污水厂中MBBR填料的流化问题

来源：微信公众号“治污者说”

近年来，由于我国各地区水环境改善的环境目标的不断提升，各地市对市政污水处理厂的出水都提出了更严格出水水质标准，市政污水处理厂水处理厂也在不断地进行升级，以符合更严格的排放要求。在一些难以扩充厂区土地的地区，采用MBBR（移动床生物膜反应器）的工艺在污水厂的生物池进行原位改造，可以在一定程度上提升出水水质。因此MBBR工艺在近年来的污水厂中有了一定的使用。随着MBBR工艺的实际投用后一段时期后，在一些污水厂中也出现了一些MBBR的运行的问题，给污水厂的运行人员也带了新的工艺管理难点，主要存在的运行问题有：

1、原有生物池泡沫问题，投加填料后，原有的生物池存在的问题并没有得到彻底的改善，由于保持高浓度造成污泥老化导致的生物泡沫问题依然存在，并且生物泡沫叠加了MBBR填料上浮的问题，使泡沫堆积情况更加复杂。

2、拦截网的堵塞问题，填料不至于四处流动造成污水处理流程中构筑物内设备损坏就必须在合理的位置安装拦截网，拦截网和水流方向成垂直布置，这会造成生物池内填料和混合液对拦截网的直接压力，部分水厂也出现了拦截网的损坏造成MBBR填料逃逸到后续构筑物的情况。

3、MBBR填料的挂膜效果问题，填料设计的合理性决定了填料内部挂膜的效果，挂膜厚度和可脱落的膜层决定了MBBR内部的生物小环境的形成和保持，曝气池内的水力条件，推流搅拌的效果，进水有机物负荷都对MBBR填料的挂膜效果有很大的影响。

4、曝气的平衡问题，在生物池曝气区添加MBBR填料后，需要有足够的搅拌动力来维持填料的悬浮状态，会增加大气泡的曝气装置，这种装置和原有的微孔曝气器的空气扩散阻力不同，大气泡和微气泡的比表面积也不同，造成氧的转移效率不同，造成鼓风曝气设备的能源过度消耗，特别是重污染水质的情况下，很难维持硝化反应所需要富氧环境，造成出水氨氮的超标。

5、填料的破损问题。在经过几年的运行以后，一些采用质量较差的MBBR填料的污水厂出现了填料破损问题，填料碎片开始在二沉池及深度处理单元出现，甚至进入到污泥处理段，这些都对生产运行造成了潜在的威胁。

6、水质改善效果不明显。MBBR设计初衷是在原有单一的活性污泥基础上进行原位提升，进一步提升处理水质，但是多数污水厂在改造初期，外部管网的改造并没有同步实施，进水水质在MBBR添加前后改变不大，进水有机负荷变化不大，原有的活性污泥基本就能处理达到出水水质要求，MBBR填料的工艺改善能力得不到体现。

在实际运行MBBR污水厂中还有更多的问题出现，今后会更多的收集和整理，对前面列举的这些问题，其中比较重点的是MBBR工艺中的填料流化以及衍生出来的问题。

MBBR工艺主要的特点是在污水厂的生物反应池中投加一定比例的悬浮填料，这些悬浮填料上成为微生物固着的载体，这些载体上的微生物增加了曝气池内的生物量和生物种类，从而提高污水厂曝气池的处理效率。由于投加的MBBR填料的密度与水接近，曝气时与水完全混合，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用使气泡变小，提高了氧气的利用率。另外，每个载体内外都有不同的生物种类，内部生长有一些厌氧菌或兼性细菌，外部有良好的培养菌，使每个载体都是一个微反应器，使硝化和反硝化反应同时进行，从而提高生物池内的脱氮效果。

从生物反应理论上看，MBBR工艺的优势较为明显，但是从工程上应用主要的问题还是在市政污水厂中，以活性污泥为主要介质的生物反应池内，增加了这种悬浮的塑料填料以后，出现的填料不能均匀分布的问题。

填料的均匀分布首先解决的就是填料的流态化问题，这个问题需要将填料在固定区域内形成环流，如果在氧化沟内投加填料，可以很好的利用氧化沟内的循环流，但是在混合液是推流式的生物池内（A2O）营造填料环流的状态就非常复杂，要考虑的因素就很多，很多MBBR工艺包厂家也提出了很多解决方案，由于缺乏更多的工程案例和现场复杂的水力条件的精准模拟，多数解决方案并不能有效的改善MBBR填料的流态化解决，有些甚至影响了正常的活性污泥工艺运行。

比如上述的曝气问题，一些污水厂将MBBR的辅助曝气系统和微孔曝气系统没有进行分离，而是采用了同一趟主气管进行供气，就造成因为曝气器阻力不同导致的曝气不均衡问题，特别是停电停产以后的重新启动，使曝气恢复平衡需要反复的调整达到穿孔曝气和微孔曝气之间的平衡，污水厂在初期建设时也不太可能为每一根曝气支管设置气体流量计，运行人员只能依靠溶氧仪的检测和阀门开度的经验值来进行调节，难度和工作量都非常大。

比如拦截网处的吹扫和气提回流是在推流式系统中进行填料环流的重要措施，利用鼓风机的高压气体确实是一种简便的工程手段，但是没有和活性污泥的主供气系统分离带来了和辅助曝气系统一样的问题，气量分布的不均衡造成主曝气系统的供气量不足导致系统溶解氧下降，继而氨氮超标的情况出现，这也成为了MBBR现阶段运行的主要问题。

MBBR作为污水厂原位改造的工艺，解决了部分污水厂应对出水提标的问题，但是在改造中没有将主曝气系统和辅助、环流曝气系统分离的措施，造成了实际运行中出现了较为严重的流态化问题，这需要污水厂对辅助和环流曝气系统进一步的改造使其和主曝气系统进行分离，以达到更好的运行效果，降低管理难度。