1填料對MBBR法的影響

MBBR法的技術(shù)關(guān)鍵在于比重接近于水、輕微攪拌下易于隨水自由運動的生物填料。通常填料由聚乙烯塑料制成，每一個載體的外形為直徑10mm、高8mm的小圓柱體，圓柱體中有十字支撐，外壁有突出的豎條狀鰭翅，填料中空部分占整個體積的0.95，即在一個充滿水和填料的容器中，每一個填料中水占的體積為95%�？紤]到填料旋轉(zhuǎn)以及總?cè)萜魅莘e，填料的填充比被定義為載體所占空問的比例，為了達到最好的混合效果，填料的填充比最大為0.7。理論上填料總的比表面積是按照每一單位體積生物載體比表面積的數(shù)量來定義的，一般為700m2/m3。當(dāng)生物膜在載體內(nèi)部生長時，實際有效利用的比表面積約為500m2/m3。

此類型的生物填料有利于微生物在填料內(nèi)側(cè)附著生長，形成較穩(wěn)定的生物膜，并且容易形成流化狀態(tài)。當(dāng)預(yù)處理要求較低或污水中含有大量纖維物質(zhì)時，例如在市政污水處理中不采用初沉池或者在處理含有大量纖維的造紙廢水時，采用比表面積較小、尺寸較大的生物填料，當(dāng)已有較好的預(yù)處理或用于硝化時，采用比表面積大的生物填料。

2溶解氧(DO)對MBBR法的影響

王學(xué)江等對DO在MBBR中同步硝化一反硝化生物脫氮過程中的影響機理進行了詳細分析，認為DO濃度是影響同步硝化一反硝化的一個主要的限制因素。通過對DO濃度的控制，可使生物膜的不同部位形成好氧區(qū)或缺氧區(qū)，這樣便具有了實現(xiàn)同步硝化一反硝化的物理條件。從理論上講，當(dāng)DO質(zhì)量濃度過于高時，DO能穿透到生物膜內(nèi)部，使其內(nèi)部難以形成缺氧區(qū)，大量的氨氮被氧化為硝酸鹽和亞硝酸鹽，使得出水TN仍然很高；反之，如果DO濃度很低，就會造成生物膜內(nèi)部很大比例的厭氧區(qū)，生物膜反硝化能力增強(出水硝氮和亞硝氮濃度都很低)，但由于DO供應(yīng)不足，MBBR工藝硝化效果下降，使得出水氨氮濃度上升，從而導(dǎo)致出水TN上升，影響最終的處理效果。通過研究最終得出了MBBR法處理城市生活污水DO的一個最佳值：當(dāng)DO質(zhì)量濃度在2mg/L以上時，DO對MBBR硝化效果的影響不大，氨氮的去除率可達97%-99%，出水氨氮都能保持在1.0mg/L以下；DO質(zhì)量濃度在1.0mg/L左右時，氨氮的去除率在84%左右，出水氨氮濃度有明顯上升。另外，曝氣池內(nèi)DO也不宜過高，溶解氧過高能夠?qū)е掠袡C污染物分解過快，從而使微生物缺乏營養(yǎng)，活性污泥易于老化，結(jié)構(gòu)松散。此外，DO過高，過量耗能，在經(jīng)濟上也是不適宜的。

因為MBBR法主要是通過懸浮填料來實現(xiàn)最終的污水處理，所以DO對懸浮填料的影響也是影響整個處理結(jié)果的關(guān)鍵。曹占平等對MBBR法充氧能力進行了實驗研究，結(jié)果表明反應(yīng)器的充氧能力在一定范圍內(nèi)隨著懸浮填料填充率的增大而增大。在曝氣的作用下，水隨填料一起流化，水流紊動程度較無填料時大，加速了氣液界面的更新和氧的轉(zhuǎn)移，使氧的轉(zhuǎn)移速率提高。隨著填料數(shù)量的增多，填料、氣流和水流三者之間的這種切割作用和紊動作用不斷加強。但加入填料量為60%時，填料在水中的流化效果變差，水體紊動程度也降低，使得氧的傳遞速率下降，氧的利用率降低。所以針對不同類型的水質(zhì)，控制好DO的量對整個工藝最終的處理結(jié)果是至關(guān)重要的。

3水力停留時間對MBBR工藝的影響

合適的水力停留時間(HRT)是確保凈化效果和工程投資經(jīng)濟性的重要控制因素。水力停留時間的長短將直接影響到水中有機物與生物膜的接觸時間，進而影響微生物對有機物的吸附和降解效率，所以針對不同的污水類型找出經(jīng)濟而合理的HRT是非常關(guān)鍵的問題之一。國內(nèi)外對HRT的研究并沒有局限于研究HRT本身的影響，而是通過實驗去宏觀把握。SHHosseini等副在用MBBR法對含酚類工業(yè)廢水進行了實驗研究，結(jié)果表明：在一般情況下，隨著HRT的逐漸延長，出水COD濃度會逐漸降低。但同時他也發(fā)現(xiàn)了一個更重要的影響因素，即廢水中酚類物質(zhì)的COD濃度與總的COD濃度的比值(CODph/CODtot)，當(dāng)這一比值達到0.6(即CODDph的濃度為480mg/L)時，COD的去除效率最高并不受水力停留時間的影響。國內(nèi)的實驗大多認為出水COD平均濃度隨著水力停留時間的延長而降低，若要縮短水力停留時間可通過加大填料的投加比例(高達70%)來實現(xiàn)，當(dāng)對出水水質(zhì)要求不高時可減少填料的投加比例引。另外還有試驗結(jié)果表明：在中低氨氮負荷條件下，隨HRT的減少，氨氮填料表面負荷逐步升高，同時去除率維持原有水平或有一定增長；當(dāng)氨氮負荷升至高水平后，隨著HRT的減少，氨氮去除率逐步降低。這些針對HRT的實驗研究結(jié)果為今后MBBR法的推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，但同時也有許多需要改進之處，比如試驗只是單純的考慮HRT本身的影響，沒有把其他因素與HRT的關(guān)系有機的結(jié)合起來，而SHHosseini等在酚類廢水處理的研究中將HRT和其他因素有機的結(jié)合起來進行探討，不僅找到實驗最重要的影響因素，同時實驗過程中各因素之間的相互影響、相互制約關(guān)系也得到了很好地體現(xiàn)。所以針對影響因素的研究我們需要更全面更綜合的考慮。

4水溫對MBBR法的影響

在影響微生物生理活動的各項因素中，溫度的作用非常重要。溫度適宜，能夠促進、強化微生物的生理活動；溫度不適宜，能夠減弱甚至破壞微生物的生理活動。溫度不適宜還能夠?qū)е挛⑸镄螒B(tài)和生理特性的改變，甚至可能使微生物死亡。而微生物的最適溫度是指在這一溫度條件下，微生物的生理活動強勁、旺盛，表現(xiàn)在增殖方面則是裂殖速度快、世代時間短。MBBR法主要是通過生物膜中各種類型微生物的新陳代謝來達到對污水中有機污染物的降解，所以生物膜生長的好壞將直接關(guān)系到廢水處理的最終結(jié)果，尤其對于硝化菌、反硝化菌而言，它們的生長周期長，且對環(huán)境的變化非常敏感，硝化菌的適宜溫度是20℃-30℃，反硝化菌的適宜溫度是20℃-40℃，溫度低于15℃時，這兩類細菌的活性均降低，5~C是完全停止，所以溫度的變化將直接影響這類細菌的生長。相關(guān)實驗結(jié)果表明，氨氮填料表面負荷的變化基本與水溫的變化趨勢一致。水溫低時填料表面負荷低，水溫高時填料表面負荷約達到水溫低時的15倍。由此可見，硝化細菌受溫度影響大，低溫條件下活性較弱。

5pH值對MBBR法的影響

微生物的生理活動與環(huán)境的酸堿度密切相關(guān)，只有在適宜的酸堿度條件下，微生物才能進行正常的生理活動。pH值過大的偏離適宜數(shù)值，微生物的酶系統(tǒng)的催化功能就會減弱，甚至消失。不同種屬的微生物生理活動適應(yīng)的pH值，都有一定的范圍，在這一范圍內(nèi)，還可分為最低pH值、最適pH值和最高pH值。在最低或最高的pH環(huán)境中，微生物雖然能夠成活，但生理活動微弱，易于死亡，增殖速率大為降低。參與污水生物處理的微生物，一般最佳的pH值范圍，介于6.5-8.5之間。MBBR法作為生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的工藝，同樣依賴于微生物的生長以達到有機物降解的目的。所以保持微生物最佳pH范圍是取得良好污水處理效果的必要條件，當(dāng)污水(特別是工業(yè)廢水)的pH值變化較大時，需要考慮設(shè)調(diào)節(jié)池，使污水的pH值調(diào)節(jié)到適宜范圍后再進行曝氣。

6其他因素對MBBR法的影響

根據(jù)每一個具體試驗條件的不同，還會有許多不同的影響因素。如氣水比一般控制在(3～4)，這樣的氣量能使反應(yīng)器中的填料均勻地循環(huán)轉(zhuǎn)動起來；濁度也需要控制在一定范圍內(nèi)，相關(guān)研究結(jié)果表明：濁度大使得某些懸浮物容易覆蓋在生物膜的表面，阻礙生物氧化作用的進行，導(dǎo)致處理效率大幅下降，同時還容易造成填料堵塞，另外整個實驗對進水濁度和出水濁度進行了檢測，進水濁度為17.6-160NTU，出水濁度為18.1-142NTU，結(jié)果發(fā)現(xiàn)中試裝置對濁度基本沒有去除效果，出水濁度隨著進水濁度的變化而變化，所以我們需要嚴(yán)格控制好進水濁度的量；COD容積負荷對去除率也有很大的影響，研究表明COD容積負荷為0.48-2.93kg/(m3•d)的范圍內(nèi)對COD的去除率基本穩(wěn)定在60%-80%。在相同的水力停留時間下COD的去除率隨負荷呈正比增加趨勢，這是因為當(dāng)進水COD濃度較低時微生物降解有機物的速率也較小，其降解能力不能充分發(fā)揮，當(dāng)進水COD濃度增大時促進了生物膜微生物的生長，提高了降解速率，故對COD去除率得到了提高。以上各因素都會對污水處理造成不同程度的影響，此外還有營養(yǎng)物質(zhì)、有毒物質(zhì)等，如果這些物質(zhì)過多的偏離微生物生長需要，就會對污水處理的最終結(jié)果產(chǎn)生影響。我們須根據(jù)具體的條件和要求來確定哪一個因素是主要影響MBBR法的最終結(jié)果。
 

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