大,而后随着增大反而降低,可知DO、HRT过高或过低均不利于启动运行。在HRT=6 h,ρ(DO)=3 mg/L的条件下稳定运行时,COD、NH3-N、TN、TP的去除率均值分别为:89.5%、94%、54.76%、56.1%。

移动床生物膜反应器处理低浓度污水的性能

研究了MBBR(移动床生物膜反应器)处理低浓度生活污水时启动和运行的性能和特点,通过显微镜和扫描电镜观察了反应器中的微生物构成和形态,并且考察了悬浮污泥与填料生物膜之间的关系.试验中用填料充填比为25%的MBBR处理COD质量浓度在100mg/L左右的生活污水,水力停留时间1.9h,COD去除率可以达到85%,出水BOD5质量浓度一般都小于5mg/L.

导流式移动床生物膜反应器流速选择及流态分析

水力条件对反应器内生物膜的生长及流态形式起着决定性作用。实验分别用0.15,0.25,0.35 m/s的水流流速对内径为44 mm的管状生物膜反应器进行水力冲击,观察不同生物滤料的挂膜情况,并利用计算流体力学软件对导流式移动床生物膜反应器流态进行数值模拟。结果显示,在低流速的水力冲击下,生物滤料的挂膜效果最好,平均厚度约为70μm,且不同结构生物滤料的挂膜情况无明显差异;反应器的模拟曝气速度为0.6 m/s时,其内部的综合流动及挂膜效果最佳。因此可知,生物膜的生长情况与同种材质生物滤料的结构形状无关,但与滤料所处的水力情况有关,膜厚度随着水流速度的增大而减小;移动床生物膜反应器的曝气量大小及结构形状是影响其流态的重要因素。本研究可以为此类反应器的设计与高效运行提供基础数据。

新型移动床生物膜反应器深度处理模拟养猪废水试验研究

将新型移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactor,MBBR)用于模拟养猪废水深度处理的试验,研究了反应器结构特征、水力停留时间(HRT)以及填料填充比对反应器处理效果的影响.通过优化反应器结构,实现了反应器内的功能分区,提高了反应器处理效率.MBBR用于模拟养猪废水深度处理的试验结果显示,新型MBBR反应器可实现模拟养猪废水中有机物和营养物的同步良好去除,在HRT为8 h,气水比12∶1,填料填充比例为40%的条件下,化学耗氧量(COD),NH4+-N去除率达90%以上;同时实现了总氮(TN)的同步硝化反硝化(SDN)脱除,去除率达85%以上.

厌氧-好氧移动床生物膜反应器串联处理垃圾渗滤液

采用厌氧-好氧移动床生物膜反应器串联处理城市垃圾渗滤液．探讨了各种操作条件对垃圾渗滤液生物降解效率的影响，并对其影响机理作了分析．结果表明，水力停留时间和有机容积负荷对系统的处理效率影响较大，当系统进水的COD容积负荷在4．01～7．87kg／（m3·d）范围内，系统COD平均总去除率为94．2％，其中厌氧反应器对COD的去除率占总去除率的87．95％～92．76％；当系统进水的容积负荷高达10．23～16．14kg／（m^3·d）时，系统总COD平均去除率仍高达92．64％，其中厌氧反应器对COD的去除率占总去除率的79．05％～86．56％．当好氧段HRT大于1．25d，系统对氨氮的总去除率始终在97％以上．当HRT=0．75d时，系统对氨氮的总去除率仅在20％左右．该系统具有很强的抗冲击负荷能力，即使在24h内受到超过正常运行负荷4倍的冲击时，系统经过约3d可恢复正常．

移动床生物膜反应器水力特性的数值模拟

应用二维N—S方程对移动床生物膜反应器中的流场进行了数值模拟。该方法能够描绘出反应器内各点的水流速度以及涡流函数分布 ,且模拟结果与试验测定结果吻合得较好。

移动床生物膜反应器处理奶牛场废水的性能研究

利用移动床生物膜反应器(MBBR)工艺处理干清粪工艺的奶牛场废水。试验结果表明,进水NH4+-N含量、气水比、水力停留时间(HRT)以及是否回流对MBBR的处理效果影响明显,回流比对MBBR的脱氮效果有一定的影响。当进水NH4+-N、TN的质量浓度和COD分别为134.4、156.7 mg/L和460.7 mg/L时,在HRT和气水体积比、回流体积比分别为18 h和30:1、2:1的条件下,NH4+-N、TN和COD的去除率分别为98.04%、62.38%和75.18%。MBBR工艺可以有效地处理干清粪条件下的奶牛场废水,适应性强且效果稳定可靠。

不同操作模式对移动床生物膜反应器脱氮除磷效果的影响

考察了连续进出水方式(CMBBR)、单级好氧序批式[SBMBBR(O)]和厌氧/好氧序批式[SBMBBR(A/O)]3种操作模式下移动床生物膜反应器(MBBR)对模拟污水的处理效果。实验结果表明,3种操作模式下COD去除差异不大,TN、TP去除效果不同。SBMBBR(O)操作模式下由于存在单个周期DO周期性的变化,较CMBBR操作模式更有利于同时硝化反硝化(SND)的发生,脱氮率达到74%。SBMBBR(A/O)操作模式下,进水中的有机物能够在厌氧阶段优先被聚磷菌和反硝化菌消耗,脱氮效果优于SBMBBR(O)操作模式,且能够实现磷的同步脱除,脱氮率和除磷率分别达到了88%和89%,其中,TN是基于进水和搅拌阶段的缺氧反硝化、好氧阶段的SND以及反硝化除磷途径去除,而TP是基于常规除磷过程以及反硝化除磷实现的。

不同填充率对移动床生物膜反应器的产泥性能影响研究

研究了不同填充率下（10％～70％）移动床生物膜反应器的生物膜特征和处理效果，以及填充率与污泥产率的关系。结果表明：随着填充率的增加，填料上生物膜厚度逐渐减少，反应器中附着微生物浓度逐渐增加；污泥产率因填充率不同而有很大差异，同一个反应器内污泥产率随填充率的增加而减少；在进水COD为400mg／L、NH4＋-N为40mg／L、水力停留时间为12h条件下，不同填充率下COD去除率均可达到94％以上，NH4＋-N去除率达到97％以上。

内循环移动床生物膜反应器的研究与应用

对传统移动床生物膜反应器进行改进,开发了内循环移动床生物膜反应器,通过处理模拟生活污水的研究,考察了反应器去除有机物和脱氮的能力。结果表明,在填料投加率为35%、进水COD为200～800mg/L、HRT为6h、有机负荷为0.8～3.2kg/(m.3d)的条件下,系统COD的去除率在89%以上;同时反应器具有良好的同步硝化反硝化脱氮能力,在DO为2.0mg/L、C/N为25、HRT为6h的条件下,NH4-N和TN的平均去除率分别可以达到98%和93%。另外,内循环移动床生物膜反应器与移动床生物膜反应器的对比实验结果表明,前者对COD和氮的去除效果都优于后者。

移动床生物膜反应器对垃圾渗滤液短程硝化研究

采用好氧移动床生物膜反应器(MBBR)对经过厌氧脱碳处理的垃圾渗滤液进行了深度短程硝化研究,考察了在中温(25℃)条件下DO浓度、pH值、C/N等因素对氨氮去除效果和短程硝化效果的影响.结果表明,在进水氨氮浓度为400 mg.L-1,HRT为24 h情况下,当控制DO为2 mg.L-1、pH值在8左右和C/N小于3时,氨氮去除率能达到70%以上,亚硝酸盐氮的积累率高达90%.间歇试验证明了该生物膜反应器中亚硝化菌的数量和活性要远高于硝化菌.该移动床生物膜工艺可以选择性固定和积累氨氧化细菌,从而实现较高的氨氮去除率和稳定的亚硝酸盐氮积累率.

好氧移动床生物膜反应器挂膜启动过程

采用移动床生物膜反应器处理生活污水,考察了接种污泥质量浓度对挂膜启动过程的影响,同时对启动过程中微生物相的变化、悬浮污泥的影响进行了初步分析.结果表明:在不添加接种污泥的条件下,反应器能够在两周内完成挂膜启动,载体上附着微生物生长稳定时挥发性悬浮污泥(VSS)质量浓度达1.2 g/L;载体上微生物的附着生长主要可分为3个阶段:适应期、增长期以及稳定期,不同阶段微生物相的种群分布不同,各有其特征微生物存在;反应器在挂膜启动过程中,接种所需的临界活性污泥质量浓度在0.1 g/L以下.

移动床生物膜反应器—膜生物反应器深度处理模拟废水及工业园区综合废水

将移动床生物膜反应器（MBBR）与膜生物反应器（MBR）有机结合,研究了该MBBR—MBR串联系统在水力停留时间（HRT）为17.50、11.75h条件下的脱碳脱氮的效果以及对工业园区综合废水污染物的去除情况。结果表明：（1）MBBR—MBR串联系统脱碳脱氮的效果良好,HRT的改变对系统的去除效果有一定的影响,随着总HRT由17.50h变为11.75h,模拟废水中COD的去除效果降低,但氨氮、硝态氮和TN的去除效果基本不受影响。（2）MBBR—MBR串联系统处理印染工业园区综合废水也有较好的效果,当进水COD、氨氮分别为150~450、20~40mg/L时,出水COD、氨氮平均分别为53.1、1.8mg/L,MBBR—MBR串联系统对COD、氨氮的去除率平均分别为80.4%、93.1%,但系统对TN的去除效果不是很理想。