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污水處理工藝之“MBBR /IFAS”技術(shù)發(fā)展探討
文章來(lái)源:陜西珂沅環(huán)保工程有限公司   更新時(shí)間:2015-06-10   閱讀:5127

         最近“水進(jìn)展·水圈”群主劉智曉在“水進(jìn)展水圈群”里發(fā)起了討論話題“MBBR of the Future”.MBBR/IFAS技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)方法、存在問(wèn)題及未來(lái)展望進(jìn)行了熱烈探討,形成了一些觀點(diǎn)。

“水進(jìn)展·水圈”參與討論群友:

廣州華浩馮祥軍高工;華東理工舒鵬博士;諾衛(wèi)環(huán)境閻懷國(guó)總工;首創(chuàng)股份劉智曉博士;東北院高旭副總工;華北院九院李金河總工;利爾化學(xué)張成甫博士;江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究院陳珺總工;華北院二院劉龍志副院長(zhǎng)高工;華北院二院周丹副總工;哈爾濱理工大學(xué)閆險(xiǎn)峰教授等

污水處理工藝之“MBBR /IFAS”技術(shù)發(fā)展探討

馮祥軍首先提供了幾張MBBR填料的掛膜圖片和鏡檢照片,展開(kāi)了本期話題。根據(jù)馮祥軍的試驗(yàn)觀察,在溶解氧充足的情況下,填料最早長(zhǎng)的是鐘蟲,時(shí)間久了會(huì)有后生動(dòng)物,生物鏈逐漸延長(zhǎng)。生物膜里面有輪蟲和線蟲。污泥量并不一定會(huì)增加,但延長(zhǎng)了泥齡,應(yīng)該算是雙泥齡,運(yùn)行能耗會(huì)增加,硝化效果好,反硝化效果好像沒(méi)有明確的數(shù)據(jù)。

舒鵬建議這種填料的表面需要進(jìn)一步親水性優(yōu)化。閻懷國(guó)提出MBBR缺氧池應(yīng)用比較少,但有一個(gè)案例脫氮效果比較好。張成甫的觀點(diǎn)是反硝化有類似的填料,規(guī)格更小一些。這樣的填料大規(guī)模用于不新增構(gòu)筑物的情況下提標(biāo)。劉智曉提出反硝化MBBR國(guó)外有十多年的成熟案例,國(guó)內(nèi)之前尚沒(méi)大規(guī)模案例,但是2014年首創(chuàng)在山東東營(yíng)做了一個(gè)反硝化MBBR,正在調(diào)試中,這是國(guó)內(nèi)第一個(gè)反硝化MBBR。李金河說(shuō)華北院最近做了一個(gè)5萬(wàn)噸后置反硝化的,運(yùn)行可以去除10mgl總氮,就是乙酸鈉量太大,HRT2h,TN去除10mg/l

高旭提到應(yīng)用實(shí)例青島團(tuán)島污水廠提標(biāo)效果很好,進(jìn)水cod8001000,進(jìn)水總氮125,出水達(dá)到一級(jí)A。主要增加硝化功能。mbbr不同于ifas工藝,F(xiàn)在東北院也越來(lái)越接受這個(gè)工藝,特別是在低溫硝化和提標(biāo)方面。效果確實(shí)不錯(cuò),青島某廠家產(chǎn)品在內(nèi)蒙古林河提標(biāo)一個(gè)氧化溝工藝,水溫低于6度,仍然可以達(dá)標(biāo)。舒鵬想明晰的一點(diǎn)是填料上掛膜的生物膜內(nèi)層通常的厭氧缺氧條件,所以可以進(jìn)行有效的脫氮。馮祥軍提出疑問(wèn),填料上的膜挺薄的,不知道是否能形成缺氧環(huán)境。高旭也認(rèn)為這個(gè)不明顯,主要解決短泥齡硝化的功能,生物膜很。MBBR填料生物膜內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)缺氧區(qū)域,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)SND,劉智曉注)。陳珺認(rèn)為填料上的生物膜不僅僅在于厚度,而在于面積。

生物池填料的投加比是大家關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題,對(duì)于投加比,李金河給出填料投配比為20-60%,一般投配區(qū)投配比30%-40%左右,mbbr已初步成熟,產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10月份也頒布了。李德強(qiáng)認(rèn)為60%有點(diǎn)高,流化會(huì)有問(wèn)題。張成甫指出這個(gè)填料也是國(guó)家重大科技公關(guān)成果。但個(gè)人認(rèn)為也不要太過(guò)拔高填料的意義,最終效果的保證需要太多的前提條件和過(guò)程控制。李金河指出目前在研究上集中在兩個(gè)方向:1.產(chǎn)品開(kāi)發(fā),材料、密度、強(qiáng)度、比表面積、掛膜量等等2.工程應(yīng)用,負(fù)荷、流態(tài)等,這個(gè)很難用試驗(yàn)摸索,863和水專項(xiàng)均立項(xiàng)專門研究。

張成甫的經(jīng)驗(yàn)是掛摸后還是會(huì)沉淀。做不到懸浮,是個(gè)潛在的工程問(wèn)題,但這個(gè)實(shí)例應(yīng)用的場(chǎng)合是工業(yè)污水,污染負(fù)荷非常高。從山東市政污水工程案例現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看,市政污水掛膜接近6年的樣子沒(méi)有沉淀現(xiàn)象。高旭也認(rèn)為沉淀情況較少出現(xiàn)。馮祥軍也沒(méi)發(fā)現(xiàn)沉淀,停止曝氣后填料馬上上浮。

對(duì)于曝氣和攪拌方式。

陳珺認(rèn)為這個(gè)工藝的曝氣攪拌非常重要,曝氣系統(tǒng)通常做成在水流方向的垂直斷面上形成環(huán)流。要是均勻地布置曝氣頭,填料容易漂浮在水面。馮祥軍認(rèn)為保證流化,要增大曝氣量。以高旭在團(tuán)島的經(jīng)驗(yàn),生化池內(nèi)DO=1.52.0,并不高。如果設(shè)計(jì)的好,完全可以解決流化的問(wèn)題。馮祥軍說(shuō)無(wú)錫一些廠的經(jīng)驗(yàn)是氨氮達(dá)標(biāo)了,能耗也升高了。陳珺的提出是那么低的DO倒是很少見(jiàn),需要控制生物膜的厚度,國(guó)外的一些案例都在3-4mg/LBrookfield WWTP:3mg/l,James river WWTP: 4mg/lMarquette lileWWTP:4mg/l。高旭認(rèn)為好的產(chǎn)品是掛膜快,薄實(shí)際運(yùn)行案例DO國(guó)內(nèi)有達(dá)到56mg/L的。

 

牧馬草原提出大規(guī)模應(yīng)用的話,曝氣是否采用微孔,是否是從微孔曝氣頭布置方式上做些文章。高旭的實(shí)例不是用微孔曝氣器,用穿孔管曝氣。并且不是均勻布置。閆險(xiǎn)峰也認(rèn)為曝氣方式和曝氣量的選擇很重要!同時(shí)常時(shí)間運(yùn)行后池內(nèi)懸浮污泥量要高些!根據(jù)經(jīng)驗(yàn),池內(nèi)D0不宜過(guò)高,在1.0左右即可!高旭認(rèn)為填料設(shè)計(jì)自清洗功能也很重要。牧馬草原的疑問(wèn)是不是微孔雖然效率高但起不到攪拌剪切的效果?還是其他原因。扛咝裾J(rèn)為不全是,流化有專門的攪拌器。陳珺認(rèn)為曝氣的一個(gè)重要用途是促使填料摩擦,控制生物膜的厚度。

 

劉智曉認(rèn)為生物膜厚度是一個(gè)相對(duì)概念,每個(gè)季節(jié)都有不同,池子的位置不同,生物膜厚度也不同;即使同一個(gè)填料,在填料的不同位置,生物膜厚度也不一致生物量在MBBR池分布是不均衡的,對(duì)于MBBR工藝的設(shè)計(jì),劉智曉先給出了國(guó)外某WWTP實(shí)際測(cè)定的biomass數(shù)量沿池分布圖,見(jiàn)下圖。

污水處理工藝之“MBBR /IFAS”技術(shù)發(fā)展探討

馮祥軍的疑問(wèn)是看到有的設(shè)計(jì)做了隔板形成環(huán)流,但不知道實(shí)際運(yùn)行中有沒(méi)有這樣做設(shè)計(jì)的,國(guó)內(nèi)好像都是提標(biāo)改造工程中應(yīng)用,應(yīng)該都沒(méi)做隔板。閆險(xiǎn)峰說(shuō)工業(yè)用建議分格,市政大水量擋板!同時(shí)這種工藝很需要技術(shù)人員的運(yùn)行水平,在調(diào)試期是一種運(yùn)行方式,決定了硝化反硝化菌能否成長(zhǎng),運(yùn)行期膜的增長(zhǎng)又需曝氣量的調(diào)整,確保穩(wěn)定和脫落!總之考驗(yàn)操作技術(shù)人員!否則,事得其反!張小心的經(jīng)驗(yàn)擋板是有應(yīng)用實(shí)例的,西安某水廠就采用了是可行的,設(shè)計(jì)非常巧妙。

 

對(duì)于填料產(chǎn)品質(zhì)量,東北院高旭的設(shè)計(jì)思想是,如果業(yè)主不接受高質(zhì)量的產(chǎn)品,我寧可不設(shè)計(jì)IFAS工藝,這方面,江南李激教授很有心得,她在無(wú)錫實(shí)驗(yàn)時(shí),有些廠家的產(chǎn)品干脆不掛膜。陳珺認(rèn)為這個(gè)工藝是個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),也不光是那個(gè)填料,曝氣、塞網(wǎng)都很重要。對(duì)于陳珺提出的固液分離方法,李金河答復(fù)桶式、孔板式都有。

MBBR的設(shè)計(jì)參數(shù)的擇取和一直是困擾行業(yè)的問(wèn)題,劉智曉首先提出引導(dǎo)性問(wèn)題:MBBR設(shè)計(jì)到底是以容積負(fù)荷還是面積負(fù)荷?設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)院如何確定的?反硝化MBBR的設(shè)計(jì)的NO3-N負(fù)荷是多少?

 

李金河介紹華北院這幾年在MBBRSBR、卡魯塞爾、百洛克、A2O等結(jié)合HYBAS用于提級(jí)改造進(jìn)行了很多工程實(shí)踐,還是有效果的,尤其是低溫、低碳源、穩(wěn)定水質(zhì)等方面。

對(duì)于十月份出臺(tái)的MBBR產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),高旭說(shuō)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),沒(méi)有提反硝化速率(當(dāng)時(shí)鄭興燦主編時(shí)提出一個(gè)產(chǎn)品的硝化速率值,與會(huì)專家不同意)。

陳珺說(shuō)反硝化速率大概是1-2gNO3-N/m2.d,和碳源類型、水溫都有關(guān)。大概2010年前去瑞典馬爾默的時(shí)候,他們正好在調(diào)試這個(gè)反硝化MBBR,印象比較深,這個(gè)方面Odegaard是權(quán)威。高旭認(rèn)為后置反硝化由于加了碳源,反硝化速率應(yīng)該很好。李金河說(shuō)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)目前只有硝化速率。劉智曉基本認(rèn)可提出這些專家的觀點(diǎn)。對(duì)于MBBR產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),是否應(yīng)該給出硝化、反硝化速率等基本工藝參數(shù),大家存在分歧。

劉智曉認(rèn)為國(guó)內(nèi)MBBR設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范,基本依賴產(chǎn)品廠家提供參數(shù),造成設(shè)計(jì)的混亂,出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該盡快指導(dǎo)和規(guī)范設(shè)計(jì),給定基本的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)范圍。

高旭認(rèn)為產(chǎn)品明確硝化速率不應(yīng)該,華北院李金河同意東北院高總意見(jiàn),承載該承載的,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)程、設(shè)計(jì)規(guī)范還是有區(qū)別的。李金河說(shuō)今后有標(biāo)準(zhǔn)了,也許還要改進(jìn),但總有一個(gè)相同的平臺(tái)了,這也是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的意義吧。劉智曉倒是認(rèn)同這個(gè)說(shuō)法,陳珺也說(shuō)這是特殊情況下的一種解決方法。

閆險(xiǎn)峰教授不建議僅僅是出臺(tái)這樣的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),建議應(yīng)盡快出臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)程!

 

國(guó)內(nèi)為數(shù)不少的MBBR運(yùn)行的都不盡理想。成功的MBBR涉及因素太多了,一旦一種因素沒(méi)有控制好,后期運(yùn)行都是麻煩。對(duì)于MBBR總體設(shè)計(jì),華北院劉龍志認(rèn)為MBBR要設(shè)計(jì)好并不簡(jiǎn)單,不過(guò)填料可以分步投加,用操作的靈活性彌補(bǔ)了計(jì)算的欠缺,運(yùn)行良好的MBBR有幾個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)很關(guān)鍵。

劉龍志認(rèn)為好的水利狀態(tài),池型布置,尤其是出水區(qū)的設(shè)計(jì),曝氣強(qiáng)度,攪拌器選型是MBBR能否成功的幾個(gè)最為關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

李金河認(rèn)為MBBR設(shè)計(jì),負(fù)荷只是很小的一個(gè)方面,流態(tài)更為重要,工程實(shí)踐變得非常重要。

劉智曉承認(rèn)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的重要性,但是認(rèn)為MBBR池型設(shè)計(jì)、攪拌器配置、曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)這方面在國(guó)外比較成熟了。我們目前恰恰缺乏對(duì)MBBR設(shè)計(jì)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)。劉智曉認(rèn)為,MBBR未來(lái)的發(fā)展,認(rèn)為厭氧氨氧化MBBR或許是其未來(lái)的出路之一。

 

對(duì)于設(shè)計(jì)負(fù)荷的采用,設(shè)計(jì)院一方表示,目前實(shí)際做法是將填料生物量折算為混合液MLSS來(lái)通過(guò)SRTATV方式計(jì)算,劉智曉認(rèn)為這是不科學(xué)的。國(guó)際上容積負(fù)荷和面積負(fù)荷的計(jì)算,這兩種方式都可以的,但是面積負(fù)荷更科學(xué)。高旭認(rèn)為應(yīng)該是有效生物膜面積。劉智曉給出了下表供大家參考。

 

劉龍志說(shuō)在設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中,負(fù)荷理論很重要,但是從實(shí)際操作的環(huán)節(jié),填料少了可以再加,硬件沒(méi)設(shè)計(jì)好,是根的問(wèn)題。負(fù)荷計(jì)算我們會(huì)從兩個(gè)方面核算。一是基于泥齡,即污泥量,二是用硝氮負(fù)荷,兩個(gè)計(jì)算方法校驗(yàn)。周丹提出設(shè)計(jì)方法是是用純填料8kg/m3來(lái)計(jì)算,是根據(jù)某廠家提供的總污泥量折算過(guò)來(lái)的。然后再按常規(guī)的方法計(jì)算生物池,設(shè)計(jì)人員更容易理解。

陳珺認(rèn)為MBBR 都是按面積考慮,BAF按容積考慮。李金河的經(jīng)驗(yàn)是國(guó)內(nèi)主流是泥齡法,容易理解寫些。對(duì)于污泥負(fù)荷,劉龍志介紹目前設(shè)計(jì)院MBBR設(shè)計(jì)是將填料生物量進(jìn)行折算,大概8kg MLSS/m3填料,是簡(jiǎn)單折算,然后基于ATV的計(jì)算以泥齡為基礎(chǔ),李金河補(bǔ)充說(shuō)這個(gè)折算單位可能是3-4kg/m3,相當(dāng)于折算成污泥濃度。

劉智曉認(rèn)為這種折算存在一些問(wèn)題,因?yàn)樘盍仙系?/span>biomass和活性污泥的biomass性質(zhì)及菌群結(jié)構(gòu)差異巨大,填料上的硝化菌占比是活性污泥比例的幾倍, FAS里面不同形式的微生物,懸浮態(tài)的和附著態(tài)的,硝化速率是不同,差別很大不能籠統(tǒng)折算(見(jiàn)下圖)。

污水處理工藝之“MBBR /IFAS”技術(shù)發(fā)展探討

劉智曉進(jìn)一步表示,認(rèn)為填料上的MLSS組成是和懸浮態(tài)MLSS組成差距巨大。懸浮態(tài)的硝化菌比例一般很低,而填料上的則高出幾倍。統(tǒng)一折算為MLSS,再計(jì)算SRT,再得出池容,不夠嚴(yán)謹(jǐn)。懸浮態(tài)硝化菌占2-3%,兩種性質(zhì)完全不同的MLSS,折合在一起是很不合理的。劉龍志認(rèn)為有個(gè)折算關(guān)系,但是兩個(gè)計(jì)算體系有不同計(jì)算方法。劉龍志提出了一個(gè)非常重要的問(wèn)題,即填料的加入肯定降低懸浮污泥濃度,懸污污泥和附著污泥不是簡(jiǎn)單的互補(bǔ)關(guān)系,還有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系大部分人忽視了這個(gè)。劉龍志認(rèn)為實(shí)際上,不管以氮負(fù)菏計(jì)算,還是折算成泥齡,都回避不了MLSS此消彼長(zhǎng)的問(wèn)題。

     

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