MBBR法在工業廢水處理中的應用
范懋功
（中國航空工業規劃設計研究院，北京100011）
摘要：采用流動床生物膜法（MBBR）處理食品、造紙、化工、煉油廠生產廢水，在歐美已廣泛應用。許多工程實例表明該法有很好的處理效果。文中介紹了MBBR法在歐美的應用情況。
關鍵詞：MBBR法；流動床；生物膜；工業廢水；廢水處理；工程實例
中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：B 文章編號：1009－2455（2003）03－0009－03
1 MBBR法的特點
流動床生物膜法（Moving Bed Biofilm Reactor Process簡稱MBBR法）是生長生物膜的載體層在廢水中不斷流動的生物接觸氧化法。載體是聚乙烯中空圓柱體，長5～7mm，直徑10mm，內部有十字支撐，外部有翅片，密度0.95 g／cm2，空隙率88％，可供生物膜附著的比表面積約 400 m2／m3。這種載體的特殊形狀使微生物在有保護的載體內表面生長而去除廢水中的 BOD5。 MBBR法先在北歐挪威和瑞典應用然后推廣到歐美。筆者根據掌握的一些國外公司的資料，對MBBR法在國外的應用情況作以下介紹。此法具有下列特點：
①空間小：MBBR反應器能處理與普通氧化池相同的負荷但只要20％的空間。
②能擴容：由于MBBR法設計的靈活性，所提供的反應器以后擴容方便。
③操作管理簡單：附著生長生物膜的載體在反應器內流動不需要活性污泥回流或循環反沖洗。
④不會堵塞：載體生物（Biomass）在紊流中不斷脫落，避免堵塞。
⑤生物易恢復活力：生物在改變溫度和pH值，超負荷或受毒害作用下也能很快恢復活力，使處理效果穩定。
⑥池型和構造與普通接觸氧化池一樣。為了防止載體流失，在出水口處安裝格網。
⑦適宜用于改造工程：現有廢水處理池或不用水池改成MBBR反應池最方便，安裝維護簡便。
⑧MBBR法的不足之處是載體價格比國內采用的組合填料或彈性填料貴，但該法優點所帶來的經濟效益足以補償。
2 MBBR法的各種配置形式
MBBR法的靈活性使其能根據處理要求和空間大小而采用不同的配置方式，例如：
①當廢水要求去除BOD。和脫氮時可在格柵和氣浮池（或沉淀池）之間配置2個串聯的MBBR反應器。
②用多個厭氧和好氧反應器串聯使廢水完全脫氮。厭氧池中裝潛水攪拌機和載體。
③改造部分活性污泥地或其他水池使成為復合（HYBRID）生物處理法，增加處理容量。
3 工程實例
3.1 處理食品工業廢水
3.1.1 奶制品廠廢水
挪威KMT公司早在1989年已對奶制品廠廢水進行小規模試驗后，在挪威南部奧斯陸一奶制品廠建試驗處理廠。廢水水質：pH＝5～10，ρ（COD）＝3190 mg／L，ρ（BOD5）＝1050 mg／L，總磷ρ（P）＝6.7 mg／L，總氮ρ（N）＝43 mg／L。處理流程：廢水→第一反應器→第二反應器→沉淀池→排放。當反應器停留時間為7 h時，COD去除率為 85％，停留時間為8h時，COD去除率可達90％。當廢水進水pH值達11時，經第一反應器生物處理后pH值下降到7左右。試驗成功后該奶制品廠于1993年建成處理廠，處理沖洗容器產生的廢水，廢水量平均90 m3／d，最大125 m3／d。用泵把廢水送到沉砂池再流入原有調節池，在池中進行預曝氣。用2臺潛水泵（1用1備）從調節池抽水經除油（脂肪）池流入3個串聯的MBBR反應器，反應器的容積分別為33，16，16 m3，總容積 65 m3。池深 3.0 m。總停留時間為 17.3 h。載體填充率為容積的53％。反應器中用不銹鋼多孔管布氣系統，由2臺450 m3／h的鼓風機供氣。處理后廢水排入城市污水管。處理廠1993年4月以后運行一直穩定，耗能量平均4.8 kw·h／kg（BOD5）。處理結果見表l。
3.1.2 薯條廠廢水
挪威一薯條廠廢水處理采用MBBR法進行好氧處理。小部分廢水先經厭氧預處理，大部分廢水沒有預處理。MBBR由3個串聯的反應器組成。生物處理后的廢水在進入最終沉淀池之前進行加藥混凝。載體的比表面積為450m2／m3，填充率＞50％。測定結果見表2。
3.2 造紙工業廢水
3.2.1 再生紙廠廢水
美國某一新建再生紙廠，最大處理量為1325m3／d， BOD5質量濃度為350mg／L。經過一系列的小規模試驗后，安裝2個串聯的MBBR反應池，每池容積81.7m3，總池容為163.4 m3。載體填充率為60％，總用氣量為1700m3／h。處理流程見圖l。浮渣用壓濾機脫水。此系統BOD5去除率達95％。MBBR反應器后續氣浮池出水排入附近河流。
3.2.2 銅板紙廠廢水
瑞典北部 STORA PAPYRUS GRYCKSBD造紙廠生產銅版紙，1993年建MBBR法廢水處理廠。設計流量3120 m3／d。廢水的最高水溫 37℃，ρ（SS）＝1500 mg/L。采用2個串聯的MBBR反應器，每個反應器容積65m3，總容積130m3，水深3.4m，總停留時間= lh。載體填充率為67％。采用3臺 780 m3／h鼓風機（2用1備），曝氣耗電量0.1kw·h／kg（COD）。處理流程：廢水進入集水池后經熱交換器冷卻到30～35℃，再用計量泵投加N，P后流入MBBR反應器進行生物處理，廢水量約為80～100 m3／h，與100～200 m3／h的冷卻水混合后加聚合氯化鋁200 mg／L進行化學沉淀，處理水排入湖中。處理結果：進水COD和BOD5的質量濃度分別為1000、326mg／L，處理后COD和 BOD5的質量濃度分別為160、51 mg／L，出水總磷的質量濃度小于0.1mg／L。
3.3 化工廢水
美國一化工廢水處理廠擴建工程，用MBBR法代替老的滴濾池。新建MBBR廢水設施占地面積僅為223 m2。MBBR出水直接流入純氧活性污泥系統。處理流程見圖2。
MBBR技術參數：設計流量20715m3／d，最高日流量32 700 m3／d，容積負荷12.5 kg（BOD5）／（m3·d）。去除率大于60％。反應器數量2，處理池總容積2007m3。停留時間 2.5h，載體填充率50%，需用空氣量22 425 m3/h，由 3臺鼓風機（2用1備）供應。每天可去除BOD516.360 kg，有機物的去降率大于60％。如果將來廢水中有機物濃度增加還可增填30％的載體。
3.4 煉油廠廢水
美國菲力普石油公司有一每天提煉11萬桶原油的煉油廠，一每天9.5桶液化天然氣分餾加工廠和一化工廠。廢水排放量平均19684 m3／d，最高28388m3／d，原活性污泥法廢水處理廠為適應有機負荷的增加和提高硝化能力進行改造。將原初沉池改為MBBR系統，在池中填加流動層載體，填充率30％，池容1927 m3，供氣量15463m3／h。改造后的MBBR和原有的活性污泥處理系統組合成HYBRID系統。改造后的處理流程見圖3。
1999年4月開始運行，處理結果見表3：
測試項目 測試時間 1999-04 1999-05 1999-06 水量（m3·h－1） 22483 23051 20288 原水 ρ（COD）/ mg／L 386 386 283 ρ（NH3—N）/ mg／L 12.4 8.1 133 MBBR出水 ρ（COD）/ mg／L 157 133 100 砂濾出水 ρ（COD）/ mg／L 58 50 46 ρ（NH3—N）/ mg／L 1.1 0.6 0.7
出水濁度從30～40NTU降低到小于15 NTU。用處理后水每天反沖洗濾池一次。該系統能去除80％的有機負荷。
4 結語
從上述工程實例可見，用MBBR法處理工業廢水有突出的優點。MBBR可處理高濃度的廢水，也特別適用于改造工程，可不加處理池提高處理容量；或與原有生物處理系統組合成HYBRID系統，改進處理效果。
作者簡介：范懋功（1927－），男，江蘇吳江人，研究員，北京新外大街甲8號22－4—8號。
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