MBBR耦合多段AO工艺在大型市政污水处理厂的运行初探和实践成效

新建城市污水处理厂或提标改造老旧污水处理厂普遍存在出水水质差、污染物负荷与占地面积等不可调和的矛盾,基于纵向扩大池容会增加建设成本、高负荷运行具有超标风险,因此,急需一种污泥/容积负荷高、运行稳定、操作简单的污水处理新技术。对此,某大型市政污水处理厂利用移动床生物膜反应器(MBBR)泥膜共混技术提高生化池有效污泥浓度、实现功能微生物的强化和富集,耦合多段AO工艺,经历雨/旱、夏/冬季,已稳定运行227 d,当进水COD_(Cr)、氨氮、TN质量浓度分别为277.97、34.92、45.95 mg/L,对应出水质量浓度分别降低至12.68、0.33、7.55 mg/L,MBBR挂膜前后的氨氮污泥负荷为0.011、0.015 g氨氮/(g MLSS·d)、TN污泥负荷为0.014、0.020 g TN/(g MLSS·d)。系统稳定运行期间,好氧Ⅰ段氨氮硝化速率为7.27 mg/(L·h)、缺氧Ⅰ段NO-3-N还原速率为3.48 mg/(L·h)。结果表明,通过负载微生物和游离污泥的交互作用,寻求复杂微生物群落功能的强化和调控,可以设计出更加合理、高效的污水处理新工艺。

MBBR+曝气生物滤池工艺在北方地区污水处理厂提标改造中的应用

北方某城市污水处理厂为响应该市环保部门提高污水回用率要求,针对水厂脱氮除磷效果差、出水SS不稳定等问题进行提标改造工程,处理工艺在一期AAO生化反应池基础上新增了移动床生物膜反应器(MBBR)工艺,并新建曝气生物滤池+超滤+臭氧接触池的深度处理单元强化处理。提标改造后出水中COD_(Cr)、BOD5、SS、氨氮、TN、TP的平均质量浓度分别为(22.73±6.61)、(3.84±0.46)、(3.45±2.55)、(1.24±0.94)、(10.01±2.59)mg/L和(0.31±0.14)mg/L,满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921—2019)中观赏性景观环境用水(河道类)的水质标准。提标改造总投资为23374万元,新增单位水处理成本为1.208元/m^(3),污水处理厂运行稳定,水质明显改善。

污水处理CAST-MBBR工艺的模型构建与模拟

基于循环式活性污泥工艺(Cyclic Activated Sludge Technology,CAST)和移动床生物膜反应器(Moving-Bed Biofilm Reactor,MBBR),对浙江省某污水处理厂开展CAST-MBBR工艺的建模和模拟研究.针对工艺机制,将半经验生物膜模型嵌入活性污泥1号模型,描述CASTMBBR除碳脱氮的生化过程,再与描述颗粒沉降过程的双指数模型复合,形成完整的CASTMBBR工艺模型,并建立进水、出水水质与模型组分的转换方法.通过灵敏度分析筛选出对出水指标影响较大的关键性参数并进行调校.利用污水处理厂全年的实测进水、出水数据对校正后的模型验证,结果显示出水指标的模拟值与实测值总体吻合良好,表明该模型方法可有效应用于CAST-MBBR工艺的模拟.

西部高原某污水处理厂的MBBR改造效果分析

我国西部高原地区海拔较高、水温较低,是污水处理的一大障碍。西部某污水处理厂中原厂和扩建工程的生化处理工艺均为四级缺氧/好氧(AO)工艺,为了提高出水质量以及水资源的利用率,采用移动床生物膜反应器(MBBR)进行原池改造。改造后,即使在冬季水温低于10℃的情况下,出水CODCr、BOD5、氨氮、TN、SS和TP也能够稳定达到设计标准,证明了MBBR工艺在高原寒冷地区应用的可靠性。硝化小试研究发现,活性污泥对有机物的去除性能高于悬浮载体,而悬浮载体的硝化性能强于活性污泥,可为后续高原地区MBBR工艺的设计提供一定的参考。悬浮载体上硝化菌属(Nitrospirota、Nitrosomonas、Nitrolancea)的相对丰度高于活性污泥,是强化系统硝化性能的微生物学基础,间接证明了MBBR工艺在应对低温废水方面的优势所在。改造后,原厂和扩建工程的直接运行费用为0.471元/m^(3),且运行稳定,为后期西部寒冷地区MBBR的工艺推广提供了借鉴意义。

臭氧-MBBR在精细化工园区污水厂改造中的应用

某精细化工园区污水厂设计规模为10 000 m^(3/)d,通过升级改造,使出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。生化前端新建臭氧催化氧化工艺提高废水可生化性,为后续生化处理提供有利条件;原有AO生化系统改造为AO+移动床生物膜(MBBR)提高COD、TN去除率;末端设置高密度沉淀池和滤布滤池去除悬浮物。经调试运行,改造后的处理工艺运行效果稳定良好,出水平均COD、NH_(3)-N、TN、TP分别达到26.7、2.44、10.9、0.14 mg/L。

MBBR工艺用于污水厂准Ⅳ类水提标改造的方案研究

芜湖市某污水厂现状规模10×10^(4)m^(3)/d,出水执行国家一级A排放标准。进行升级改造,出水水质达地表准Ⅳ类水标准。通过方案对比研究,对现有生物反应池好氧段进行重新划分,部分划分为缺/好可调区,部分投加好氧悬浮填料,强化硝化反硝化过程,确保出水水质稳定达标,可为污水处理厂地表准Ⅳ类水提标改造提供借鉴。

MBBR工艺在污水处理厂改造中的应用

随着城市化的发展,水资源污染严重,增加污水处理量提高其处理效果刻不容缓。MBBR是国外研究机构联合开发的污水处理工艺,具有生物量大,耐冲击负荷等优点。通过分析MBBR工艺在污水处理厂改造升级工程中的应用,实践表明,通过填料附着生物膜技术,可以显著增强污水处理厂生物反应池中的脱氮能力和有机物降解能力,缩短了系统工程建设用时,同时节省了投资成本,出水水质也得到明显改善。

MBBR-高效沉淀过滤工艺在用地受限污水厂改造中的应用

湖北省某污水处理厂处理规模3×10^(4) m^(3)/d,设计出水要求达到国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,该污水处理厂提标面临占地受限问题。采用“MBBR-高效沉淀过滤工艺”,紧密结合现状工艺设施对现有CAST工艺进行改造,生化池原位镶嵌MBBR工艺,无需新增构筑物,深度处理单元采用高效沉淀过滤工艺,在极小占地条件下完成实施,保证SS和TP的稳定高效去除。改造后出水COD_(Cr)、BOD_(5)、SS、TN、TP、NH_(3)-N平均浓度分别低于20、5.5、8.8、12、0.28、2.4 mg/L,出水水质浓度稳定优于设计出水标准,部分指标可达到地表准IV类标准。“MBBR-高效沉淀过滤工艺”具有简洁集约、稳定高效的特点,适用于占地受限污水厂的改扩建或新建。

MBBR处理制药废水的试验研究

采用二级移动床生物膜反应器(MBBR)处理呋喃铵盐制药废水。在填充比为40%,总水力停留时间为32h时,COD的去除率为88.6%,TN的去除率为25.7%,第二级反应器对NH3-N的去除率为56.2%。

MBBR处理低浓度污水的工程应用

用 2座体积 12 0m3的移动床生物膜反应器处理抚顺乙烯有限公司厂区的低浓度 (CODCr6 0～ 80mg L)生活污水 ,停留时间 2 4h ,出水通过高效纤维球过滤罐 ,CODCr降至 2 0mg L ,BOD5降至 5mg L ,SS降至 5mg L ,氨氮降至 1mg L ,达到了循环冷却水的回用标准。进水浓度过低 ,对MBBR挂膜不利 ,工程中采用外加营养物质的措施后 ,3d内反应器成功挂膜启动。

中试MBBR装置强化氨氮去除速率的影响条件研究

采用中试MBBR组合工艺处理深圳市布吉河道的城镇污水,进水平均氨氮浓度为(25.88±7.73)mg/L,出水平均为(1.11±1.93)mg/L.单因素小试研究表明,反应器中挂有生物膜的悬浮填料具有强化氨氮去除的效果,投加该填料时获得的比氨氧化速率比采用活性污泥进行反应提高了25.5%;试验条件下通过投加甲醇将COD从139mg/L提高至587mg/L,比氨氧化速率从2.55mg/(gMLVSS.h)下降至1.91mg/(gMLVSS.h);当MLVSS浓度从0.45g/L逐步提高到4.05g/L时,容积氨氧化速率从3.68mg/(L.h)线性增加至7.82mg/(L h),拟合度R2为0.967,但比氨氧化速率随MLVSS浓度的提高反而逐渐下降,从8.24mg/(gMLVSS.h)降至1.93mg/(gMLVSS.h);当温度从5℃升高到35℃,比氨氧化速率从0.99mg/(gMLVSS.h)提高至2.89mg/(gMLVSS.h),采用Arrhenius经验方程描述时,拟合度R2为0.970;当DO浓度从0.5mg/L逐步增加至4.0mg/L时,比氨氧化速率从0.62mg/(gMLVSS.h)提高至2.28mg/(gMLVSS.h),Monod方程可以很好的描述DO浓度与比氨氧化速率之间的关系,拟合度R2为0.994,氨氧化半饱和常数值为3.0mg O2/L.

MBBR在污水回用工程中的应用

将炼油厂水净化车间达标排放污水用移动床生物膜反应器(MBBR)进行深度处理,以求达到炼油生产装置的循环冷却水系统补充水水质标准。结果表明,在相同处理水量及水质负荷下,比较MBBR生物处理与传统活性污泥法及接触氧化的设计参数,发现使用MBBR生物处理可减少许多用地。处理后的废水能够达到回用水的指标,这样可以为企业带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

MBBR法深度处理造纸中段废水的工程应用

采用移动床生物膜反应器(MBBR)深度处理造纸中段废水,运行结果表明,在进水COD负荷为0.8kg/(m3.d)、悬浮填料填充率为30%、DO>2mg/L、水温为26～32℃、水力停留时间为6.5h的条件下,MBBR反应器运行稳定且处理效果良好,对COD、SS的去除率稳定达到50%以上,出水水质达到《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—2001)中非木浆类的一级排放标准。

MBBR中HRT与pH对短程硝化反硝化的影响

为了开发经济高效的生物脱氮工艺,在MBBR中进行了短程硝化反硝化的研究,考察了HRT与pH对短程硝化反硝化的影响。结果表明,在短程硝化反硝化过程中,在室温、不控制溶解氧的条件下,NH_4^+-N与COD去除率随着HRT的延长而增大,出水NO_2^--N随着HRT的延长先增大后减少,当HRT为8h时出水NO_2^--N最高;当pH由5增加到10时,COD去除率的变化较小,NH_4^+-N去除率和出水NO_2^--N则随着pH的增大先增大后减小,pH在8~9时对NH_4^+-N的处理效果最好,出水NO_2^--N最高。

BAF与MBBR工艺在小区生活污水处理中的应用对比

在日处理量为500 m^3/d的小区生活污水处理示范工程中,采用厌氧膜床—好氧—絮凝沉淀组合工艺,平行比较了以曝气生物滤池（BAF）和移动床生物膜反应池（MBBR）为好氧段的两种工艺的处理效果和技术经济性。结果表明,在进水流量为32-40 m3/h,BAF段和MBBR段气水比分别为3∶1-4∶1和4∶1-6∶1,水力停留时间（HRT）分别为1.5-2 h和2.1-2.6 h的条件下,未经絮凝沉淀时,两种组合工艺出水的有机物、氨氮、TN和SS均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。经絮凝沉淀后,出水TP质量浓度〈0.5mg/L,浊度〈1 NTU。BAF出水略优于MBBR。采用厌氧膜床作为好氧段的预处理工艺,通过厌氧膜床的水解转化作用可使单位污水产泥量减少约40%。组合工艺为南方地区特有的低浓度生活污水和分散式小区生活污水处理提供了一种高效率、低投资、低运行费用的新选择。

低温下磁性载体强化MBBR硝化性能及微生物群落分析

为了增强生物膜耐寒性,提高低温环境下移动床生物膜反应器(MBBR)硝化性能,本文以投加磁性载体构建新型MBBR反应器(R2),同时以投加商用载体作为对照组(R1),在不同温度(14℃±1℃和9℃±1℃)下长期运行,考察了低温下磁性载体对反应器污染物去除性能和生物膜生长特性的影响,并利用高通量测序技术探究了生物膜微生物的响应关系。结果表明:在整个低温运行阶段(0~60天),R2对COD和氨氮去除效果均优于R1。特别在9℃±1℃时,R1和R2出水氨氮平均浓度分别为11.94mg/L、7.60mg/L,R2对氨氮平均去除率比R1提高了16.2%。低温下,磁性载体明显提高了生物膜硝化活性,并促进了胞外聚合物(EPS)分泌,维持和改善了生物膜的形貌结构。高通量测序结果显示,9℃±1℃下不同载体生物膜的微生物群落结构存在显著差异。两种载体的大多数优势属均能降解有机物;磁性载体富集了更多的硝化菌属,其氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的相对丰度比商用载体分别提高了1.82倍和1.05倍,并且驯化富集了MND1和Candidatus_Nitrotoga两种特有硝化菌属。从生物膜特性和硝化菌群丰度的角度解释了两个反应器氨氮去除效果的差异性,表明低温下磁性载体MBBR具有更好的硝化性能,可进一步开发应用。

曝气量对生物陶粒MBBR处理效能的影响

利用生物陶粒作为悬浮填料移动床反应器(MBBR)的填料处理南方城镇低浓度生活污水,通过试验考察了曝气量对生物陶粒悬浮填料移动床反应器(BCMBBR)去除有机物及脱氮效果的影响,并对在不同曝气量下BCMBBR载体生物膜量及悬浮污泥浓度进行了初步研究。试验结果表明:曝气量是影响BCMBBR处理效率的关键因素。当曝气量为7.7 L/h时,反应器DO的质量浓度约为3.0 mg/L,CODCr、NH3-N、TN的去除率分别达到86.1%、83.8%、61.6%,曝气量过高或过低均会对处理效率产生不同程度的影响。

MBBR 工艺提升化工废水生化处理能力的应用研究

利用流动床生物膜反应器（MBBR）升级改造某化工厂废水处理生化单元的传统工艺“接触氧化与活性污泥”，考察了正常进水时期和高浓度进水时期的MBBR系统出水水质．结果表明：在进水COD质量浓度分别为800-1100mg／L和1100-1500mg／L的条件下，改造后的MBBR生化系统出水COD质量浓度分别小于100mg／L和120mg／L，达到了试验的预期要求．在控制原水COD的条件下，MBBR工艺可以在不增加建筑物的基础上，有效提升化工厂废水生化单元的COD去除能力，稳定达到较高的排放标准．

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。

“气浮+MBBR+臭氧”工艺处理印刷包装废水

以天津某包装纸业有限公司为例,分析包装废水的水质特点及其现有生产废水处理工艺存在的问题。采用“气浮+MBBR+臭氧”工艺替代现有污水处理设备,进水CODCr=1700~2000mg/L,处理后出水CODCr≤500mg/L,处理效率可达80%;进水BOD5=900~1200mg/L,处理后出水BOD5≤300mg/L,处理效率可达87%。处理后出水可达到《污水综合排放标准》(DB12/356—2018)中三级标准。