MBBR技术处理低浓度污水

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一、概况


中国石化抚顺乙烯有限公司年产乙烯30万t ，厂区生活污水及冲洗水混合排放， 平均流量约2 440 t/d。乙烯公司拟对厂区的生活污水(含冲洗水) 进行深度处理后回用，作为循环冷却水系统的补充水。为此，经过多方面调查研究论证，根据乙烯公司生活污水排放量大，有机物浓度低的特点，确定了用移动床生物膜反应器(Moving Bed Biofilm Reactor简称MBBR) 进行生化处理，再絮凝沉淀，两级过滤，加氯消毒的工艺流程。


MBBR 是一种新型、高效的污水处理设施，与传统的好氧处理工艺相比具有很多优点，如不易发生堵塞，无需反冲洗，水头损失小，有机负荷高，一般不需要污泥回流等。MBBR 应用灵活，可在好氧、厌氧各种条件下运行，既可单独使用，也可多级串联进行脱氮。好氧处理时，一般用于有机物浓度及有机负荷都比较高的场合。将MBBR 与接触氧化工艺联用，处理城市污水，可以获得满意的效果。本工程用其处理低浓度生活污水，主要考虑了以下几个方面的因素：


首先，MBBR 污泥龄较长，可保持较多的硝化菌，比活性污泥法具有更好的脱氮效果；其次，生物滤池、生物转盘等生物膜反应器虽然运行费用较低，但是滤池蝇较多，受气候的影响较大，不利于保持厂区环境卫生，也不能很好地适应抚顺地区冬季严寒(最低温度可达-40 ℃) 的气候条件，而MBBR 则不存在滤池蝇的问题，并且可以方便地伴热、保温；再有，MBBR 可在较低曝气量下完全流化，有效避免了短流，减少了死体积，可缩小反应器总体积，基建投资小， 运行费用低， 比接触氧化法更经济。同时，MBBR 可在较高有机负荷下运行，便于日后增添部分生产污水，进一步提高负荷。


二、小试研究


2.1 小试研究的条件


MBBR小试装置曝气池体积约11 L，沉淀池体积约5L。填料与实际工程中采用的相同，由聚乙烯塑料制成，其外形为小圆柱体，直径约10 mm，高8～9 mm ，圆柱体中有十字支撑，外壁带竖条状鳍翅，总表面积约为500 m2/m3，内表面积约为300 m2/m3，密度约0.95g/cm3 (长满生物膜后比重约为1)。该填料的这些性质，有利于微生物在填料内侧附着生长，形成较稳定的生物膜，并且容易形成流化状态。试验中填料填充比约30%。生活污水取自大连理工大学化工学院东院食堂下水道，经静置沉淀后用纱布过滤除去杂物，稀释到CODCr浓度约为60 mg/L。水温在25 ℃以上。


2.2 小试研究的结果


小试采用排泥挂膜法，接种污泥( 浓度约2000 mg/L) 后闷曝24 h，接着开始以计量泵进水，使MBBR 的水力停留时间(HRT) 保持在3 h左右，CODCr有机负荷约0.64 g/L·d；气水比6：1 ；溶解氧(DO) >5 mg/L；试验结果见图1。


试验结果见图1。





从图1小试阶段的CODCr去除情况可见：进水2d后，反应器中的活性污泥基本被排空，但此时填料上还几乎没有生物膜，因此CODCr的去除率相当低。从第3 d开始，CODCr去除率开始缓慢上升，到第7 d后达到60 % ，此时已可以在填料表面及内部观察到明显的浅黄色生物膜。第9 d后，CODCr去除率基本稳定，第20 d取部分填料用超声波清洗，测定剥落下来的生物膜量，计算结果为0.14g/L。由于在此负荷下MBBR 中几乎没有什么悬浮污泥，可以计算出填料生物膜的污泥负荷约为4.6g/g。


在显微镜下观察接种污泥和填料生物膜，发现两者的微生物种类基本相同，但是填料生物膜中的丝状菌比例大大增加。


MBBR 中脱落的生物膜沉降性能较差，从沉淀池中取出的污泥SV30为60 %。而加入20mg/L的聚合氯化铝后，污泥的SV30变为约30%。因此在工程设计中，又增添了絮凝剂投加工序。


三、工程调试情况


3.1　工程概况


3.1.1　简要流程


抚顺乙烯公司原有1 套活性污泥系统，处理工厂的生产废水。在新建污水回用设施之前，所有的生活污水都混同生产废水处理后排放。MBBR 建在原有活性污泥曝气池旁，一方面便于日后管理，另一方面也可以引入活性污泥，便于MBBR 接种启动。
新建的生活污水回用系统的简要流程见图2，包括1座调节池，1座MBBR(分为2格) ，1座辐流式沉淀池，1座中间水池，2座纤维球过滤罐，2座活性炭过滤罐。此外，还包括絮凝剂投加装置，投氯消毒装置，伴热保温设施等。各工程构筑物的主要设计参数列于表1。




3.1.2　工程运行原理









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