MBBR工艺在几种典型废水处理中的应用
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摘要：移动床生物膜反应器是在流化床基础上形成的污水处理新技术，它具有处理能力高、能耗低、不需要反冲洗、水头损失小、不发生堵塞的工艺特点。国内外对mbbr 工艺进行了广泛的研究和生产性应用，文章阐述了MBBR 工艺在造纸废水、印染废水、炼油废水、养殖废水和垃圾渗滤液处理中的应用情况，为今后同类废水的处理提供借鉴。
关键词：MBBR；典型废水；组合工艺
中图分类号：X703.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0000-00
移动床生物膜反应器（ moving bed biofilm reactor，MBBR）工艺是由挪威Kaldnes Mijecpteknogi公司与SINTEF研究机构联合开发的一种新型生物膜污水处理工艺，其结合了传统的活性污泥法和生物接触氧化法两者的优点。其核心部分就是以密度接近于水的悬浮填料直接投加到反应池中作为微生物的活性载体，在反应池内的曝气和水流的提升作用下，使得悬浮填料处于流化状态[1]，从而获得良好的净化效果。目前，国内外对MBBR 工艺进行了广泛的研究和生产性应用，涉及造纸废水、印染废水、炼油废水、养殖废水和垃圾渗滤液等。
孙峰[2]研究了MBBR对畜禽养殖废水的处理效果，研究表明：在填料填充比例为50% （体积比），单级反应器的水力停留时间为10 h，CODcr进水浓度为491～ 1312 m g /L的条件下，反应器运行稳定且处理效果好，最终出水CODcr平均为125 m g /L，去除率大于90%，出水NH3 - N 平均为70 m g /L，去除率为80%，均达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》（ GB18596-2001） 的要求。邱光磊等[3]将MBBR 用于模拟养猪废水深度处理，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）， NH 4+-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。MBBR也成功用于了养猪场污水和猪场废水厌氧消化液的处理，均可达到排放标准[4-5]。
邹俊良[6]采用MBBR-金鱼藻系统处理模拟水产养殖废水，在HRT为8 h，DO为3.0±0.25 mg/L的条件下，COD和氨氮出水达到地表水III类水水质标准，将金鱼藻净化MBBR出水的时间延长至2 d，能使氨氮及亚硝态氮浓度分别降低到0.5 mg/L和0.1 mg/L以下，溶解氧升高到5.0 mg/L以上，满足淡水健康养殖的要求。
段海霞等[7]针对肉鸡屠宰废水有机物浓度高、悬浮物多、氨氮含量高、臭味大等特点，采用混凝-水解酸化-移动生物膜法对该废水进行治理。废水处理后各项污染指标达到《肉类加工工业水污染物排放标准》（ GB13457- 92）一级标准。
2.在炼油废水处理中的应用
袁志宇等[8]采用厌氧- 好氧- 好氧- 移动床生物膜反应器（ A/ O2/MBBR） 组合工艺对炼油废水处理进行了中试研究，考察中试装置对炼油废水中的CODCr、氨氮的去除情况及系统的耐冲击负荷能力。研究结果表明：A/ O2/MBBR 组合工艺出水水质明显优于A/ O2 工艺出水，MBBR 可以提高A/O2 工艺的容积负荷率和处理效率，具有处理效率高、停留时间短、抗冲击负荷能力强的特点。还有采用厌氧- 好氧- 移动床生物膜反应器（A/O+MBBR）组合工艺[9]及A /三级MBBR工艺[10]进行炼油废水处理的研究。
3.在垃圾渗滤液处理中的应用
季民等[11]采用厌氧生物滤池-好氧移动床工艺（ AF-MBBR ）处理垃圾卫生填埋场高盐渗滤液。结果表明：好氧移动床生物反应器对渗滤液中的氨氮具有非常高的去除率；但高盐量对AF-MBBR 去除COD产生了明显的抑制作用，致使对COD 的平均去除率仅为22% 。经研究发现从垃圾渗滤液中分离、筛选出的专性耐盐菌，对高盐渗滤液生物处理系统具有显著的强化作用。陈胜等[12]采用复合式厌氧-好氧移动床生物膜（ MBBR） 串联工艺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。郭耀文[13]选用磷酸钱镁沉淀法（MAP）和移动床生物膜反应器（MBBR）处理晚期高氨氮、难降解垃圾渗滤液。用正交实验及单因素实验得出MAP反应的最优条件下，渗滤液的氨氮去除率达85%以上。通过对比MAP、MBBR和厌氧滤池（AF）在不同组合方式下的运行结果，证明了MAP脱氮前处理的必要性，以及MBBR在系统中起重要作用，为建立成套的渗滤液处理工艺提供了参考。杜月等[14]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，HRT 为24 h 情况下，当控制DO 为2 mg/L、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。
4.在造纸废水处理中的应用
造纸废水中含有大量有机污染物，特别是有机氯化物，CODCr、BOD5 负荷较高，由于废水中有机氯化物的分子质量相对较高，成分较为复杂，且对环境具有很大的毒性，用一般生物方法难以除去。因此，必须采用高效的生物处理方法，才能取得比较满意的处理效果[15]。
孙玲玲等[16]通过现场中试考察了ABR /MBBR组合工艺处理草浆中段废水的效果。结果表明：当ABR 进水COD为1339～ 2948 mg /L、HRT为24～ 48 h时，其对COD 的去除率约为50%；ABR出水流入MBBR，当MBBR 的HRT为6～ 12 h时，其对COD 的去除率约为60%，MBBR出水COD稳定在350 mg /L左右。在Fe2 （ SO4 ） 3 投量为1 250～ 1 750mg /L的情况下，经混凝、沉淀处理后出水COD < 100 mg /L。移动床生物膜反应器（MBBR）还可用于造纸中段废水深度处理，运行结果表明：在进水COD负荷为0. 8 kg / （m3.d）、悬浮填料填充率为30% 、DO > 2 mg /L、水温为26～ 32 ℃、水力停留时间为6. 5 h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》 （ GB 3544-2001）中非木浆类的一级排放标准[17]。
5.在印染废水处理中的应用
印染废水具有颜色深，COD 值高，组成复杂，分布面广等特点，一直是工业废水治理的重点和难点之一。聚二甲基二烯丙基氯化铵（ PDMDAAC ）在水处理方面有絮凝剂用量少、脱色效果显著等优点，在水处理领域应用广泛。因此，鉴于上述原因邓书平和牟淑杰[18]采用聚二甲基二烯丙基氯化铵（ PDMDAAC ）-移动床生物膜反应器（MBBR） 组合工艺处理印染废水，运行结果表明：在填料填充比例为60% （体积比），单级反应器水力停留时间为24 h， PDMDAAC投加量为0.8 g /L的条件下，组合工艺对色度、COD 和NH3-N 的去除率分别达到97%、92% 和90%。出水CODCr和NH3-N平均浓度分别低于50 mg /L和15 mg /L，达到了GB 4287-1992《纺织染整工业水污染物排放标准》的一级排放标准。移动床生物膜反应器（M BBR）还可以用于处理印染废水二级出水，在进水COD 为300 ～ 600 m g /L，曝气量0.55 m3 /h，水力停留时间（ HRT） 为1.5 d 条件下，MBBR 处理后的COD 和色度的去除率分别达85% 和90%，出水也可达到GB 4287-1992一级排放标准[19]。李艳平[20]采用水解酸化-好氧氧化移动床生物膜反应器处理哈尔滨某印染厂印染废水，目的在于通过水解酸化提高废水可生化降解性，从而为后续好氧氧化反应器处理创造有利条件。
6.结论
MBBR是一种新型的生物膜反应器，具有处理能力高、能耗低、不需要反冲洗、水头损失小、不发生堵塞的工艺特点。已经广泛应用于各种高浓度有机废水的处理中。可依据具体水质特点与其它工艺联合使用，确保出水水质稳定。
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